楊艷萍,陳建軍,2※,覃巧婷,周國(guó)清,2,尤號(hào)田,2,韓小文,2
(1. 桂林理工大學(xué)測(cè)繪地理信息學(xué)院,桂林 541004;2. 桂林理工大學(xué)廣西空間信息與測(cè)繪重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,桂林 541004)
植被是陸地生態(tài)系統(tǒng)不可缺少的組成部分,植被的生長(zhǎng)受到大氣、土壤和水分的共同影響,目前植被動(dòng)態(tài)變化監(jiān)測(cè)已成為全球變化研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)問題之一[1]。廣西位于中國(guó)南部,地勢(shì)西北高、東南低,山地丘陵錯(cuò)綜復(fù)雜,素有“廣西盆地”之稱,具有獨(dú)特的喀斯特地貌,是西部生態(tài)脆弱地區(qū)之一[2-3]。該地區(qū)石漠化問題嚴(yán)重,土壤貧瘠,容易發(fā)生水土流失,石漠化面積占中國(guó)石漠化土地總面積的15.2%[4]。近些年來,廣西一直大力實(shí)施珠江防護(hù)林、沿海防護(hù)林、退耕還林、石漠化綜合治理等[5]國(guó)家重點(diǎn)生態(tài)工程,通過一系列制度改革和政策傾斜不斷完善自然生態(tài)系統(tǒng)的平衡[6]。因此,研究廣西近些年植被的時(shí)空變化分異特征及其影響因素,有利于進(jìn)一步推動(dòng)廣西生態(tài)綠色發(fā)展,為評(píng)估廣西植被生長(zhǎng)和生態(tài)環(huán)境恢復(fù)提供科學(xué)依據(jù)[7]。
歸一化植被指數(shù)(Normalized Difference Vegetation Index, NDVI)是衡量作物生長(zhǎng)、農(nóng)田、土地管理和作物生產(chǎn)的指標(biāo),被廣泛用于監(jiān)測(cè)和預(yù)測(cè)植被生長(zhǎng)、探索和研究植被覆蓋相關(guān)變化[8]。近年來,部分學(xué)者利用NDVI時(shí)間序列監(jiān)測(cè)不同時(shí)間尺度的植被生長(zhǎng)情況。如高江波等[9]利用GIMMS NDVI遙感數(shù)據(jù)探討1982-2013年中國(guó)植被NDVI動(dòng)態(tài)特征;韋小茶等[10]基于GIMMS NDVI和MODIS NDVI分析廣西1982-2016年NDVI時(shí)空變化特征;Wang等[11]利用MODIS數(shù)據(jù)得到2000-2010年中國(guó)生長(zhǎng)季植被NDVI增加了0.003%。植被的生長(zhǎng)狀況與該地區(qū)的地形息息相關(guān),不同的地形因子對(duì)植被NDVI產(chǎn)生的影響不同。如肖建勇等[12]基于MODIS NDVI分析中國(guó)非喀斯特區(qū)域植被NDVI空間分布更易受地形因子影響;銀朵朵等[13]分析得到地形因子對(duì)溫帶大陸性半干旱季風(fēng)氣候區(qū)植被覆蓋度分布格局影響顯著,植被覆蓋度隨海拔升高呈增加趨勢(shì),與坡度呈正相關(guān),在不同坡向上差異明顯。氣候因子在地球表面的能量交換和物質(zhì)循環(huán)中發(fā)揮重要作用,是引起植被變化的重要因素之一,氣溫和降水是引起植被變化的主要?dú)夂蛞蜃覽14]。Jiang等[15]通過殘差趨勢(shì)分析等方法,得到降水是影響哈薩克地區(qū)植被生長(zhǎng)的主要因素,而氣溫是影響山區(qū)和咸海盆地植被綠度季節(jié)變化的控制因素;Guo等[16]應(yīng)用重心模型得到雅魯藏布江流域的植被生長(zhǎng)在重心移動(dòng)軌跡和時(shí)滯效應(yīng)兩方面都受到降水的積極影響。