地理科学进展 ›› 2019, Vol. 38 ›› Issue (8): 1248-1258.doi: 10.18306/dlkxjz.2019.08.013
收稿日期:
2018-12-12
修回日期:
2019-01-31
出版日期:
2019-08-25
发布日期:
2019-08-25
通讯作者:
陈少辉
E-mail:chensh@igsnrr.ac.cn
作者简介:
孙锐(1988— ),男,山东临清人,博士生,研究方向为植被与气候变化研究。E-mail: sunrui11@126.com
基金资助:
SUN Rui1,2,CHEN Shaohui1,*(),SU Hongbo1
Received:
2018-12-12
Revised:
2019-01-31
Online:
2019-08-25
Published:
2019-08-25
Contact:
CHEN Shaohui
E-mail:chensh@igsnrr.ac.cn
Supported by:
摘要:
了解植被覆盖的时空变化对区域环境保护及生态环境建设具有重要意义。基于MOD13A1数据,辅以Sen+Mann-Kendall、变异系数、Hurst指数,通过分析2000—2016年间黄土高原NDVI年最大值(NDVIymax)和生长季均值(NDVIgsmean)时空变化特征及趋势,以了解黄土高原实施退耕还林(草)等生态工程后的植被覆盖恢复情况。结果表明:① 2000—2016年植被NDVIymax和NDVIgsmean呈现波动式增长趋势,增长率分别为0.0070/a(P<0.01)和0.0063/a(P<0.01),生态环境整体不断改善。② NDVIymax和NDVIgsmean显示黄土高原植被覆盖呈增加趋势的面积远高于呈减少趋势的面积(93.42%和96.22%、6.58%和3.78%),植被覆盖状态正在不断改善。2种数据变化趋势下,不同土地覆盖类型表现略有差异,森林极显著增加趋势面积最大(73.02%和82.60%),其次为耕地(47.87%和67.43%),再次为裸地(47.03%和61.68%)。③ NDVIgsmean的变异系数小于NDVIymax的变异系数,相对稳定区域面积比分别为63.31%与56.64%,2种数据分析下森林变异系数最小,植被稳定性最好。④ 从植被NDVI变化趋势与Hurst组合结果得出,NDVIymax未来呈现改善趋势面积占41.35%,退化趋势面积占58.65%;NDVIgsmean呈现改善趋势面积占49.19%,退化趋势面积占50.81%。2种数据下,灌木地未来发展趋势最好,森林和耕地退化趋势面积超过了50%。研究人员应持续关注退化趋势地区的植被状态。
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表2
不同土地覆盖类型的像元变化趋势百分比"
变化趋势 | NDVIymax | NDVIgsmean | ||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
耕地 | 森林 | 草地 | 灌木地 | 湿地 | 裸地 | 耕地 | 森林 | 草地 | 灌木地 | 湿地 | 裸地 | |
极显著减少 | 1.06 | 0.06 | 0.11 | 0.12 | 2.78 | 0.04 | 0.57 | 0.05 | 0.09 | 0.19 | 3.01 | 0.03 |
显著减少 | 0.93 | 0.08 | 0.15 | 0.22 | 2.87 | 0.06 | 0.51 | 0.05 | 0.10 | 0.13 | 2.45 | 0.04 |
不显著减少 | 6.70 | 1.34 | 4.37 | 6.53 | 20.25 | 3.41 | 4.13 | 0.62 | 1.90 | 3.26 | 15.69 | 1.48 |
不显著增加 | 28.45 | 13.33 | 35.71 | 45.29 | 34.58 | 37.05 | 16.21 | 8.39 | 21.74 | 28.31 | 30.52 | 25.73 |
显著增加 | 14.99 | 12.17 | 14.21 | 14.55 | 12.62 | 12.40 | 11.15 | 8.28 | 12.27 | 16.20 | 11.18 | 11.05 |
极显著增加 | 47.87 | 73.02 | 45.45 | 33.29 | 26.89 | 47.03 | 67.43 | 82.60 | 63.89 | 51.91 | 37.14 | 61.68 |
表3
整体及不同土地覆盖类型的变异系数统计"
变异系数 | NDVIymax | NDVIgsmean | ||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
整体 | 耕地 | 森林 | 草地 | 灌木地 | 湿地 | 裸地 | 整体 | 耕地 | 森林 | 草地 | 灌木地 | 湿地 | 裸地 | |
