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2001—2015年海南岛橡胶林物候时空变化特征分析

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自然资源遥感 2022年第1期34卷 210-217页

作者：胡盈盈戴声佩罗红霞李海亮李茂芬郑倩禹萱李宁中国热带农业科学院科技信息研究所/海南省热带作物信息技术应用研究重点实验室海口571101 农业农村部农业遥感重点实验室北京100081 中国热带农业科学院环境与植物保护研究所/海南儋州热带农业生态系统国家野外科学观测研究站海口571101

为分析海南岛橡胶林物候特征,探究热带森林植被物候变化特征,本研究利用modis归一化植被指数(normalized difference vegetation index,ndvi)数据,采用Savitzky-Golay(S-G)滤波法重建2001—2015年的modis ndvi时间序列,利用动态阈值法... 详细信息

为分析海南岛橡胶林物候特征,探究热带森林植被物候变化特征,本研究利用modis归一化植被指数(normalized difference vegetation index,ndvi)数据,采用Savitzky-Golay(S-G)滤波法重建2001—2015年的modis ndvi时间序列,利用动态阈值法和典型样区提取海南岛橡胶林物候,分析了橡胶林物候的时空变化特征。结果表明:15 a间海南岛橡胶林春季在1月中旬—3月下旬开始展叶,秋季在11月中旬—12月下旬开始落叶,生长季长度约7~10个月;在时间尺度上,15 a间橡胶林物候没有显著性变化,春季物候每年提前约0.94 d,秋季物候每年延迟约0.84 d,生长季长度每年延长约1.79 d;在空间尺度上,15 a间春季物候显著提前地区主要有白沙黎族自治县、屯昌县、琼中黎族苗族自治县、万宁市和琼海市等,变化幅度为-1.8~-0.1 d/a,秋季物候显著延迟地区在儋州市、白沙黎族自治县、屯昌县、琼中黎族苗族自治县、琼海市、万宁市、乐东黎族自治县、三亚市和保亭黎族苗族自治县等地,变化幅度为0.5~2.7 d/a,生长季长度显著延长区域主要分布在儋州市和白沙黎族自治县等地,变化幅度为0.2~0.8 d/a,落叶期开始日显著延迟是橡胶林物候变化的主要特征。

关键词：橡胶物候 modis ndvi 海南岛时空变化

1982—2021年黄河流域植被覆盖时空演变及影响因素研究

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地球环境学报 2022年第4期13卷 428-436页

作者：李雪银张志强孙爱芝中国科学院大学地球与行星科学学院北京100049 华北水利水电大学测绘与地理信息学院郑州450045 黄河中下游数字地理技术教育部重点实验室(河南大学) 开封475001

通过科学认识黄河植被覆盖的空间格局、时间规律,揭示气候变化与人类活动对植被覆盖率空间演化的影响与机理,对于提出科学的生态防护方法、进行生态安全评价,以及推进黄河战略有着重大的理论意义与应用意义。本文以1982—2015年GIMMS N... 详细信息

通过科学认识黄河植被覆盖的空间格局、时间规律,揭示气候变化与人类活动对植被覆盖率空间演化的影响与机理,对于提出科学的生态防护方法、进行生态安全评价,以及推进黄河战略有着重大的理论意义与应用意义。本文以1982—2015年GIMMS ndvi和2000—2021年modis ndvi为主要数据源,通过最大值合成法、平均值法、Theil-Sen Median和Mann-Kendall等方法分析了黄河流域1982—2021年植被覆盖空间格局、月际和年际变化规律。结合同时段的年平均气温和年降水量,采用二元线性回归分析和残差分析等方法,探讨了黄河流域植被覆盖的主要影响因素。根据时空变化分析,1982—2021年黄河流域多年ndvi均值变化趋势由西北向东南依次增加,年际变化呈现波动增长趋势,增长速率为0.019∙(10a)^(−1),月际变化呈现先增后减的单峰曲线状分布,8月(0.50)为峰值。根据变化趋势分析,1982—2021年黄河流域77.35%的区域植被覆盖呈增加趋势。根据影响因素分析,黄河流域植被覆盖以气候变化和人类活动共同作用为主要影响因素,其中受人类活动促进作用较为明显,约占46.13%。因此,气候变化和人类活动共同作用是黄河流域植被覆盖变化的影响因素,其中人类活动对植被恢复有重要作用。