土地利用反映人類對(duì)自然生態(tài)系統(tǒng)影響的方式和程度,不同土地利用類型土壤養(yǎng)分的構(gòu)成和含量不同,從而對(duì)植被生長(zhǎng)的影響程度不同[17]。如Jiang等[18]利用線性回歸等方法分析1982-2015年西南山區(qū)耕地上的平均NDVI增幅顯著;賈丹陽等[19]運(yùn)用Pearson相關(guān)性分析法等,得到在草地土地利用類型上,NDVI的變化受春季氣溫、夏季降水量的影響明顯。盡管當(dāng)前利用NDVI研究區(qū)域植被時(shí)空變化特征及其影響因素取得了一定進(jìn)展,但現(xiàn)有研究主要集中在單一因素或兩個(gè)因素對(duì)植被生長(zhǎng)的影響,較少同時(shí)兼顧多因素的影響,尤其是廣西地區(qū)的相關(guān)研究相對(duì)較少。
本文基于2000-2018年的MODIS NDVI時(shí)序數(shù)據(jù),利用一元線性回歸及趨勢(shì)分析等方法,分析廣西植被NDVI時(shí)空變化特征;結(jié)合數(shù)字高程模型(Digital Elevation Model, DEM)數(shù)據(jù)、土地利用類型和氣溫、降水?dāng)?shù)據(jù),通過相關(guān)分析和統(tǒng)計(jì)分析等方法,探討不同地形條件和土地利用類型下植被NDVI時(shí)空變化差異及其對(duì)氣候因子的響應(yīng)。通過以上研究,掌握近些年廣西實(shí)施退耕還林、石漠化治理等生態(tài)工程的成效,為廣西地區(qū)進(jìn)一步推動(dòng)生態(tài)環(huán)境建設(shè)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)。
廣 西 位 于 中 國(guó) 華 南 地 區(qū),104°26′~112°04′E,20°54′~26°24′N,總面積23.67萬km2[20]。廣西處于第二階梯中的云貴高原東南邊緣,北回歸線橫貫全區(qū)中部,南臨北部灣,北接南嶺山地,西延云貴高原,屬云貴高原向東南沿海丘陵過渡地帶,地形特點(diǎn)為四周高中部低,形似盆地,且山地多、平原少,具有獨(dú)特的喀斯特地貌[21]。廣西氣候類型為中亞熱帶季風(fēng)氣候和南亞熱帶季風(fēng)氣候,年平均氣溫在16 ℃以上,年平均降雨量在1100 mm以上,全年夏長(zhǎng)冬短[22]。植被類型多樣,桂西北地區(qū)主要分布針葉林,東南地區(qū)主要分布有闊葉林[23]。
本文使用的MODIS NDVI數(shù)據(jù)來源于美國(guó)航空航天局(National Aeronautics and Space Administration, NASA)發(fā)布的中分辨率成像光譜儀植被產(chǎn)品數(shù)據(jù)MOD13Q1(https://ladsweb.modaps. eosdis. nasa.gov/search/),空間分辨率為250 m,時(shí)間分辨率為16 d。首先,利用MRT工具對(duì)廣西2000-2018年的MODIS NDVI數(shù)據(jù)進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換、影像拼接、重采樣、重投影等處理;其次,利用ArcGIS軟件根據(jù)廣西矢量邊界對(duì)處理后的遙感影像進(jìn)行裁剪;最后,在ENVI中運(yùn)用最大值合成法(Maximum Value Composite, MVC)合成得到各季度及年NDVI值。將廣西植被NDVI劃分為<0.2、0.2~0.4、0.4~0.6、0.6~0.8、>0.8這5個(gè)等級(jí)[24]。
