广西近十年植被NDVI变化及其对降水的响应特征分析--《西南农业学报》2013年02期
广西近十年植被NDVI变化及其对降水的响应特征分析
【摘要】：采用SPOT VEGETATION NDVI数据以及TRMM降水数据,分析广西年植被NDVI变化特征,以及NDVI与降水的响应特征。结果表明,年广西植被NDVI呈现稳中有升的趋势,全区有54.71%面积的NDVI有所改善,45.06%面积的NDVI基本不变,仅有0.23%面积的NDVI出现退化。NDVI与降水量最大相关系数在0.4～0.6和0.6～0.8之间的面积分别占广西全区面积的71.76%和23.92%;桂中地区植被NDVI与降水量的关系比桂北、桂南地区更密切,受降水的影响更大。全区41.7%面积的NDVI与降水量的最大相关系数出现在第3个月,40.8%面积的最大相关系数出现在第2个月,NDVI对降水的最大响应滞后2至3个月。NDVI对降水的最大响应滞后2个月的面积主要出现在桂南和桂西地区,滞后3个月的面积主要出现在桂中地区。
【作者单位】：
【关键词】：
【基金】：
【分类号】：Q948【正文快照】：
植被是陆地生态系统中物质循环与能量流动的中枢[1],连接着土壤、大气和水分三大体系,具有调节气候,涵养水分,维持生态平衡等重要环境效应,对全球能量平衡、生物化学循环以及水循环起着调控作用[2～3]。植被与一定的气候、地形、地貌、土壤条件相适应,植被的分布特征是区域内
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)。A．农业植被指数AVI可以监测作物生长发育的不同阶段B．比值植被指数RVI可用于估算和监测植被盖度，但当植被盖度＞50%时，分辨能力很弱C．归一化差异植被指数NDVI对绿色植被表现敏感，常被用于进行区域和全球的植被状况研究D．多时相植被指数MTVI用于比较两个时期植被盖度变化，也可以监测因水灾和土地侵蚀造成的森林覆盖率的变化_考试资料网
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多项选择题A．农业植被指数AVI可以监测作物生长发育的不同阶段B．比值植被指数RVI可用于估算和监测植被盖度，但当植被盖度＞50%时，分辨能力很弱C．归一化差异植被指数NDVI对绿色植被表现敏感，常被用于进行区域和全球的植被状况研究D．多时相植被指数MTVI用于比较两个时期植被盖度变化，也可以监测因水灾和土地侵蚀造成的森林覆盖率的变化
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http://www.
从1月份~11月份的百分比变化幅度图上可以看出：
1极端变化情况都较少。○可以发现2000年~2005年NDVI百分比变化幅度上较为集中出现的数值都在（-2.0，0）内，极端变化数值都很少，尤其是大于零的变化数值。这可以说明从2000年到2005年整体上植被覆盖状况是变差的，且变化的百分比幅度较大。
2因为在百分比变化幅度图上，○小于0的值都是指2005年NDVI值小于2000年的地区，可以看到，1月到12月，每个月份大多数地区都出现负的植被指数增长，表明在各个月份上，2005年植被覆盖情况与2000年相比，整体上都表现出变差的趋势。
3对于研究区内的0值，即2005年与2000年相比，NDVI变化基本不变的区域是存在的，○
从原分类图或最终统计的数据上都可以发现这些数值大都分布在宁夏地区的东部以及南部。这一特点是宁夏地区的海陆位置，以及宁夏地形地貌状况所影响的，这与宁夏地区的植被实际分布状况十分吻合。
42000年到2005年植被覆盖状况的变好的地区在5月份、6月份以及9月份大量出现，在○
随后的时间内就迅速消失，这一现象可能是由于农田的作物的影响。
52000年到2005年植被百分比幅度变化大于2.0的地区零星分布，在五月份最多达到5个○
像元点，这几个像元点都分布在宁夏地区的东部边缘区，且相隔的距离都很大。很难想象是由于自然条件的原因使得植被覆盖的状况变好，笔者认为应该是人为活动的植树造林使得植被覆盖状况变好。
6观察百分比变化幅度在（-0.3，-2.0）的像元点位置，在地势较为平缓的宁夏中北部分较○
少，多数情况是分布于南部尤其是东南部，大部分面积是植被覆盖较好的地区仍然有极端的变差情况出现，究其原因很可能是在山地人为活动破坏造成，例如砍伐森林等。
7对于1月份至12月份始终是处于负变化值的地区，因而该值应该给与足够的重视，因为○
这一地区是首先变化成为荒漠，甚至更差植被覆盖的地区。近些年，沙尘暴的影响逐年加剧。应该改与这些植被变差的区域加以保护，才能减弱沙尘暴给生产生活带来的危害。
接下来笔者在对SLOPE计算的结果进行观察分析：
笔者对于1月份到11月份的Ratio数据（由于2005年12月份的SPOT-VEGETATION数据缺少，所以没有12月份的Ratio数据），进行SLOPE计算。获得Slope分类结果如下：
SLOPE分类结果
Density slice range-0.0 -0.0 -0.0
百分比 0. 0. 0.
