基于MODIS像元尺度的三峡库区植被覆盖度变化的地形分布特征

区域植被覆盖变化监测是研究资源环境承载力的基础，其对区域可持续发展至关重要。基于MODIS NDVI数据，采用像元二分模型计算了2001~2018年三峡库区植被覆盖度，结合植被覆盖度变化类型提取模型及分布指数，揭示了库区植被覆盖度变化在不同地形因子上的分布特征。研究表明：（1）三峡库区植被以高和中高覆盖度为主，其分别占库区总面积的65.72%和28.61%。18年来，库区年均植被覆盖度增长率为0.14%；（2）库区植被稳定类型占总面积的79.50%，植被改善占16.71%，植被退化占3.79%。26个区（县）中，长寿区、江北区等7区的植被改善面积小于植被退化面积，存在生态退化风险；（3）高程小于500 m、坡度小于6°的区域植被退化优势显著；高程500~1 100 m的区域植被改善为主导类型；坡度6°~15°的区域无明显优势分布；高程大于1 100 m、坡度大于15°的区域植被稳定和植被改善类型为优势分布；（4）库区不同坡向上，平坡上的植被退化类型显著，当坡向由阴坡向阳坡转变（西坡→南坡，北坡→东坡）时，植被覆盖度变化优势分布类型由植被退化型转变为植被改善型。研究结果揭示了三峡库区植被覆盖的空间分布和变化特征，对库区生态环境评价和植被恢复及保护具有一定的借鉴意义。     

基于MODIS NDVI的攀枝花市植被覆盖变化及其驱动力#br#

攀枝花市位于金沙江与雅砻江的交汇处是长江上游生态脆弱区,也是天然林保护工程和退耕还林工程等的重点实施区。基于2001~2010年MODIS NDVI数据,以及同时期的气象数据和其他辅助数据,利用最大值合成法（MVC）、趋势分析法以及线性相关分析等方法研究了攀枝花市植被覆盖时空变化及其与气候因素和人类活动的关系。研究结果表明：攀枝花市植被覆盖整体较高,属于高植被覆盖区域,年际尺度上,植被覆盖呈上升的趋势,增长速率为0.02/10 a;从年内来看,9月NDVI达到最大值,NDVI最小值出现在3月;植被覆盖在水平空间上呈“南低北高”的分布特征,并在垂直空间上呈现出显著的差异性,研究区植被覆盖分别在海拔2 000~3 000 m、坡度30°~40°达到最大值;受水热条件的影响,阴坡（0°~45°, 315°~360°）植被覆盖高于阳坡（135°~225°）,而平地（-1°）植被覆盖度最低;就整个研究区而言,植被退化的面积与增加的面积分别占0.7%和44.4%,增加的面积远大于退化的面积;年际尺度上植被受气温的影响高于受降水的影响;大规模生态工程建设是研究区植被覆盖增加的主要驱动因素。 关键词： 植被覆盖变化;归一化植被指数;气候变化;人类活动;攀枝花市     

川中丘陵区植被遥感动态监测及其驱动力分析

川中丘陵区是长江上游重要的生态屏障,也是国家退耕还林还草和天然林资源保护工程重点实施区。近年来,由于气候变化与人类活动的影响,该区植被覆盖及生态发生了较大变化。利用该地区2000～2015年MODIS NDVI数据、气象和土地利用数据以及研究区统计数据,采用最大值合成法(MVC)、趋势分析法和相关系数法,分析了川中丘陵区经国家生态工程建设后的植被动态变化特征,并探讨了气候变化和人类活动对植被覆盖的影响。研究结果表明:近15年,川中丘陵区植被呈增加的趋势,增速为5. 84/10 a(P0. 01);31. 58%的区域植被NDVI显著增加,主要分布在嘉陵江中游和岷江中下游,2. 90%的区域植被NDVI显著减少,主要分布在城市中心及周边;研究区植被对降水的敏感性较气温更强,22. 08%的区域面积NDVI与降水是呈显著相关的,仅7. 69%区域面积NDVI与气温是显著的;森林、灌木和草地的NDVI增加明显,各自增加比例超过60%,而建设用地和湿地是NDVI减少最明显的土地利用类型;退耕还林还草和天然林资源保护工程的建设,对川中丘陵区植被覆盖的增长起到了积极作用。     