氣象數(shù)據(jù)來自歐洲中期天氣預(yù)報(bào)中心(ECMWF)第三代再分析資料ERA-Interim (https://apps.ecmwf.int/datasets/data/interim-full- daily/ levtype=sfc/),空間分辨率為0.5°。氣候因子包括:降水量、氣溫、太陽輻射、風(fēng)速、日照時(shí)數(shù)、濕度等。植被的生長(zhǎng)受氣溫和降水兩因素影響較大,故本研究只研究植被對(duì)氣溫和降水兩氣候因子的響應(yīng)。首先,利用MATLAB軟件讀取氣候數(shù)據(jù)nc文件,計(jì)算各月平均氣溫和降水,并生成excel表格;其次,在ArcGIS軟件中利用克里金插值法對(duì)氣象數(shù)據(jù)進(jìn)行插值處理;最后,根據(jù)廣西矢量邊界進(jìn)行裁剪,并通過重采樣和投影轉(zhuǎn)換,使得氣候數(shù)據(jù)與NDVI數(shù)據(jù)具有相同的投影坐標(biāo)系和空間分辨率。
DEM數(shù)據(jù)來源于地理空間數(shù)據(jù)云(http://www.gscloud.cn/),空間分辨率為30 m。地形因子種類繁多,但高程、坡度及坡向?qū)χ脖簧L(zhǎng)影響頗大,故基于不同高程、坡度及坡向探討植被NDVI變化。根據(jù)數(shù)據(jù)可得,廣西高程在0~2101 m,將高程梯度分為22個(gè)100 m的高程帶,計(jì)算各高程帶下的平均NDVI值;廣西坡度在0~56°,將坡度分為28個(gè)2°的坡度帶,并計(jì)算各坡度帶下的平均NDVI值;計(jì)算無坡向、北、東北、東、東南、西南、西、西北9個(gè)坡向下的平均NDVI值。
土地利用遙感監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)來源于資源環(huán)境科學(xué)與數(shù)據(jù)中心(http://www.resdc.cn/Default.aspx),空間分辨率為1 km。土地利用類型包括耕地、林地、草地、水域、居民用地和未利用土地6個(gè)一級(jí)類型及25個(gè)二級(jí)類型。本研究使用2018年廣西土地利用遙感監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),計(jì)算6個(gè)一級(jí)土地類型下植被NDVI對(duì)氣溫和降水的響應(yīng)。
當(dāng)前大多數(shù)學(xué)者采用線性回歸[25]、Theil—Sen media趨勢(shì)分析[26]等方法分析長(zhǎng)時(shí)間序列植被NDVI變化趨勢(shì)。多使用地理探測(cè)器[27]、主成分分析[28]、相關(guān)分析[29]等方法分析各因素對(duì)植被生長(zhǎng)的影響,其中,地理探測(cè)器法和主成分法能夠反映變量的分層異質(zhì)性,但工作量大,很難在空間上連續(xù)表達(dá),而Pearson相關(guān)分析法,通過相關(guān)系數(shù)、偏相關(guān)系數(shù)和復(fù)相關(guān)系數(shù)直觀反映變量間的相關(guān)程度及各因素對(duì)植被覆蓋空間上的貢獻(xiàn)率,故本研究結(jié)合廣西實(shí)地情況和研究需求,選取線性回歸和Pearson相關(guān)分析法。
1.3.1 趨勢(shì)分析
一元線性回歸法分析逐個(gè)像元對(duì)應(yīng)的2000-2018年廣西NDVI變化趨勢(shì),多年回歸方程中的趨勢(shì)斜率Slope代表年際變化,若Slope>0,表示隨時(shí)間的變化NDVI呈現(xiàn)增加的趨勢(shì),并且數(shù)值越大增加越明顯;反之,若Slope<0,則表示NDVI隨時(shí)間變化呈現(xiàn)下降的趨勢(shì);若Slope=0,則表示NDVI在n年間無明顯變化[30]。計(jì)算公式:
式中Slope為NDVI的回歸斜率;n為研究的總年數(shù),本文中n=19;i代表年序號(hào);NDVIi為第i年平均NDVI值。
根據(jù)一元線性回歸法,可以判斷植被NDVI時(shí)空變化趨勢(shì),結(jié)合顯著性檢驗(yàn)結(jié)果,將植被NDVI變化分為5個(gè)等級(jí),其中,當(dāng)Slope<0時(shí),若P<0.01,則表示為顯著減少,若0.01<P<0.05,則表示為較顯著減少;當(dāng)Slope>0時(shí),若P<0.01,則表示為顯著增加,若0.01<P<0.05,則表示為較顯著增加;當(dāng)P>0.05時(shí),則表示為無顯著變化。
1.3.2 相關(guān)分析?偏相關(guān)分析?復(fù)相關(guān)分析
Pearson相關(guān)分析法是研究要素之間相關(guān)程度的方法,通過計(jì)算氣溫和降水與NDVI之間的相關(guān)系數(shù)r,可以直觀有效地看出NDVI分別對(duì)氣溫和降水的響應(yīng)程度。r的取值范圍為[-1,1],若r>0,則表示兩者呈正相關(guān);若r<0則表示兩者呈負(fù)相關(guān);若r=0,則表示兩者不存在線性相關(guān)關(guān)系[31]。變量x?y的相關(guān)系數(shù)rxy計(jì)算公式:
式中rxy為兩變量之間的相關(guān)系數(shù);xi、yi分別表示x?y兩
變量第i年的值;分別表示x、y兩變量的年平均值;n為總年數(shù)。
不考慮未利用要素的影響單獨(dú)研究?jī)梢刂g相關(guān)程度的方法為偏相關(guān)分析,可以控制未利用氣候因子,分別研究NDVI與降水、氣溫的偏相關(guān)系數(shù)[32]。偏相關(guān)系數(shù)計(jì)算公式:
式中rxy,z為固定變量z后,變量x與變量y偏相關(guān)系數(shù),其取值范圍為[-1,1],rxy,z>0表明兩個(gè)變量呈正相關(guān),rxy,z<0表明兩個(gè)變量呈負(fù)相關(guān),rxy,z=0表明兩個(gè)變量不存在線性相關(guān)性。
復(fù)相關(guān)分析法是研究一個(gè)變量與多個(gè)變量相關(guān)程度的方法。植被生長(zhǎng)受到多種因素的影響,利用復(fù)相關(guān)系數(shù)分析植被NDVI受氣溫和降水的共同影響程度。復(fù)相關(guān)系數(shù)計(jì)算公式:
式中rx,yz為復(fù)相關(guān)系數(shù),其取值范圍為[-1,1],rx,yz>0表明兩個(gè)變量對(duì)植被生長(zhǎng)呈正影響,rx,yz<0表明兩個(gè)變量對(duì)植被生長(zhǎng)呈負(fù)影響,rx,yz=0表明兩個(gè)變量對(duì)植被生長(zhǎng)無影響。
2000-2018年廣西植被NDVI值在0.76~0.86之間,呈增加趨勢(shì),線性增加速率為0.004/a(圖1)。廣西地區(qū)植被NDVI總體上偏高,19 a平均NDVI值為0.81,其中2015年植被NDVI值最高為0.84。植被NDVI變化趨勢(shì)受季度影響較大,第三季度NDVI最高,在0.73~0.84之間,平均NDVI值為0.80;第二季度NDVI值次之,在0.73~0.80之間,平均NDVI值為0.76;第四季度NDVI值相對(duì)較低,在0.63~0.78之間,平均NDVI值為0.71;第一季度NDVI值最低,僅在0.5~0.7之間,平均NDVI值為0.59。NDVI在不同季度上波動(dòng)均不同,第一季度波動(dòng)最為劇烈,線性增加速率達(dá)到0.008/a,第四季度次之,線性增加速率為0.007/a,第二、三季度相差不大,分別為0.004/a?0.003/a。
