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国土资源遥感  2020, Vol. 32 Issue (1): 237-246    DOI: 10.6046/gtzyyg.2020.01.32
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2000—2016年三江源区植被生长季NDVI变化及其对气候因子的响应
徐嘉昕1,2,房世波2,张廷斌1,3,朱永超2,吴东2,易桂花4()
1. 成都理工大学地球科学学院,成都 610059
2. 中国气象科学研究院生态环境与农业气象研究所,北京 100081
3. 成都理工大学工程技术学院,乐山 614000
4. 成都理工大学管理科学学院,成都 610059
NDVI changes and its correlation with climate factors of the Three River-Headwater region in growing seasons during 2000—2016
Jiaxin XU1,2,Shibo FANG2,Tingbin ZHANG1,3,Yongchao ZHU2,Dong WU2,Guihua YI4()
1. College of Earth Science, Chengdu University of Technology, Chengdu 610059, China
2. Institute of Ecoenvironment and Agrometeorology, Chinese Academy of Meteorological Sciences, Beijing 100081, China
3. College of the Engineering and Technical, Chengdu University of Technology, Leshan 614000, China
4. College of Management Science, Chengdu University of Technology, Chengdu 610059, China
全文: PDF(2493 KB)   HTML  
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摘要 

植被与气候因子的相关性分析不仅反映气候变化背景下植被的长势,还可以预测未来植被的变化趋势。基于2000—2016年间研究区MODIS13A1 C6归一化植被指数(normalized difference vegetation index,NDVI)数据,结合研究区1∶100万植被类型图和气象站观测数据,采用相关分析研究方法,分别就三江源区17 a间植被时空分布特征、植被NDVI变化及气象站点缓冲区内植被生长季NDVI均值与逐月气候因子的相关性进行了研究。结果表明: ①三江源区生长季植被NDVI值在2000—2016年间整体上呈增加趋势,全区生长季NDVI增速为0.8%/10 a,在空间上具有显著的区域差异,整体表现为由西北向东南逐渐增加的趋势; ②气候因子在生长季初期和中期对植被生长影响较大,而在后期相关性则不明显; ③研究区植被生长季初期,当月气温对高寒草甸草原、高寒草原NDVI变化的影响大于降水量对其的影响,但在植被生长季中期,当月降水量对高寒草甸草原、高寒草原和高寒草甸3种不同类型植被的生长影响均较大。

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徐嘉昕
房世波
张廷斌
朱永超
吴东
易桂花
关键词 NDVI气候因子相关分析三江源区    
Abstract

The correlation analysis between climatic factors and vegetation indexes can not only reflect the impact of climate change on vegetation but also predict the trend of vegetation in the future. Based on the data of MODIS13A1 C6 NDVI of the Three River headwater region and combined with 1∶1 000 000 map of vegetation types and meteorological data, the authors analyzed spatial-temporal characteristics of NDVI and the relationship between vegetation indexes and climatic factors by using correlation analysis from 2000 to 2016. The results are as follows: ① NDVI increased with a rate of 0.8%/10a in Three River headwater region during 2000—2016, whereas vegetation cover increased from the northwest to southeast. ② Climate factors had a greater influence on vegetation growth in the early and middle growing season, but the correlation between NDVI and climate factors was not obvious in the later growing season. ③ The partial correlation between NDVI and climate factors in the vegetation growing season of the study area showed that the influence of the air temperature on NDVI of the alpine meadow grasslands and alpine grasslands was greater than that of precipitation in the early growing season. However, during the middle of the growing season, the precipitation had a greater impact on the growth of three different types of vegetation.

Key wordsNDVI    climatic factors    related analysis    Three River headwater region
收稿日期: 2019-03-01      出版日期: 2020-03-14
ZTFLH:  TP79  
基金资助:国家自然科学基金项目“气候变化与人类活动对若尔盖湿地景观格局影响的时空定量辨识”(编号: 41801099);国家自然科学基金国际(地区)合作与交流项目“基于高分雷达遥感和快中子水分传感技术,发展近实时的高时空分辨率的区域土壤湿度监测方法”(编号: 61661136005)
通讯作者: 易桂花     E-mail: yigh@cdut.edu.cn
作者简介: 徐嘉昕(1993-),女,硕士研究生,研究方向为生态、环境遥感。Email: xjxkiwi@163.com。
引用本文:   
徐嘉昕,房世波,张廷斌,朱永超,吴东,易桂花. 2000—2016年三江源区植被生长季NDVI变化及其对气候因子的响应[J]. 国土资源遥感, 2020, 32(1): 237-246.
Jiaxin XU,Shibo FANG,Tingbin ZHANG,Yongchao ZHU,Dong WU,Guihua YI. NDVI changes and its correlation with climate factors of the Three River-Headwater region in growing seasons during 2000—2016. Remote Sensing for Land & Resources, 2020, 32(1): 237-246.