关键词：黄河流域 GIMMS ndvi modis ndvi 植被覆盖多元线性回归模型残差分析

粤港澳大湾区植被覆盖度动态变化及影响因子分析

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粤港澳大湾区植被覆盖度动态变化及影响因子分析

作者：曾芝琳华南理工大学

学位级别：硕士

植被是生态系统中的重要组成部分,区域植被覆盖的变化能够反映当地生态环境的变化。植被覆盖度是衡量植被覆盖状况的重要指标,是区域生态环境监测的重点研究对象。粤港澳大湾区是我国近年来重点发展建设的世界级城市群及都市连绵区,研... 详细信息

植被是生态系统中的重要组成部分,区域植被覆盖的变化能够反映当地生态环境的变化。植被覆盖度是衡量植被覆盖状况的重要指标,是区域生态环境监测的重点研究对象。粤港澳大湾区是我国近年来重点发展建设的世界级城市群及都市连绵区,研究其植被覆盖度的动态变化及相应影响因子,对于在大湾区科学进行大尺度景观规划、推动区域绿地的建设与发展、提升当地生态环境质量具有重要意义。为研究粤港澳大湾区的植被覆盖度变化及相应影响因子,本文基于2001-2020年的modis ndvi遥感数据,采用最大值合成法、像元二分模型、均值法、线性回归分析法、稳定性分析法和持续性分析法,分析近20年间(2001-2020)粤港澳大湾区植被覆盖度的动态变化特征,并对其未来演变趋势进行预测。结合17个相关因子数据,采用相关系数法、分级叠加分析法和多元回归残差分析法,分别研究气候类自然因子、非气候类自然因子和人为因子整体对20年间大湾区植被覆盖度变化的影响;采用地理探测器模型,分别在大湾区尺度和市域尺度上,综合分析各因子及其交互作用对研究区植被覆盖度变化的影响。得到以下主要结论:(1)大湾区植被覆盖度动态变化特征。从总体上看,大湾区植被覆盖状况良好,超过75%面积的植被覆盖度在0.6以上;在年际变化上,近20年植被覆盖度整体呈-0.0023/a的波动下降趋势;在空间变化上,约有30%的面积发生了显著的植被增减变化;在未来演变趋势上,预测超过一半的面积将可能面临植被减退风险。(2)气候类自然因子对大湾区植被覆盖度变化的影响。气候类自然因子与植被覆盖度的年际相关性多表现为以正相关为主;显著相关面积约等于或小于10%;植被覆盖度对各气候因子的年际响应整体存在较明显的空间差异。(3)非气候类自然因子对大湾区植被覆盖度变化的影响。在高程和坡度方面,随着两者的增加,高植被覆盖度面积占比增大。显著的植被增减变化主要集中在较低高程和较低坡度范围内。在坡向方面,不同坡向植被覆盖度的分布与变化情况较为一致。在土壤类型方面,研究区的3种主要土壤类型均表现为植被覆盖度等级越高,分布面积越广;显著的植被增减变化的面积在赤红壤与红壤中占比约为20%,在水稻土中占比超过40%。(4)人为因子整体对大湾区植被覆盖度变化的影响。在多年均值上,人为因子对植被覆盖度较强的促进和抑制作用主要发生于大湾区中部。在年际变化上,近20年间大湾区的植被覆盖度残差值呈下降趋势(-0.002/a)。在空间变化上,人为因子对植被覆盖度的影响显著恶化地区主要位于大湾区中部城市建设密集区,占比约为20%;显著改善地区主要分布于城市近郊,占比不足5%。(5)各因子及其交互作用对大湾区植被覆盖度变化的综合影响。在大湾区尺度上,在主要影响因子方面,单因子中影响力最强的是土地利用类型和高程;交互作用中影响力最强的是土地利用类型、高程与年均人口分布三者间的交互作用。在因子影响力变化方面,单因子中,气候类自然因子影响力波动幅度最大;交互作用中,人为因子间的交互作用和人为因子与非气候类自然因子间的交互作用影响力的波动变化是造成植被覆盖度变化的主要原因,气候类自然因子与人为因子之间的个别交互作用影响力有增大趋势。在市域尺度上,在主要影响因子方面,单因子中,对大多数城市影响力较强的是土地利用类型和高程;在交互作用中,对各市影响力较强的是以土地利用类型和以高程为主导的交互作用。在因子影响力变化方面,在单因子方面,佛山的单因子相对影响力的变化最为突出,其受气候类自然因子的影响有所增强;在交互作用方面,佛山、中山、港澳地区的交互作用相对影响力均出现较大波动变化。本文存在的不足之处主要为数据精度仍有提升空间、植被覆盖度变化的影响因子选取仍不够全面、研究的时间尺度有待进一步细分、影响因子的交互作用机制有待进一步研究等。针对以上研究不足,对未来粤港澳大湾区植被覆盖度动态变化及影响因子研究提出如下展望:使用更高精度、更长时序、更为全面的影响因子数据进行分析、开展多重时间尺度的对比分析、开展对多因子(3个及以上因子)交互作用的进一步研究。

