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2000-2020年陕西省植被ndvi时空变化及气候因子探测

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水土保持研究 2024年第2期31卷 443-453页

作者：李霞王孝康刘秀花张乐艺金相皓陈永昊长安大学土地工程学院西安710054 国家林业和草原局西北调查规划院西安710041 长安大学水利与环境学院西安710054 旱区地下水文与生态效应教育部重点实验室西安710054

[目的]揭示陕西省不同生态系统植被时空变化,厘清不同气候因子及相互作用对植被变化的影响机制,为区域生态环境保护提供理论依据。[方法]基于MODIS ndvi及年均高温、年均低温、年均温、年总降水数据,采用Theil-Sen Median趋势、偏相关... 详细信息

[目的]揭示陕西省不同生态系统植被时空变化,厘清不同气候因子及相互作用对植被变化的影响机制,为区域生态环境保护提供理论依据。[方法]基于MODIS ndvi及年均高温、年均低温、年均温、年总降水数据,采用Theil-Sen Median趋势、偏相关、地理探测器等方法,分析了2000—2020年各地貌分区植被ndvi时空变化特征,结合变量分离探究了植被ndvi变化与降水、气温的内部关联和响应机制。[结果]2000—2020年陕西植被ndvi波动增加,速率为5.9%/10 a,速率大小为陕北>关中>陕南;全省多年植被ndvi值为0.71,南高北低;植被ndvi显著改善区域占比67%,分区占比为陕北>陕南>关中。2000—2020年陕西气候因子随时间波动变化,速率大小为陕南>关中>陕北,空间上呈现年均高温降低、年均低温上升、年均温降低、降水增加。2000—2020年陕西及各分区植被ndvi与年均高温整体呈负相关,与年均低温、年均温、年总降水量呈正相关;全省及陕北年总降水贡献最大,关中和陕南年均高温贡献最大;年均高温与年总降水交互主导全省、陕北及陕南植被ndvi变化,年均温与年总降水的交互主导关中植被ndvi变化。[结论]研究期陕西及各分区植被整体变好,各分区植被对气候的响应关系、各因子的贡献及其相互作用不同,降水和年均高温、年均温的交互显著影响植被ndvi变化。

关键词：植被ndvi 时空变化地理探测器陕西省

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内蒙古植被ndvi时空分异驱动力及模拟研究

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内蒙古植被NDVI时空分异驱动力及模拟研究

作者：刘海慧内蒙古财经大学

学位级别：硕士

植被作为生态系统中的重要组成部分,对自然界和人类都具有及其重要的作用。本文基于植被ndvi遥感数据,利用Arc GIS、Matlab、Python、Origin等多种统计分析软件,首先应用Sen+Mann-kendall趋势法分析内蒙古地区植被ndvi的时空动态变化及... 详细信息

植被作为生态系统中的重要组成部分,对自然界和人类都具有及其重要的作用。本文基于植被ndvi遥感数据,利用Arc GIS、Matlab、Python、Origin等多种统计分析软件,首先应用Sen+Mann-kendall趋势法分析内蒙古地区植被ndvi的时空动态变化及趋势;其次利用地理探测器模型探测影响植被ndvi动态变化的驱动因子及其作用程度;然后利用植被动力学模型,数值模拟年降雨量不同时,植被演化机制和分布结构对其响应;最后利用Conv LSTM模型对内蒙古地区未来的植被ndvi变化进行时空预测。主要研究结论如下:(1)研究期间,内蒙古植被ndvi年均值变化处于不断波动中,整体上呈现上升趋势,不同盟市的植被覆盖情况差异较大。植被ndvi均值分布有明显的空间差异,总体空间格局表现为“东北高,西南低”。各季节ndvi均值曲线均呈现波动中上升的趋势。植被ndvi值的季节差异性显著。夏季的ndvi值高于其他三个季节,春秋季次之;而冬季植被ndvi值整体上处于较低水平。(2)单驱动因子的平均q值作用大小依次为:年降水(0.751)>土地利用类型(0.708)>年日照时长(0.671)>植被类型(0.652)>土壤类型(0.649)>年气温(0.56)>地貌类型(0.396)>海拔(0.329)>坡度(0.144)>年末牲畜密度(0.05)>年人口密度(0.015)>坡向(0.001)。(3)自然因子对内蒙古自治区植被产生空间分异的影响最大,人为驱动因子对植被的分布和变化也有影响,但自然因子占主导作用。双因子驱动交互作用均存在增强效应,主要以双因子增强为主。主要影响驱动因子由自然与人为因子之间的交互作用转变为自然因子间的交互作用,而自然因子与人为因子的交互作用仅次之。除个别因子外,各驱动因子之间交互作用均显著。(4)数值模拟植被的分布及演化发现,不同年降雨量下,植被的分布演变均由随机无状分布开始聚集,向有规律的结构发展。年降雨量会影响最终形成的分布结构;在年降雨量较少时,植被分布的最终形态是点状结构,而随着年降雨量增加,最终会形成点条状混合结构。此外,随着年降雨量的增加,植被达到相对稳定结构的时间会缩短。经过Conv LSTM模型的不同方案训练对比,最终采用MSE作为损失函数,选择Adam优化器,Batch＿size为1的预测模型。预测了内蒙古2023年四个季节的植被ndvi值。经过分析与前文的研究结论一致,预测结果真实且可靠。