链接本文:  
http://www.gtzyyg.com/CN/10.6046/gtzyyg.2020.01.32      或      http://www.gtzyyg.com/CN/Y2020/V32/I1/237
Fig.1  研究区示意图
Fig.2  三江源区植被类型分布
Fig.3  2000—2016年间三江源区植被生长季NDVI空间分布
Fig.4  2000—2016年间三江源区植被生长季NDVI年际变化
Fig.5  2000—2016年间三江源区生长季各气候因子年际变化
主要草地类型 气象站点 时段 5月 6月 7月 8月 9月
高寒草甸草原 囊谦 n 0.636** -0.182 -0.241 -0.259 0.316
n-1 -0.212 0.341 -0.202 -0.197 0.286
n-2 -0.239 0.100 -0.084 0.263 -0.224
杂多 n 0.425 0.632** 0.565* 0.084 0.138
n-1 0.055 0.105 0.468 0.118 0.195
n-2 0.281 -0.009 0.297 -0.257 0.095
玉树 n -0.397 0.092 0.208 0.355 0.394
n-1 -0.042 0.078 -0.224 0.051 -0.010
n-2 0.275 0.044 0.098 0.135 -0.214
高寒草甸 班玛 n 0.715*** 0.566* -0.259 -0.219 -0.212
n-1 -0.259 0.221 0.212 0.520* 0.208
n-2 -0.045 -0.193 -0.251 -0.248 0.094
河南 n 0.454 0.595* 0.202 0.533* -0.063
n-1 -0.195 -0.224 0.202 -0.205 0.369
n-2 0.228 -0.241 0.311 0.332 -0.228
玛多 n 0.435 0.389 0.215 -0.073 0.264
n-1 -0.099 0.233 0.324 0.133 -0.030
n-2 0.209 -0.066 0.484* -0.166 0.214
高寒草原 托托河 n 0.583* 0.460 0.293 0.032 0.319
n-1 0.270 0.327 0.308 0.187 0.179
n-2 0.237 0.510* 0.158 0.210 0.290
五道梁 n 0.566* -0.114 -0.130 -0.219 -0.226
n-1 -0.164 -0.232 0.230 0.295 -0.255
n-2 -0.100 -0.223 -0.173 -0.214 -0.230
兴海 n 0.084 0.241 -0.243 0.114 0.243
n-1 0.105 0.179 0.134 -0.055 0.063
n-2 0.219 0.390 0.251 -0.226 0.005
Tab.1  生长季NDVI与当月及前推月份平均气温的相关系数
主要草地类型 气象站点 时段 5月 6月 7月 8月 9月
高寒草甸草原 囊谦 n 0.170 0.330 0.620** 0.496* 0.214
n-1 -0.247 0.118 -0.190 -0.243 -0.138
n-2 -0.253 -0.253 -0.217 0.226 0.277
杂多 n 0.197 0.071 0.377 0.583* 0.045
n-1 0.589* -0.176 -0.197 0.420 0.504*
n-2 0.006 0.417 0.021 0.095 -0.063
玉树 n 0.494* 0.517* 0.515* -0.394 -0.102
n-1 0.368 -0.395 0.543** 0.419 0.591**
n-2 0.317 -0.055 -0.209 -0.013 0.063
高寒草甸 班玛 n 0.210 -0.018 -0.224 -0.169 0.381
n-1 0.318 -0.249 -0.222 0.371 0.315
n-2 -0.154 -0.185 -0.212 -0.185 -0.233
河南 n 0.418 -0.230 0.528* 0.239 0.259
n-1 -0.210 0.332 -0.259 0.785*** 0.578*
n-2 0.259 -0.217 0.336 -0.095 0.481*
玛多 n 0.213 0.450 0.637 0.645*** 0.448
n-1 0.179 0.146 0.209 0.409 0.429
n-2 0.067 0.020 0.290 0.016 0.442
高寒草原 托托河 n 0.202 0.327 0.610** 0.502* 0.239
n-1 0.369 0.241 0.452 0.335 0.290
n-2 -0.032 0.363 0.281 0.356 0.460
五道梁 n -0.251 -0.230 0.187 0.255 0.105
n-1 -0.192 -0.141 -0.217 0.071 0.164
n-2 -0.226 -0.237 -0.192 0.192 -0.182
兴海 n 0.272 0.045 0.379 0.382 0.666***
n-1 0.689*** 0.421 0.355 0.307 0.657***
n-2 0.045 0.538* 0.311 0.308 0.272
Tab.2  生长季NDVI与当月及前推月份降水量的相关系数
主要草地类型 气象站点 时段 5月 6月 7月 8月 9月
高寒草甸草原 囊谦 n 0.071 0.293 0.134 0.187 -0.032
n-1 -0.184 0.310 0.524* -0.197 -0.404
n-2 -0.055 -0.089 -0.105 -0.152 0.241
杂多 n -0.134 -0.205 -0.084 -0.292 -0.032
n-1 -0.265 -0.311 -0.277 -0.084 -0.480*
n-2 -0.247 -0.351 -0.032 -0.205 -0.305
玉树 n 0.056 0.172 0.037 -0.189 -0.133
n-1 0.053 0.171 0.370 -0.171 -0.676***
n-2 -0.208 -0.050 -0.260 -0.130 0.139
高寒草甸 班玛 n -0.250 0.335 -0.258 -0.255 0.081