长江上游流域生长季植被覆盖度时空变化特征及其成因

植被覆盖度是衡量区域植被生长状态及描述生态环境质量的重要指标,基于MODIS MOD13A3遥感数据和气象数据,采用趋势分析法分析长江上游流域生长季植被覆盖度时空变化特征,进一步采用偏相关分析、残差分析法揭示植被覆盖度变化对气候和人类活动的响应机制。结果表明：(1)2000～2019年长江上游流域生长季植被覆盖度呈显著上升趋势(P<0.05),增长速率为1.3×10^-3/a,多年平均植被覆盖度为0.64,呈东部向西北部逐渐下降趋势;(2)植被覆盖度空间分布异质性显著,61.5%的区域呈改善趋势,主要为分布在嘉陵江流域及乌江流域的栽培植物,退化区域占38.5%,主要为分布在金沙江流域及岷江上游流域的针叶林、草甸及灌丛;(3)植被覆盖度以海拔3.5 km为界,呈先上升后下降态势,海拔低于3.5 km,植被覆盖度变化随海拔变化梯度较小,海拔高于3.5 km,植被覆盖度随海拔变化梯度较大;(4)以降水为植被覆盖度变化主要影响因子的像元面积占57.5%,分布多集中在嘉陵江流域及乌江流域,以气温为主要影响因子分布较分散;(5)2000～2019年长江上游流域人类活动对植...     

湖北省植被覆盖度时空变化特征与影响因素分析

湖北省植被结构变化受自然和人类活动因素的影响较大,揭示湖北省植被变化的空间特征对其生态环境改善具有重要意义.基于MOD13Q1 NDVI数据计算湖北省的植被覆盖度,结合气象、DEM数据分析湖北省2000～2020年植被覆盖度的时空变化及分布格局,并探讨了其对气候变化、人类活动的响应.结果 表明:(1)2000～2020年湖北省植被覆盖度总体呈现增加的趋势,增大区域集中在湖北省的西北部,十堰、神农架林区和随州周围;(2)局部地区存在植被退化现象,退化面积呈先减小后增加的趋势.2000～2005年植被恢复区域主要集中在西北部和西南部,退化区域分布在武汉、襄阳、仙桃和黄石等地区;2005～2010年湖北省整体植被覆盖状况相对较差,退化区域分布在西北部和东南部,十堰和武汉较为明显,改善区域集中湖北省中部、神农架林区、襄阳、随州和天门;2010～2015年湖北省植被退化面积减少,分布在东部和西北部;2015～2020年植被覆盖度整体呈现下降趋势;(3)湖北省的东北部、西南部以及襄阳等地区的植被覆盖度与气温、降水呈现正相关,随着海拔的升高,气温、降水及风速和植被覆盖度正相关和负相关所占比重逐渐减少;(4)人类因素对湖北省的生态环境有正影响,对植被恢复有促进作用;负影响主要集中在武汉周边城市、襄阳、荆州等区域.     

丹江口库区陆地植被物候空间格局及其与海拔的响应关系

海拔高度变化对区域温度、降水都起着至关重要的作用,从而会对植被物候特征产生影响。以丹江口库区为研究区,分析库区植被物候随海拔变化特征,该工作的开展对进一步认识库区植物物候空间特征,进而监测库区土地覆盖变化具有重要实践意义。研究采用Savitzky-Golay滤波算法重建库区2001~2012年MODIS 16天最大合成EVI时序影像数据,对重建后的时间序列影像采用动态阈值法提取库区陆地植被关键物候特征信息,并对库区陆地植被物候特征随海拔梯度变化特征进行分析。研究结果表明,丹江口库区陆地植被生长季为4月上旬至10月上旬,南部山区林地生长季最长,而库区中部、东部耕地生长季较短。植被物候特征随海拔梯度变化呈现两个较为明显的区域,低海拔区域植被生长季开始时间(Start of Season,SOS)随海拔升高而提前,生长季结束时间(End of Season,EOS)随海拔升高而推迟,进而导致生长季长度(Length of Season,LOS)随海拔升高而延长。而在海拔较高山区,林地植被物候呈现完全相反变化趋势。受丹江口水库和人类活动的影响,丹江口库区植被分布随海拔变化呈现两个较为明显的区域。     