关键词：植被覆盖度自然因子人为因子粤港澳大湾区 modis ndvi

Integrating space and time: a case for phenological context in grazing studies and management

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Frontiers of Agricultural Science and Engineering 2018年第1期5卷 44-56页

作者： Dawn M.BROWNING Sheri SPIEGAL Richard E.ESTELL Andres F.CIBILS Raul H.PEINETTI USDA-Agriculture Research Service New Mexico State University Department of Animal and Range Sciences New Mexico State University Facultad de Agronomía Universidad Nacional de La Pampa

In water-limited landscapes, patterns in primary production are highly variable across space and time.Livestock grazing is a common agricultural practice worldwide and a concern is localized overuse of specific pasture resources that can exacerbate grass losses and soil erosion. On a research ranch in New Mexico with average annual rainfall of 217 mm, we demonstrate with a quantitative approach that annual seasons vary greatly and examine foraging patterns in Angus-Hereford(Bos taurus) cows. We define five seasonal stages based on modis ndvi: pre-greenup, greenup, peak green, drydown and dormant, and examine livestock movements in 2008. Daily distance traveled by cows was greater and foraging area expanded during periods with higher precipitation. A regression model including minimum ndvi, rainfall and their interaction explained 81% of the seasonal variation in distance traveled by cows(P < 0.01).Cows explored about 81 ha·d^(–1) while foraging, but tended to explore smaller areas as the pasture became greener(greenup and peak green stages). Cows foraged an average of 9.7 h daily and spent more time foraging with more concentrated search patterns as pastures became greener.Our findings suggest that phenological context can expand the capacity to compare and integrate findings, and facilitate meta-analyses of grazing studies conducted at different locations and times of year.

关键词： GPS collars Jornada Experimental Range land-surface phenology livestock movement LTAR modis ndvi rangeland

基于modis数据的太行山区植被覆盖度时空演化及驱动力研究

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基于MODIS数据的太行山区植被覆盖度时空演化及驱动力研究

作者：王晓昕河北师范大学

学位级别：硕士

植被是一种能够进行光合作用,将无机物转化为有机物,并能独立生活的自养生物,是生态系统中最初的生产者,决定了一个生态系统的形态结构,在地球陆地生态系统中起着主导的作用。植被覆盖度(Fractional Vegetation Cover,FVC)是对区域植被... 详细信息