关键词：植被ndvi 变化趋势时空分异模拟预测

毛乌素沙地植被ndvi时空变化特征及其驱动因子分析

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陕西林业科技 2024年第4期52卷 1-5页

作者：王蕾陕西省林业调查规划院西安710082

本研究基于MODIS数据和气象数据,采用Theil-Sen趋势分析、Mann-Kendall趋势检验和Hurst指数等方法研究了毛乌素沙地植被ndvi时空变化特征及其驱动力分析。结果表明,毛乌素沙地整体年均ndvi总体呈现波动上升趋势,其增长速率为0.007·a^(-... 详细信息

本研究基于MODIS数据和气象数据,采用Theil-Sen趋势分析、Mann-Kendall趋势检验和Hurst指数等方法研究了毛乌素沙地植被ndvi时空变化特征及其驱动力分析。结果表明,毛乌素沙地整体年均ndvi总体呈现波动上升趋势,其增长速率为0.007·a^(-1),空间分布呈现自西北向东南逐渐增大的趋势,未来毛乌素沙地ndvi主要以反向特征为主,占比为71.66%。ndvi与降水量和平均气温的相关性均呈现正相关性。降水量是影响毛乌素沙地植被生长的驱动因子。

关键词：毛乌素沙地植被ndvi 时空变化气象因素

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自然因子对四川植被ndvi变化的地理探测

地理学报 2019年第9期74卷 1758-1776页

作者：彭文甫张冬梅罗艳玫陶帅徐新良四川师范大学地理与资源科学学院成都610068 西南土地资源评价与监测教育部重点实验室四川师范大学成都610068 中国科学院资源环境科学数据中心北京100101

许多研究已表明基于遥感的植被指数在地表过程和全球变化研究中具有重要作用,对认识植被变化的驱动因素具有重要意义,但自然因子对植被变化影响仍然难以量化。应用地理探测器模型,研究四川地区自然因子变化对植被分布的空间模式和植被... 详细信息

许多研究已表明基于遥感的植被指数在地表过程和全球变化研究中具有重要作用,对认识植被变化的驱动因素具有重要意义,但自然因子对植被变化影响仍然难以量化。应用地理探测器模型,研究四川地区自然因子变化对植被分布的空间模式和植被变化的交互影响,并确定了促进植被生长的各主要自然因子最适宜特征。结果表明:①2000-2015年,四川植被覆盖度状况良好,中高、高植被覆盖面积之和均超过94%;归一化植被指数(ndvi)转化表现为ndvi> 0.4以上区域转化明显,中高和高植被覆盖区面积分别呈显著下降和上升趋势;植被覆盖时空变化差异显著,植被覆盖较高区域位于四川盆地东北部、川西北高原地区,植被覆盖较低区域分布于四川盆地中部城市密集区域。②土壤类型、高程和年均温度变化等因子较好地解释了植被状况的可变性。③自然因子对植被ndvi影响存在交互作用,自然因子协同效应呈现相互增强和非线性增强关系,两种因子交互作用增强了单因子的影响。④研究揭示的促进植被生长的各主要因子最适宜特征,有助于更好地理解自然因素对植被ndvi变化的影响及其驱动机制。

关键词：植被ndvi 自然因子地理探测器模型四川省

长江流域中上游植被ndvi时空变化及其地形分异效应

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长江流域资源与环境 2020年第1期29卷 66-78页

作者：邓元杰姚顺波侯孟阳张童越西北农林科技大学经济管理学院陕西杨凌712100 西北农林科技大学资源经济与环境管理研究中心陕西杨凌712100

研究植被ndvi的时空演变及其地形分异效应,对于深入理解植被与人类活动的关系,揭示区域环境变迁,指导区域生态环境科学治理具有重要意义。以长江流域中上游作为研究区,基于1998~2015年SPOT-VEGETATION ndvi年度数据、DEM数据和基础地理... 详细信息