基于NDVI的淮河流域植被覆盖度动态变化

基于淮河流域1998～2005年每年第三季度的SPOT VEGETATION逐旬NDVI数据,采用MVC法（最大值合成法）获得月NDVI值,用均值法求取季均NDVI值,然后用像元二分模型求得各年的植被覆盖度。在此基础上,从不同角度分析近8年植被覆盖度的变化情况,并用Hurst指数预测未来植被覆盖度变化趋势。结果表明：近8年淮河流域地表植被覆盖度总体呈上升趋势,上升率为0007/a,其中1999年值最低,2004年值最高。植被变化以稳定和轻微恢复为主,更多区域由较低等级的植被覆盖度转变为较高等级植被覆盖度。由Hurst指数预测到未来植被覆盖度变化将保持增加趋势     

长江上游不同地形条件下的土地利用/覆盖变化

基于1〖DK〗∶10万的1980、2000和2005年的土地利用/覆盖数据和90 m分辨率的DEM数据,采用转移概率矩阵和地形 面积频度方法,分析了1980~2005年长江上游地区不同地形因子条件下的土地利用/覆盖变化。结果表明：1）1980~2000年,草地、林地和农业用地面积变化趋势与2000~2005年相反。后5 a,可能由于退耕的土地出现反弹现象增多,草地和林地面积出现缩减而农业用地面积增加。两个分析时段主要的土地利用/覆盖类型变化趋势类似,包括农业用地向林地和草地的转化,林地向农业用地的转化以及草地向裸地的转化。2）农业用地和城镇用地主要分布于低海拔区而林地、草地则主要分布于高海拔区。低海拔区主要是退耕还林和城市化过程。高海拔区主要是林地的退化消失和草地退化沙化过程。3）农业用地在坡度段10~25°所占面积比例最大。林地用地面积比例随坡度变陡呈现规则递增,城镇用地分布趋势与之相反。近年裸地趋向分布于缓坡区。坡度0~5°的区域主要是草地退化沙化过程;5~10°坡度段主要是退耕还林过程;大于10°的区域造林工程与森林退化并存。4）各种土地利用/覆盖类型对不同坡向的适宜性相差不大。各种坡向上土地利用/覆盖类型变化类似.     

丹江口库区生态系统服务价值与人类活动时空关联分析

良好的生态系统和协调的人地关系对丹江口库区水质的保证以及南水北调中线的顺利运行具有重要意义.以中国南水北调中线工程水源地丹江口库区为研究对象,以1991、2000、2010、2018年四期遥感影像为数据源,利用基于样本的面向对象分类方法解译获得四期土地利用数据,基于土地利用数据构建生态系统服务价值评估模型、生态系统服务价值流向损益模型、人类活动强度指数评估模型,并利用双变量空间自相关方法分析生态系统服务价值和人类活动强度的时空关联特征.研究结果表明:1991～2018年间,丹江口库区建设用地、水库河流和林地总体呈增长趋势,耕地、灌草地、内陆坑塘、湿地和未利用地总体呈减少趋势.生态系统服务价值呈现波动变化趋势,总体增加了43.93×108元,价值量的亏损主要来自于林地转化为耕地和建设用地,灌草地转化为耕地,价值量的增益主要来自于耕地转化为林地和水库河流.人类活动以低影响强度为主,中高影响强度在库区东部成片式分布,高影响强度区域呈零星块状分布且一直呈增加趋势.丹江口库区生态系统服务价值与人类活动强度存在显著的负相关关系,且呈现先增强后减弱的变化趋势.     