植被是一种能够进行光合作用,将无机物转化为有机物,并能独立生活的自养生物,是生态系统中最初的生产者,决定了一个生态系统的形态结构,在地球陆地生态系统中起着主导的作用。植被覆盖度(Fractional Vegetation Cover,FVC)是对区域植被生长状况进行量化的重要指标,因此探究植被覆盖度的时空动态变化及其影响因素对环境质量评价和生态系统保护具有重要的现实意义。本文通过美国Terra卫星提供的2001-2020年MOD13Q1产品中的ndvi数据集对太行山区植被覆盖度进行估算,分析了其空间分布和时空变化,并对植被覆盖度稳定性和演化风险进行探讨。结合地形、地貌、土壤、土地覆盖、气象等数据,基于地理探测器模型,分析各因素在空间上对植被覆盖度稳定性和演化风险的影响力大小,进一步选取影响力排序前三的因素,对各因素内部植被覆盖度稳定性和演化风险的变化进行具体分析。主要结论有:(1)太行山区绝大部分区域都拥有较好的植被覆盖度,整体上呈现南部值较低,北部值较高,中部地区高低值相间分布。2001-2020年间太行山区植被覆盖度整体呈现波动增长趋势,平均增长速率为0.0058/a,2001年植被覆盖度最低,为0.6339,2018年植被覆盖度最高,为0.8100。(2)太行山区2001年到2020年高植被覆盖度区域从22.97%提高到61.12%,低和较低植被覆盖度区域从14.83%降低到2.81%。20年间植被覆盖度变化趋势在空间上呈现增加和减少并存,西部和中部的改善情况较好,东部地区改善情况较差。植被覆盖度呈增长趋势的区域占比为84.67%,呈减少趋势的区域占比12.97%,太行山区植被覆盖度整体以增长为主。(3)太行山区大部分地区的植被覆盖度处于高或较高的稳定性,其中高稳定性的区域占比为32.63%,较高稳定性的区域占比为47.29%,而较低和低稳定性的区域分别占比为4.29%和2.55%。稳定性较差的区域主要分布在太行山区北部、西部和西南部的盆地区域,以及城市建成区及其周边地区。(4)利用Hurst指数评价植被覆盖度的持续性,Hurst指数越接近于0,反持续性越强,越接近于1,持续性越强。太行山区植被覆盖度Hurst指数由西北向东南逐渐减小,呈持续性变化区域占比41.27%,多分布在太行山区中部和北部海拔较低的地区;呈反持续性变化区域占比57.74%,集中在太行山区海拔较高地区、东北部以及东南部区域。植被覆盖度未来持续改善区域占比34.84%,分布在太行山区北部、中部以及西南部地区;持续退化的区域主要集中在城市建成区附近,占比5.69%。潜在退化的区域占比49.82%,说明太行山区植被覆盖度演化风险整体情况不容乐观。(5)地理探测器模型的探测结果表明,太行山区植被覆盖度稳定性受土地覆盖类型、地貌、坡度、土壤类型、日照时数的影响较强,受高程、相对湿度、气温、水汽压的影响较小,坡向对其几乎不产生影响;植被覆盖度演化风险受高程、土地覆盖类型、地貌和坡度的影响较强,受土壤类型、日照时数、气温、水汽压的影响较小,相对湿度、降水量、坡向的影响可以忽略不计。(6)选取对太行山区植被覆盖度稳定性影响力排序前三的因素(土地覆盖类型、地貌、坡度)进一步分析。土地覆盖因素中,太行山区的针叶林、阔叶林、灌木表现出较好的植被覆盖度稳定性;作物、草地、建成区植被覆盖度表现出较差的稳定性。地貌因素中,太行山区植被覆盖度稳定性从平原到台地有所降低,后随着地貌起伏程度的增加,稳定性逐渐增高。坡度因素中,太行山区植被覆盖度稳定性从坡度为0°～2.45°的区域到2.45°～5.34°的区域有所降低,后随着坡度的增加,植被覆盖度稳定性逐渐升高。(7)选取对太行山区植被覆盖度演化风险影响力排序前三的因素(土地覆盖类型、地貌、高程)进一步分析。土地覆盖因素中,太行山区针叶林、阔叶林、灌木、草地、作物的植被覆盖度均为潜在退化区域占比最大,且在前四种植被中占比超过50%,建成区持续退化区域占比在6种土地覆盖类型中最大,为21.93%。地貌因素中,随着地貌起伏程度的增加,潜在退化区域呈增加趋势。高程因素中,随着海拔升高,植被覆盖度持续改善区域先增加后减少;潜在改善和持续退化区域均呈现先减少后增加的趋势;潜在退化区域呈“增-减-增-减”的波动变化。

关键词：太行山区 modis ndvi 植被覆盖度稳定性演化风险地理探测器

基于地理探测器的区域植被覆盖度的定量影响——以京津风沙源区为例

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中国环境科学 2021年第2期41卷 826-836页

作者：孟琪武志涛杜自强张红山西大学黄土高原研究所山西太原030006 山西大学环境与资源学院山西太原030006

植被覆盖度(FVC)是衡量生态环境优秀的重要指标.本文基于modis ndvi数据,运用像元二分法模型,估算了2000~2018年京津风沙源区FVC,分析了其时空变化特征.在此基础上,基于地理探测器模型,定量分析了自然因素和人类活动因素等12个因子对京... 详细信息