0~0.05 | 13.69 | 4.82 | 55.91 | 7.35 | 1.82 | 6.48 | 2.25 | 8.65 | 3.15 | 32.32 | 5.20 | 1.07 | 1.86 | 5.99 |
0.05~0.10 | 20.12 | 26.05 | 28.90 | 11.48 | 4.53 | 16.27 | 9.05 | 26.45 | 30.02 | 46.98 | 14.40 | 7.77 | 21.16 | 18.98 |
0.10~0.15 | 22.83 | 29.60 | 10.52 | 21.19 | 19.45 | 17.67 | 18.21 | 28.21 | 33.03 | 14.21 | 28.71 | 33.00 | 21.39 | 30.81 |
0.15~0.20 | 22.53 | 24.05 | 3.87 | 28.90 | 33.09 | 17.51 | 22.86 | 24.55 | 23.01 | 5.02 | 34.60 | 38.56 | 15.84 | 27.57 |
0.22~0.25 | 13.05 | 11.12 | 0.69 | 19.36 | 24.68 | 12.72 | 21.04 | 9.83 | 8.96 | 1.26 | 14.35 | 14.82 | 8.56 | 12.19 |
0.25~0.30 | 5.08 | 2.88 | 0.08 | 8.24 | 9.65 | 7.65 | 15.18 | 1.54 | 1.22 | 0.16 | 2.17 | 3.35 | 4.99 | 2.85 |
0.30~1.00 | 2.68 | 1.48 | 0.04 | 3.48 | 6.78 | 21.67 | 11.41 | 0.74 | 0.60 | 0.03 | 0.56 | 1.37 | 24.25 | 1.57 |
>1.00 | 0.02 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0.02 | 0 | 0.03 | 0.01 | 0 | 0.01 | 0.02 | 1.46 | 0.03 |
表4
不同土地覆盖下植被变化趋势稳定性统计"
趋势稳定性 | NDVIymax | NDVIgsmean | ||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
整体 | 耕地 | 森林 | 草地 | 灌木地 | 湿地 | 裸地 | 整体 | 耕地 | 森林 | 草地 | 灌木地 | 湿地 | 裸地 | |
稳定-增加 | 52.35 | 53.49 | 93.98 | 37.94 | 24.74 | 26.79 | 28.58 | 60.45 | 61.82 | 92.90 | 46.85 | 40.62 | 36.35 | 54.86 |
不稳定-增加 | 41.11 | 37.82 | 4.53 | 57.43 | 68.39 | 47.31 | 67.92 | 35.77 | 32.97 | 6.38 | 51.05 | 55.79 | 42.50 | 43.59 |
不稳定-减少 | 2.26 | 1.71 | 0.14 | 2.55 | 5.81 | 12.27 | 2.57 | 0.90 | 0.83 | 0.11 | 0.64 | 2.37 | 12.60 | 0.63 |
稳定-减少 | 4.28 | 6.98 | 1.35 | 2.08 | 1.06 | 13.63 | 0.94 | 2.87 | 4.38 | 0.61 | 1.46 | 1.22 | 8.55 | 0.92 |
表6
不同土地覆盖类型下植被NDVI未来变化趋势"
变化趋势 | NDVIymax | NDVIgsmean | ||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
耕地 | 森林 | 草地 | 灌木地 | 湿地 | 裸地 | 耕地 | 森林 | 草地 | 灌木地 | 湿地 | 裸地 | |
持续性增加 | 37.20 | 41.21 | 37.84 | 47.05 | 35.37 | 38.81 | 47.88 | 42.13 | 50.19 | 60.49 | 45.58 | 50.37 |
持续性减少 | 4.61 | 0.74 | 1.76 | 3.94 | 15.22 | 1.18 | 3.33 | 0.50 | 1.12 | 2.84 | 15.44 | 0.63 |
反持续性增加 | 54.11 | 57.30 | 57.52 | 46.07 | 38.73 | 57.68 | 46.91 | 57.15 | 47.70 | 35.93 | 33.27 | 48.08 |
反持续性减少 | 4.08 | 0.75 | 2.88 | 2.94 | 10.68 | 2.33 | 1.88 | 0.22 | 0.97 | 0.74 | 5.71 | 0.92 |
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