雅鲁藏布江流域近13年植被覆盖动态监测及与降水因子的相关性分析

基于MODIS NDVI 和SPOT VGT遥感数据探讨了雅鲁藏布江流域1998、2004、2010 年植被覆盖度的空间格局和变化规律,并从空间上利用重心模型、从时间上利用相关系数模型分析了降雨因子对雅鲁藏布江流域植被生长的影响。结果表明：（1）雅鲁藏布江流域植被覆盖度整体呈上升趋势,表现为低等和中低等覆盖度面积减少,而高等和中高等级有所增大;（2）从变化强度来看,雅鲁藏布江流域的植被覆盖相对较稳定,3个时期的植被盖度变化都以稳定和轻微变化为主,此类变化强度的地区主要集中在上游和下游受人类活动影响较小的区域且其面积比例在3个时期都达到了70%以上;（3）雅鲁藏布江流域植被NDVI年际变化、月际变化与降水分别在空间重心迁移和滞后效应上均表现为较大的正相关性     

丹江口库区土地利用/覆被与景观格局变化

丹江口水库作为南水北调中线工程水源地,其库区的土地利用/覆被变化可能带来的生态环境效应备受关注。以2000和2004年的多源遥感影像为主要数据源,解译生成土地分类数据,对研究区内土地利用变化总体特征、速度、景观优势度变化以及景观生态效应进行了分析。结果显示：库区在这4年间土地利用整体结构上没有显著改变,但是耕地、建设用地增加,林地、未利用地减少。景观多样性指数及景观均匀性指数呈下降趋势,说明景观异质程度下降,景观类型有向单一化及非均衡化方向发展的趋势。林地减少加剧库区的水土流失,导致库区的生态环境质量下降,应采取措施促使库区经济与生态环境良性地协调发展。     

基于SWAT模型的昌江流域土地利用变化对水环境的影响研究

土地利用快速变化对水环境带来较大影响,定量分析土地利用与水环境污染的关系是土地利用结构调整的重要依据。利用3S技术,通过SWAT模型对1983年与2012年昌江流域的水量和水质模拟,分析了土地利用时空变化,结合氨氮、总磷模拟数据,定量分析了土地利用变化下该流域的水环境污染负荷。研究结果表明:该区域林地、草地、水域、城镇及建设用地呈增加趋势,耕地则呈减小趋势。林地占比最大,为70%左右,其次为水田。水田为水环境非点源负荷贡献的第一大来源,且其占流域略多于20%的面积,贡献了该区域总磷总量的53.48%~57.01%和氨氮总量的51.86%~56.57%;农业耕作以25%的地类面积,贡献了60%~65%的非点源污染负荷;旱地的单位面积贡献污染负荷高于林地及城镇及建设用地,表明农业非点源污染是该区域水环境非点源污染的主要来源。     

生态工程建设背景下贵州高原的植被变化及影响因素分析

基于MODIS-NDVI和气象数据,运用趋势分析、偏相关分析和残差分析等方法,对生态工程建设背景下贵州高原的植被变化及影响因素进行分析,并定量探讨气候因素与人类活动对植被变化的影响。结果表明：(1)2000~2016年期间,贵州高原植被NDVI在空间上呈东高西低的分布特征,高值分布于野生动植物及自然保护区等,低值分布于湿地保护工程区。NDVI总体呈上升趋势,湿地保护工程区、退耕还林工程区等植被覆盖上升速率较快,野生动植物及自然保护区呈略微的下降趋势。(2)植被改善区域(83.74%)分布于研究区边缘及西北部,退化区域(16.26%)分布于研究区中部和东南部,其中退耕还林还草工程区植被改善最为明显,野生动植物保护及自然保护区和速生丰产工程区改善效果较差。(3)从气侯因素分析来看,气温和降水在总体上与NDVI均呈正相关,气温对贵州高原植被生长的影响大于降水。(4) 从人类活动分析来看,人类活动对植被的建设作用强于破坏作用,人类活动正作用（76.68%）主要分布于西北部,负作用（23.32%）集中分布于东南部。植被覆盖增加是气候因素和人类活动共同作用的结果,人类活动对植被的贡献率为75.53%,气候因素为24.47%。     