植被覆盖度(FVC)是衡量生态环境优秀的重要指标.本文基于modis ndvi数据,运用像元二分法模型,估算了2000~2018年京津风沙源区FVC,分析了其时空变化特征.在此基础上,基于地理探测器模型,定量分析了自然因素和人类活动因素等12个因子对京津风沙源区FVC空间分布的影响.结果表明,近20a来京津风沙源区FVC整体上呈增加趋势,增加率为8.2%.空间上,研究区73.7%的区域FVC在增加,其中显著增加的区域主要集中在晋北山地丘陵亚区、燕山丘陵山地水源保护亚区、大兴安岭南部亚区和科尔沁沙地亚区的南部.2000~2018年,降水是影响京津风沙源区FVC空间分布的主要自然因子,解释力为63.3%;年末大牲畜头数是影响FVC空间分布的主要人为因子,解释力为34.8%.自然因素和人类活动之间的双因子交互作用以双协同作用和非线性协同作用为主,表明相对于单因子,自然因素和人类活动间的交互作用对FVC的解释力更强.其中,降水与其他11个因子的交互作用对研究区FVC起主导作用,解释力超过60%.

关键词：植被覆盖度(FVC) modis ndvi 驱动因子地理探测器京津风沙源区

鄱阳湖生态经济区成立前后ndvi时空动态变化及其驱动因素

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生态学杂志 2020年第1期39卷 11-22页

作者：刘海郑粮黄跃飞王敏湖北大学资源环境学院武汉430062 武汉大学遥感信息工程学院武汉430079 江西省基础地理信息中心南昌330209

鄱阳湖生态经济区是中部地区正在加速形成的增长极之一,研究其植被变化特征可以为鄱阳湖生态经济区更合理的调控经济发展与生态保护提供支持。本研究基于2000-2017年modis ndvi,采用最小二乘法斜率探讨生态经济区成立前后ndvi时空变化特... 详细信息

鄱阳湖生态经济区是中部地区正在加速形成的增长极之一,研究其植被变化特征可以为鄱阳湖生态经济区更合理的调控经济发展与生态保护提供支持。本研究基于2000-2017年modis ndvi,采用最小二乘法斜率探讨生态经济区成立前后ndvi时空变化特征,并借助相关性分析定量化研究气候因素和人为因素对ndvi变化的驱动作用。结果表明:生态经济区成立前(2000-2008年)和成立后(2009-2017年),区域植被覆盖整体均呈现增长趋势。生态经济区成立前ndvi变化趋势为0.05210 a^-1(Pndvi变化趋势为0.02510 a^-1(Pndvi增长出现放缓现象;空间上,成立前植被发生退化的区域主要分布在地级市和省会周围;成立后,省会和中心城市周围植被退化现象进一步加剧,同时湖区周围、区域北部以及南部农耕区植被也出现退化现象;在影响因素方面,在全区域尺度上,气候因素是ndvi变化的主导因素,气温对ndvi影响大于降水;在ndvi显著变化的区域,人类活动则是影响ndvi变化的主要因素;生态经济区成立前,城市化进程的加快是引起区域植被退化的主要人为活动因素,而生态经济区成立后,农耕区和湖区植被退化、非农建设用地占用其他类型土地、农村宅基地占用草地是区域植被退化的重要人为活动因素。

关键词： modis ndvi 鄱阳湖,生态经济区时空动态人类活动

不同数据源归一化植被指数在中国北方草原区的应用比较

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地球信息科学学报 2020年第9期22卷 1910-1919页

作者：陈如如胡中民李胜功郭群中国科学院地理科学与资源研究所生态系统网络观测与模拟重点实验室北京100101 国家生态系统科学数据中心北京100101 中国科学院大学资源与环境学院北京100190 华南师范大学地理科学学院广州510631