廣西植被覆蓋屬于較高水平,但存在地區(qū)差異,表現(xiàn)為:由北到南、由四周到中間植被覆蓋逐漸減少。其中高植被覆蓋地區(qū)主要集中在河池市、百色市、桂林市等地區(qū),欽州市、北海市、南寧市植被覆蓋較少(圖2a)。廣西多年平均NDVI為0.81,植被NDVI小于0.6的區(qū)域占廣西總面積的1.5%,植被NDVI大于0.8的區(qū)域占廣西總面積的66.6%。
2000-2018年廣西植被NDVI總體上呈現(xiàn)增加趨勢(shì)(圖2b),其中無顯著變化區(qū)域面積占比最大,達(dá)到廣西區(qū)域面積的43.9%,主要集中在東北部桂林市、柳州市、賀州市等地區(qū);顯著增加變化區(qū)域次之,達(dá)到廣西區(qū)域面積的37.0%,主要集中在南部欽州市和南寧市等;較顯著減少區(qū)域占比最少,僅占廣西區(qū)域面積的0.6%;顯著減少部分占比0.8%,減少區(qū)域主要集中在北海市和南寧市小部分區(qū)域。
2000-2018年第一季度廣西植被NDVI總體上呈現(xiàn)增加趨勢(shì)(表1),其中顯著增加變化區(qū)域占比最大,達(dá)到廣西區(qū)域面積的44.9%;第二季度廣西植被NDVI總體上呈現(xiàn)無顯著變化趨勢(shì),達(dá)到廣西區(qū)域面積的67.8%,增加區(qū)域次之,占廣西區(qū)域面積的30.0%;第三季度廣西植被NDVI總體上呈現(xiàn)增加趨勢(shì),其中顯著增加變化區(qū)域占比最大,達(dá)到廣西區(qū)域面積的43.6%;第四季度廣西植被NDVI總體上呈現(xiàn)增加趨勢(shì),顯著增加變化區(qū)域占比最大,達(dá)到廣西區(qū)域面積的73.1%。
表1 各季度變化趨勢(shì)等級(jí)占比Table 1 The proportion of trend grades in each quarter %
廣西高程西北高、東南低,呈西北向東南傾斜狀,最大高程達(dá)到2 101 m,其中高程主要在0~1 000 m之間。廣西22個(gè)高程帶,第二個(gè)高程帶像元占比最大,達(dá)到21%(圖3d)。植被NDVI隨著高程的變化存在一定的差異,在0~200 m之間,植被NDVI隨著高程的增大,出現(xiàn)小幅度的增加;在200~400 m之間,植被NDVI先劇烈的減少再劇烈的增加;高程300~1 500 m之間,植被NDVI隨著高程的增加小幅度的增加,并趨于穩(wěn)定;在高程>1 500 m時(shí),植被NDVI呈現(xiàn)小幅度的減小再增加的趨勢(shì),波動(dòng)變化較小。
廣西坡度西北高,東南低,主要分布在0~34°之間。植被NDVI在第一坡度帶呈現(xiàn)最小值,為0.75,在坡度26°~28°間呈現(xiàn)最大值,為0.86(圖3e)。坡度0~6°間,隨著坡度的增加植被NDVI呈現(xiàn)較顯著增加趨勢(shì);坡度6°~32°之間,植被NDVI隨著坡度的增加較為緩和的增大并趨于平緩;坡度>32°時(shí),植被NDVI先小幅度的減少再增加最后減少,變化波動(dòng)不大。
廣西坡向可分為無坡向、北、東北、東、東南、南、西南、西、西北9類,其中無坡向像元占比最小,東南坡向像元占比最大(圖3f)。在無坡向上,植被NDVI值僅有0.35,其他坡向上植被NDVI值均在0.81~0.82之間。由此可知,除無坡向外,其他坡向?qū)χ脖籒DVI影響不大。
2.3.1 植被NDVI對(duì)氣溫?降水的響應(yīng)