基于TVX方法的南京市城区时空格局与地表温度的研究

随着全球气候变化和人类活动的不断加剧,导致生态、资源与环境问题日趋严重,区域空间格局变化与地表温度的研究已成为全球环境变化的热门和重点研究课题。采用2000年、2006年和2010年的TM遥感影像,结合GIS和RS技术研究南京市不同时期的时空分布特征、演变特征以及地表温度的变化。结果表明: 2000～2010年南京市城区建设用地面积增长幅度较大,而耕地面积却呈显著递减趋向,水体和草地面积基本保持稳定,林地面积略有增长。NDVI和MNDWI均与地表温度呈负相关,通过构建TVX空间观察南京城市化进程,发现植被覆盖度持续降低,地表温度急速上升,到2010年,所有土地利用类型的聚类点的转化轨迹趋于一点,变化向量幅度是：林地>草地>水体>耕地,研究结果表明林地和水域对城市地表热环境具有强大的缓解作用,在城市化进程中,要注重城市水域和林地的保护,同时要改善城市绿化、减少能耗和节制热源     

丹江口水库典型消落区不同土地利用类型土壤养分分布

丹江口水库是南水北调中线工程的取水口,调水工程的实施使新增淹没区土壤由于淹没浸泡可能使其中氮磷等营养盐释放,对水库水质构成威胁。采集丹江口水库典型消落区不同土地利用类型的表层土壤,测定现有消落区(149~160m)和新增消落区(160~172m)不同土地利用类型土壤的氮磷含量,分析消落区土壤养分分布特征。结果表明:土壤有机质含量在滩地和农田混杂区最高,分别为43.9、49.8g/kg,有机质易在扰动强烈或生物多样性丰富的区域累积。现有消落区(149~160m)和新增消落区(160~172m)土壤中总氮、总磷均值无显著性差异(p0.05)。消落区不同土地利用类型中,果园土壤的总磷、裸地土壤水溶性磷含量均为最高。现有新增消落区土壤磷流失率(0.564%)高于现有消落区(0.378%),需防范新增消落区的磷流失风险。消落区土壤总氮含量与有机质含量呈极显著相关(p0.01);总氮含量范围为0.044%~0.167%,农田、果园等受人为耕作作用强烈的土地利用类型土壤总氮含量相对较高。在消落区实施退耕还林等措施,恢复消落区的植被群落,可有效降低土壤的氮磷的流失。     

三峡水库建设前后库区10年土地覆盖变化

介绍利用定量遥感监测手段,开展10年间三峡库区土地覆盖监测,采用联合国粮农组织土地覆盖分类系统在150 000尺度下划分38类土地覆盖类型,利用面向对象的信息提取方法,通过多尺度分割和模糊判别的手段开展土地覆盖的信息提取。通过监测分析,三峡库区在2002年耕地总量占总面积43.93%,森林面积占29.03%,与1992年对比,耕地面积减少1.13%,森林面积减少0.13%,灌木林增加了0.58%。影响土地覆盖变化的主要是城市扩展、库区移民、生态环境政策等原因。     

三峡库区森林植被恢复与可持续经营研究

系统的野外调查数据和历史资料分析结果表明,三峡库区森林植被在空间上发展不均匀,无明显垂直分带,且分布分散,人为干扰严重。目前,在70多个植被类型中,森林类型占25个,江岸两侧海拔800 m以下地区森林已经很少。森林类型中,马尾松、柏木林的分布面积最大,并在许多疏林中成为主要树种,主要是飞播或人工种植。库区大于25°的坡耕地占耕地面积的17.5％。库区薪炭林仅能满足农村用能总需求量的10.78％。不合理的土地利用方式和对森林的不合理砍伐导致脆弱的土壤系统和森林生态系统的严重退化、生产力下降和严重的水土流失。库区土壤年侵蚀量达到2.9亿t。三峡工程建设和移民安置对库区森林生态系统的压力和影响将是长期的。调查结果同时表明,库区植物生物多样性丰富,植物种类在5 032种以上,而且乡土树种多。分析认为,只要抓住三峡工程建设的契机,紧密结合国家天然林保护和退耕还林工程建设,充分利用良好的生物学基础,科学地封山育林,分带逐步恢复,同时,因地制宜,退耕还林,发展森林能源,建设多目标复合和多种模式并存的林业经营体系,发展经济,就能从根本上改善森林经营环境,实现森林恢复,形成合理布局的水库森林防护系统,促进三峡库区生态环境建设和可持续发展。     