中国北方草原区生产力在区域碳水循环、农牧业发展中举足轻重。归一化植被指数(Normalized Difference Vegetation Index,ndvi)广泛应用于生产力的计算,然而目前来源众多的ndvi数据反映中国北方草原植被时空动态的一致性仍未可知。本研... 详细信息

中国北方草原区生产力在区域碳水循环、农牧业发展中举足轻重。归一化植被指数(Normalized Difference Vegetation Index,ndvi)广泛应用于生产力的计算,然而目前来源众多的ndvi数据反映中国北方草原植被时空动态的一致性仍未可知。本研究利用2000—2015年3个来源ndvi数据集(modis ndvi、GIMMS ndvi和SPOT ndvi)并以国际上公认的数据准确性较高的modis ndvi为基准对比分析了中国北方草原区ndvi时空动态的一致性,并选取适宜的ndvi产品揭示研究区ndvi长期的时空格局。结果表明:整个中国北方草原区以及部分草原类型(高寒草甸、高寒草原、高寒荒漠、温带荒漠草原)GIMMS ndvi和modis ndvi 2套数据集无论是数值范围,还是年际波动和变化趋势具有较高一致性(二者在高寒草甸、高寒草原、高寒荒漠、温带荒漠草原的相关系数分别为0.60、0.47、0.51、0.74),而SPOT ndvi数值远高于其他2个数据集,尤其是在青藏高原草原区,SPOT ndvi数值每年较另外两套数据集约偏高0.15,表明该区域使用SPOT数据应慎重。部分温带草原类型(典型草原和草甸草原)GIMMS ndvi和SPOT ndvi数据集在年际波动以及变化趋势上具有较高的一致性(相关系数分别为0.85和0.60),但温带草原区3种数据集ndvi数值范围整体相差不大,小于0.06。基于上述结果,本研究进一步采用时间序列最长且与modis ndvi一致性最好的GIMMS ndvi分析了研究区ndvi的时空动态,发现1982—2015年中国北方草原区ndvi整体呈增加趋势,25%的区域达显著水平(pndvi大部分区域变化不显著且有一定比例的区域ndvi呈显著下降趋势。本研究可以为模型数据集选择和预测中国北方草原区植被对未来气候变化的响应提供科学依据。

关键词：北方草原区植被指数 GIMMS ndvi modis ndvi SPOT ndvi 趋势分析空间格局年际动态

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和田地区植被覆盖变化及气候因子驱动分析

生态学报 2020年第4期40卷 1258-1268页

作者：丁玥阿布都热合曼·哈力克陈香月木卡达斯·阿不都热合曼新疆大学资源与环境科学学院乌鲁木齐830046 新疆大学绿洲生态教育部重点实验室乌鲁木齐830046 新疆大学智慧城市与环境建模自治区普通高校重点实验室乌鲁木齐830046

基于modis ndvi(2000-2016年)数据集,结合气温、降水数据,利用最大值合成法、斜率分析法及相关分析等方法,分析和田地区近17年的植被覆盖时空变化特征及其与气候因子的相关性。结果表明:(1)近17年和田地区植被覆盖的月际变化表现为先增... 详细信息

基于modis ndvi(2000-2016年)数据集,结合气温、降水数据,利用最大值合成法、斜率分析法及相关分析等方法,分析和田地区近17年的植被覆盖时空变化特征及其与气候因子的相关性。结果表明:(1)近17年和田地区植被覆盖的月际变化表现为先增加再减少,年际变化表现为显著上升趋势,增速为0.452/10a;(2)近17年和田地区植被覆盖增加和减少的区域分别占总面积的4.48%和0.21%,绿洲及昆仑山北部部分区域变化剧烈,高海拔区域基本不变;(3)近17年温度和降水小幅增加,增速分别为0.144/10a和0.156/10a;月尺度上,植被覆盖与温度为正相关,植被生长滞后于温度两个月;与降水以负相关为主,滞后效应不明显。(4)ndvi对气候因子响应的空间分布中,ndvi与平均温度以负相关为主,与降水以正相关为主,与降水的相关性较温度的相关性高;昆仑山北部植被对降水变化更敏感,和墨洛绿洲、策勒-于田绿洲和和田地区西南部山区对温度变化更敏感。

关键词：植被覆盖 modis ndvi 气候变化和田地区