研究植被ndvi的时空演变及其地形分异效应,对于深入理解植被与人类活动的关系,揭示区域环境变迁,指导区域生态环境科学治理具有重要意义。以长江流域中上游作为研究区,基于1998~2015年SPOT-VEGETATION ndvi年度数据、DEM数据和基础地理信息数据,运用RS、GIS和数理统计分析等方法,探究了植被ndvi的时空演变特征及其地形分异效应,并对其影响原因进行了探讨。结果表明:(1)1998~2015年长江流域中上游地区生态环境得到极大改善,植被年均ndvi在时间上由1998年0.67增长至2015年0.75,年均增长率为0.57%。(2)植被ndvi在空间上的改善区域(48.58%)明显大于退化区域(11.1%),改善区域主要集中分布在研究区中东部地区。(3)植被ndvi在海拔500~1 000、1 000~1 500 m及坡度8°~15°、15°~25°区域改善趋势最大,在>5 000 m和坡度0°~5°区域退化趋势最大;坡向对植被ndvi变化影响不显著。(4)18年间长江流域中上游地区植被ndvi变化可能是受天然林保护、退耕还林(草)等生态工程实施和人类社会经济活动共同作用的结果。该文能为长江流域中上游地区脆弱生态环境的治理和改善提供科学依据,进而筑牢长江中上游重要生态屏障,推进长江经济带绿色发展。

关键词：植被ndvi 长江流域中上游地区时空变化地形分异效应

基于地理探测器的内蒙古自然和人为因素对植被ndvi变化的影响

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生态学报 2021年第12期41卷 4963-4975页

作者：陈宽杨晨晨白力嘎陈瑜刘锐潮洛濛内蒙古大学生态与环境学院呼和浩特010021 内蒙古草地生态学重点实验室-省部共建国家重点实验室培育基地呼和浩特010021 内蒙古师范大学内蒙古自治区遥感与地理信息系统重点实验室呼和浩特010022

研究区域植被覆盖度变化趋势并探寻其驱动因素对于维护生态安全具有重要意义。将内蒙古旗县分为牧业旗县和非牧业旗县,应用线性趋势分析法和地理探测器模型探讨2000—2015年自然和人为因素对植被ndvi变化的影响。结果表明:(1)2000—201... 详细信息

研究区域植被覆盖度变化趋势并探寻其驱动因素对于维护生态安全具有重要意义。将内蒙古旗县分为牧业旗县和非牧业旗县,应用线性趋势分析法和地理探测器模型探讨2000—2015年自然和人为因素对植被ndvi变化的影响。结果表明:(1)2000—2015年内蒙古地区植被覆盖度总体上呈增加趋势,但空间上显现出西部减少,东部与南部增加的趋势;非牧业旗县植被ndvi改善面积大于牧业旗县。(2)在整个内蒙古地区中,年降水量和土壤类型是影响植被ndvi的主要驱动因素,解释率在22%以上。在牧业旗县年降水量和土壤类型是主要驱动因素,而在非牧业旗县中粮食产量是最主要的驱动因素。(3)各因子之间的交互影响均高于单因子的影响。在牧业旗县,因子之间的交互作用呈现出非线性增强和双因子增强关系,植被ndvi变化受乡村户数和牲畜数量的交互影响最为突出。非牧业旗县因子之间呈现出非线性增强的交互作用关系,植被ndvi变化受土壤类型和粮食产量的交互影响最为明显。

关键词：地理探测器植被ndvi 内蒙古人为因素自然因素牧业旗

1982-2012年新疆植被ndvi的动态变化及其对气候变化和人类活动的响应

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应用生态学报 2015年第12期26卷 3567-3578页

作者：杜加强贾尔恒.阿哈提赵晨曦方广玲阴俊齐香宝袁新杰房世峰中国环境科学研究院北京100012 中国环境科学研究院环境基准与风险评估国家重点实验室北京100012 新疆环境保护科学研究院乌鲁木齐830011 中国科学院地理科学与资源研究所资源与环境信息系统国家重点实验室北京100101

植被在调节陆地碳平衡、气候系统中发挥了重要作用,并在生态系统服务功能提供方面占据主导地位,因此监测植被生长变化意义重大.基于AVHRR GIMMS ndvi和MODIS ndvi数据集在区域、像元两个空间尺度,研究了中国典型干旱区新疆1982-2012年... 详细信息