观察SLOPE分类数据得知整体的数据值范围是（-0.8），即众多的像元值是处于小于0的范围，所以表示大多数地区（99.99%的面积）的地区是向着植被状况变差的方向发展的。
从SLOPE处理的结果图上，很直观的发现这一现象（深红色、橙色、黄色、白色、绿色依次表示Density slice range的几个分类类型）。橙色区域占很大的面积（87.3324%），其次是黄色区域。
结合上面的Ratio数据图可以看出： 1尽管在各个月份百分比变化幅度很大的地○
区，植被变化趋势比不是最大的，相反在各月份植被变化幅度不是很大的地区，却有很大的植被变化趋势。例如Ratio图中，黄棕色和亮绿色两区域，亮绿色代表的植被变差的百分比变化幅度没有黄棕色代表的大，但是对比SLOPE结果，亮绿色区大都处于橙色区（表示的植被变差趋势大于黄色区），而黄棕色区
对应黄色区。
2在Ratio图中，○部分月份显示2005年与2000年相比较，植被覆盖情况有变好的地区在SLOPE途中，可以看到，整体来看，植被变化趋势还是向着恶化的方向进行。
3在整体上表现出植被变好的区域（Slope值大于0）○，仅仅只占有五个像元的面积，且观察它们的分布状况，跟前面Ratio值变化正值最大的地点相接近。
4SLOPE结果中，负值的极端值出现的地区主要位于宁夏地区的中部，根据Ratio的分析结○
果知道，这些地区主要是农业用地。一年之中，作物收割后，植被覆盖状况自然会变差很多，这是人为活动造成的影响，与自然条件下的植被覆盖变化差异很大。
进一步分析2000年和2005年的NDVI值（上中下三旬数据）的直方图（图2）。 从2000年与2005年的直方图中，可以看到：
1NDVI小于0.05的低值区和大于0.6的高值区，2个年份的变化情况基本一致，但是在主○
体范围内，2000年在NDVI值0.15与0.25附近出现过较为突出的峰值，且0.3附近的总像元数远远高于同月份的2005的NDVI数值。
22005年NDVI值0.3附近表现低缓的趋势，○但是在值0.35~0.4之间出现一个小高峰，同时NDVI值偏向于0.6的月份多于2000年，这表明，2005年与2000年相比有些地区在某些月份，植被覆盖最好的地区有所增加。
32005年在植被指数0.1附近出现的峰值表示植被覆盖较差的地区面积个别月份多于2000○
年。同时分析最大值，可以很清楚的看见2000年NDVI极值大于0.9，然而在2005年的极值却小于0.9。
继续分析2000年到2005年的各植被覆盖类型的变化。 1
水体、裸地或其它 ○
从曲线的变化上来看，从4月份开始两曲线的变化趋势与规律基本一致，而在1月份到3月份的变化却大相径庭。原因是2005年的降水量好于2000年，但是最高温度却高于2000年，1月~3月份气温较低，土壤水分蒸发量小。从转折点变化来看2000年的变化迟于2005年类型的变化，这也是由于2005年的气温高高于2000年原因造成的。
弱植被覆盖区 ○
与水体、裸地与其他的类型变化趋势相类似，该类型的变化曲线也是从4月份开始2000年和2005年的变化趋势与规律基本一致，而在1月份~3月份变化差异很大。从转折点的变化来看2005年的变化趋势比2000年较为缓和，同时，转折点较为提前。原因与上一种类型的
稀疏植被覆盖区 ○
整体上来看，2000年与2005年稀疏植被覆盖类型的变化曲线变化趋势相类似，峰谷变化趋势相同，在程度上而言，2000年与2005年相比变化剧烈。2000年该类型植被覆盖比重各月份普遍大于2005年。变化转折点开始提前。
低植被覆盖区 ○
从该类型开始，植被状况好于稀疏植被覆盖状况的植被覆盖类型，2005年的比重大于2000年，与前几种类型一样，整体变化剧烈程度没有2000年大。
中植被覆盖区 ○
8月份中植被覆盖类型的极值出现一致，但是次要的峰值却表现出与前面几种较好植被覆盖情况的类型相同的规律，即2005年的变化比2000年提前。同时，该类型的变化剧烈程度不同于前面几种类型，从图中可以看出，2005年该类型比重的变化比2000年的变化剧烈。
6高植被覆盖区 ○
高植被覆盖此类型的比重变化与中植被覆盖类型相类似的变化规律。
密集植被覆盖区 ○
该类型的比重变化表现情况与前两种类似。
通过对2000年和2005年各种植被覆盖类型比重的变化曲线对比研究，可以总结出以下几点：
1对于水体、裸地或其它覆盖类型来说，整体上2005年的比重大于2000年。 ○
2对于植被覆盖情况较差的几种植被覆盖类型，即弱植被覆盖、稀疏植被覆盖来说，2000○
年的比重大于2005年。植被情况较好的几种植被覆盖类型，即低植被覆盖、中植被覆盖、高植被覆盖以及密集植被覆盖的比重是2000年小于2005年。
3弱植被覆盖、稀疏草原、低植被覆盖类型2000年的比重变化剧烈程度高于2005年，然而○
中植被覆盖、高植被覆盖以及密集植被覆盖的比重变化剧烈程度小于2005年。
4除水体、裸地或其它、弱植被覆盖这两种覆盖类型外，其他类型2000年和2005年的比重○
变化曲线都是类似的。水体、裸地或其它、弱植被覆盖这两种类型，都是在4月份之后2000年和2005年的变化趋势相同，在1月~3月份变化相反。
5对于曲线变化转折点来说除了体、○裸地或其它、弱植被覆盖这两种覆盖类型外，都是2005年早于2000年，这两种类型是2000年的变化先于2005年。
以上的几点发现，究其原因都是与2000年和2005年的气温和降水变化差异造成的。
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