近60 a来长江干流输沙量变化及原因分析

根据长江干流宜昌、汉口、大通3个站点1954~2013年的输沙量数据,采用有序聚类和泥沙归因诊断分析等方法分析了3个站点输沙量时间序列的跳跃点以及降水、产流、产沙等各因素在输沙量变化中的贡献和作用。分析结果表明：3个站点的输沙量均存在明显的跳跃点,在跳跃点前后,输沙量出现较大幅度的下降,产沙能力的下降对输沙量比例变化率的贡献超过90%。人类活动造成的水库总库容量变化和长江流域植被覆盖度变化是造成长江干流输沙量变化的主要原因。结果表明：1985~2000年相比1954~1984年输沙量下降的585%、2001~2013年相比1985~2000年输沙量下降的831%是由于水库建设所造成。研究时段内流域植被覆盖度呈现先下降后上升的趋势。与1954~1984年相比,1985~2000年长江流域植被覆盖度下降,造成的输沙量变化为输沙量实际下降的 -436%,与1985~2000年相比,2001~2013年长江流域植被覆盖度上升,造成的输沙量下降贡献了输沙量实际下降的180%。 关键词： 长江;输沙量;突变点;人类活动     

长时序丹江口水源区NDVI数据集构建及其时空动态变化分析

由于不同传感器时空分辨率不一致，当前NDVI动态变化研究存在研究时间较短的问题。基于EOT算法，以丹江口水源区为例，借助重叠时期的GIMMS NDVI和MODIS NDVI数据，将8 km分辨率GIMMS NDVI数据重采样为1 km，构建了1982～2018年NDVI长时序数据集，并在此基础上分析丹江口水源区NDVI时空动态变化。结果表明：EOT算法在空间重采样中具有良好的适用性。EOT NDVI与MODIS NDVI之间拟合度较高（R=0.929，P<0.01，n=24），EOT NDVI与Landsat NDVI之间表现出显著相关关系（R=0.702，P<0.01，n=200）。空间上，EOT算法在土地利用类型较为复杂的区域受混合像元的影响，预测精度降低，在植被分布连片的区域预测精度较高。基于时序NDVI数据分析，研究时段内NDVI呈现波动上升趋势，变化趋势为0.002 9 year-1。空间上，丹江口水源区NDVI以显著增加为主（P<0.05），在汉中市、安康市河流附近以及北部商州市、南部竹溪县等区域年均NDVI增加趋势较其他区域明显；年均NDVI呈现减小的区域主要分布在丹江口水库、十堰市、南阳市、平利县等经济发展较快的区域。Mann-Kendall检验显示年均NDVI时间序列没有突变现象，但局部区域NDVI在不同时间呈现差异。     

南水北调中线丹江口库区土地生产潜力估算

以土地生产潜力与承载力理论为基础,以南水北调中线工程主要淹没区和水源地——丹江口库区耕地为研究对象,在遥感影像、DEM、气象、土壤等数据支持下建立模型,利用潜力递减法估算丹江口库区的土地生产潜力,同时对土地资源人口承载力进行研究。估算结果表明:研究区不同作物、不同耕作制度下的最大生产潜力与现实生产力有很大差距,在现有粮食生产水平下,库区未淹没耕地的情况下,库区的人口承载力现状已经很差,当水位达到170 m后,库区人口承载力将进一步恶化。但是,研究区作物的现实生产力还有很大的提高余地,若在移民的前提下,深入挖掘土地生产潜力,因地制宜的选择合适的耕作制度,库区的土地承载力还可以有所提高。