n-1 -0.257 -0.258 -0.079 0.385 0.276
n-2 -0.245 -0.202 0.184 -0.132 -0.224
河南 n -0.386 -0.089 -0.540* -0.308 0.352*
n-1 0.114 -0.283 -0.084 -0.221 -0.412
n-2 0.249 0.355 -0.221 -0.045 -0.045
玛多 n -0.152 -0.483* -0.555* -0.397 -0.026
n-1 0.354 -0.019 -0.605** -0.501 -0.188
n-2 0.080 0.171 -0.193 -0.551* -0.540*
高寒草原 托托河 n -0.319 -0.382 -0.745*** -0.369 -0.290
n-1 -0.241 -0.581* -0.596** -0.279 -0.202
n-2 -0.239 -0.152 -0.539* -0.383 -0.514*
五道梁 n 0.077 -0.221 -0.679*** -0.155 -0.055
n-1 -0.371 0.045 -0.205 -0.045 -0.084
n-2 -0.318 -0.032 0.089 -0.352 -0.381
兴海 n -0.089 -0.063 -0.581** -0.089 -0.063
n-1 0.071 -0.197 -0.063 -0.259 -0.205
n-2 -0.045 0.077 -0.134 -0.164 -0.224
Tab.3  生长季NDVI与当月及前推月份日照时数的相关系数
主要草地类型 气象站点 月份 RP NDVI·T RS NDVI·T RT NDVI·P RS NDVI·P RP NDVI·S RT NDVI·S
高寒草甸草原 囊谦 5月 0.228 -0.193 0.630** 0.113 0.104 0.622**
6月 0.142 0.196 0.241 0.393 0.293 0.021
7月 0.222 0.142 0.256 0.283 0.302 0.220
8月 -0.166 0.340 -0.196 0.072 0.016 -0.316
9月 -0.195 -0.117 0.088 -0.136 -0.247 -0.163
杂多 5月 0.320 -0.017 0.485 0.319 0.348 0.408
6月 0.286 -0.275 0.668** 0.253 0.166 0.648**
7月 0.403 0.092 0.579** 0.336 0.483 0.566*
8月 0.584* -0.281 0.095 0.252 0.569* -0.013
9月 0.094 -0.028 0.161 0.123 0.124 0.135
玉树 5月 -0.383 -0.096 0.485 -0.034 0.395 0.499*
6月 0.145 0.385 0.526* 0.102 0.041 0.564*
7月 0.245 -0.149 0.527* 0.275 0.338 0.529*
8月 0.322 -0.089 -0.366 0.174 0.348 -0.362
9月 0.383 -0.086 0.010 0.129 0.393 0.007
高寒草甸 班玛 5月 -0.212 0.005 0.715** -0.082 0.216 0.714**
6月 -0.128 0.233 0.536 0.339 -0.050 0.477*
7月 0.125 0.010 -0.014 0.176 0.215 0.014
8月 -0.195 0.044 0.140 -0.175 -0.253 0.133
9月 0.426 -0.305 0.011 -0.041 0.375 0.214
河南 5月 -0.429 0.502** 0.191 -0.286 0.407 0.444
6月 0.441 -0.258 0.711** -0.077 0.101 0.655**
7月 0.567** -0.527** 0.312 -0.367 0.417 0.288
8月 -0.031 -0.412 0.491 -0.289 0.324 0.620**
9月 -0.115 0.323 0.267 0.353 -0.020 0.193
玛多 5月 0.208 -0.204 0.433 -0.080 0.171 0.452
6月 0.630** -0.656** 0.598** -0.356 0.303 0.608**
7月 0.638** -0.516* 0.220 -0.102 0.387 0.318
8月 0.663** -0.399 -0.211 -0.070 0.557** 0.084
9月 0.416 -0.157 0.195 -0.116 0.459 0.303
高寒草原 托托河 5月 0.215 -0.266 0.586** -0.252 -0.012 0.563*
6月 0.377 -0.511 0.493 -0.278 0.189 0.565*
7月 0.593* -0.833*** 0.239 -0.574* 0.228 0.610*
8月 0.580* -0.437 0.336 0.059 0.371 0.253
9月 0.365 -0.570* 0.418 -0.191 0.089 0.581*
五道梁 5月 0.338 0.270 0.676 0.280 0.395 0.692**
6月 0.475 -0.398 0.319 -0.013 0.349 0.378
7月 0.649** -0.687** -0.059 -0.418 0.343 0.167
8月 0.542* -0.163 0.036 0.077 0.529* 0.051
9月 0.196 -0.206 0.416 0.069 0.142 0.435
兴海 5月 0.366 -0.231 0.266 0.067 0.267 0.229
6月 0.229 -0.141 0.325 0.104 0.095 0.270
7月 0.430 -0.551* 0.324 -0.541* 0.291 -0.105
8月 0.378 0.090 0.099 0.346 0.492 -0.113
9月 0.642** -0.035 -0.071 0.385 0.726** 0.245
Tab.4  生长季NDVI与当月气候因子的偏相关系数
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