植被在调节陆地碳平衡、气候系统中发挥了重要作用,并在生态系统服务功能提供方面占据主导地位,因此监测植被生长变化意义重大.基于AVHRR GIMMS ndvi和MODIS ndvi数据集在区域、像元两个空间尺度,研究了中国典型干旱区新疆1982-2012年间植被生长的动态变化,探讨了气候变化和人类活动对植被生长的影响.结果表明:区域尺度,1982-2012年生长季植被ndvi呈极显著增加趋势(4.09×10^(-4)·a^(-1));ndvi变化趋势存在明显阶段性,1998年前后分别呈极显著增加(10×10^(-4)·a^(-1))和显著减少(-3×10^(-4)·a^(-1));生长季ndvi变化趋势的逆转主要发生在夏季,其次是秋季,而春季不存在逆转.像元尺度上农业区ndvi增加趋势显著;ndvi变化呈两极分化现象,剧烈变化区域多随时段长度延长而增加,尤其是显著减少区域范围快速扩张,导致区域尺度ndvi增加的停滞或放缓.研究区域植被生长受水热条件、人类活动共同控制.春、秋季的气温发挥主导作用,而夏季主要受到降水量的影响.大量施肥、灌溉面积增加等生产活动提高了农田植被覆盖,种植结构、灌溉方式等的改变降低了春季农田ndvi值,载畜量的增加则降低了部分草地的ndvi.

关键词：空间模式植被ndvi 气候变化人类活动新疆

1982—2016年东北黑土区植被ndvi动态及其对气候变化的响应

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生态学报 2018年第21期38卷 7647-7657页

作者：刘家福马帅李帅任春颖毛德华张柏吉林师范大学旅游与地理科学学院四平136000 中国科学院东北地理与农业生态研究所长春130012

植被是陆地生态系统的重要组成部分,在调节气候、水土保持等方面具有重要作用,因此,监测植被生长变化并探讨其与气候变化之间的关系,在全球变化研究中具有重要意义。基于MODIS ndvi和GIMMS ndvi数据集,并通过一致性检验,在区域和像元两... 详细信息

植被是陆地生态系统的重要组成部分,在调节气候、水土保持等方面具有重要作用,因此,监测植被生长变化并探讨其与气候变化之间的关系,在全球变化研究中具有重要意义。基于MODIS ndvi和GIMMS ndvi数据集,并通过一致性检验,在区域和像元两个空间尺度上,利用一元线性回归模型,研究东北黑土区1982—2016年植被生长动态,分析植被生长对气温和降水量的响应程度。结果表明:区域尺度上,1982—2016年东北黑土区植被生长季ndvi变化分为3个阶段(先增加继而减少最后再增加),区域植被的生长在气温、降水量的共同作用下,呈现出明显季节差异;像元尺度上,1982—2016年东北黑土区ndvi总体趋势为改善状态,主要改善植被类型为草原、森林和农业植被,鹤岗市、绥化市和长春市改善面积较大;多年平均ndvi值与同期气温和降水量具有一定的相关关系,平原地区植被ndvi与气温主要呈显著正相关关系,植被类型主要为耕地;平原地区边缘和山地地区的植被ndvi与降水量以显著正相关关系为主,主要植被类型为森林和草地。

关键词：植被ndvi 气温降水量东北黑土区

基于地理探测器的祁连山国家公园植被ndvi变化驱动因素分析

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生态学杂志 2021年第8期40卷 2530-2540页

作者：张华李明宋金岳韩武宏西北师范大学地理与环境科学学院兰州730070

植被是联结大气圈、土壤圈、水圈和生物圈的重要纽带,植被的时空变化特征与其驱动因素之间的关系在区域生态环境变化研究中具有重要意义。基于祁连山国家公园植被ndvi、气候、植被类型、地貌、土壤类型和DEM数据,运用地理探测器模型分析... 详细信息

植被是联结大气圈、土壤圈、水圈和生物圈的重要纽带,植被的时空变化特征与其驱动因素之间的关系在区域生态环境变化研究中具有重要意义。基于祁连山国家公园植被ndvi、气候、植被类型、地貌、土壤类型和DEM数据,运用地理探测器模型分析了2000—2019年祁连山国家公园植被ndvi时空变化特征及其驱动因素。结果表明:(1)祁连山国家公园植被在2000—2019年处于逐渐变好的态势;(2)祁连山国家公园植被ndvi低和中低等级面积占比超过55%,中和中高等级占比在35%左右,高等级面积占比极低,植被ndvi等级由东向西呈下降趋势;(3)降水、海拔、土壤类型和气温是影响祁连山国家公园植被ndvi的主要因素;(4)各评价指标之间对植被ndvi变化存在交互作用,分别为双因子增强和非线性增强效应;(5)祁连山国家公园植被最适宜生长范围或类别为:年均降水量320.7~385.8 mm,湿润指数2.9~21.3,年均温0.2~5.2℃,植被类型为针叶林和阔叶林,土壤类型为黑土和灰色森林土,DEM为2875~3365 m,≥10℃积温为346.2~720.5℃,地貌类型为中起伏山地,坡度为17.1°~22.8°,坡向为0°~31.55°。

关键词：植被ndvi 祁连山国家公园地理探测器模型时空变化