2000-2018年廣西年平均氣溫在18~21 ℃之間,19年來平均氣溫為19.6 ℃,其中,2007年氣溫最高,達(dá)到20.3 ℃,2011年氣溫最低,僅18.6 ℃(圖4)。廣西19年間氣溫呈增長(zhǎng)趨勢(shì),線性增長(zhǎng)速率為0.12/a。2000-2018年廣西年平均降水量在1 100~1 900 mm之間,19年來平均降水量為1 594.72 mm,其中2008年降水量最低,僅1 170.98 mm,2017年降水量最多,為1 843.80 mm。
廣西地區(qū)氣溫和NDVI偏相關(guān)系數(shù)在-0.89~0.89之間,主要呈正相關(guān)趨勢(shì)(圖5a),主要分布在西北河池、百色、來賓等地區(qū);負(fù)相關(guān)區(qū)域主要分布在東部及東南部玉林、賀州、梧州等地區(qū)。廣西地區(qū)降水和NDVI偏相關(guān)系數(shù)在-0.90~0.91之間(圖5b),呈正相關(guān)區(qū)域主要分布在東部及中部賀州、梧州、欽州等地區(qū);負(fù)相關(guān)區(qū)域主要分布在百色、桂林、北海等。氣溫降水和NDVI復(fù)相關(guān)系數(shù)在0.000 2~0.913 0之間(圖5c),廣西氣溫和降水對(duì)NDVI為正影響,平均復(fù)相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.32,其中,梧州、賀州對(duì)氣溫和降水響應(yīng)較大。
不同土地利用類型上(圖6),植被NDVI對(duì)氣溫和降水的響應(yīng)是不同的。居民用地、未利用地類型植被NDVI對(duì)氣溫響應(yīng)較大,相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.95以上,且通過0.01的顯著性檢驗(yàn),但植被NDVI對(duì)降水響應(yīng)較小,相關(guān)系數(shù)均在0.2左右(表2);耕地、林地、草地、水域類型,植被NDVI對(duì)氣溫響應(yīng)相對(duì)較小,相關(guān)系數(shù)在0.64以上,植被NDVI對(duì)降水響應(yīng)相對(duì)較大,相關(guān)系數(shù)均在0.88以上,且都通過0.05的顯著性檢驗(yàn)。
表2 基于土地利用類型下NDVI與氣溫?降水相關(guān)系數(shù)Table 2 Correlation coefficients between NDVI and precipitation and temperature based on land use types
廣西2000-2018年植被NDVI時(shí)空變化分異特征分析表明,19年間廣西植被NDVI總體呈增長(zhǎng)趨勢(shì),與馬海云等[33]研究結(jié)論一致,表明廣西植被覆蓋在不斷改善,但存在一定的季度差異,第一季度植被NDVI線性增長(zhǎng)速率最大,增加變化區(qū)域達(dá)到廣西總面積的66.4%,主要集中在廣西東南部欽州市、玉林市、梧州市等地。植被的生長(zhǎng)與氣候有著密切的關(guān)系,適宜的氣溫和降水會(huì)促進(jìn)土壤水分的增加,為植被生長(zhǎng)提供良好的生存環(huán)境。廣西氣溫和降水在2000-2001年、2014-2015年呈現(xiàn)增長(zhǎng)趨勢(shì),促使該時(shí)期內(nèi)植被NDVI得到較為明顯的增加。在2015-2018年植被NDVI趨于穩(wěn)定,可能是由于此時(shí)植被NDVI在0.84左右,已經(jīng)趨于飽和,因此很難有較大幅度的波動(dòng)。植被覆蓋在受到氣候影響的同時(shí),人類活動(dòng)也對(duì)其產(chǎn)生了不可忽視的影響。過去很長(zhǎng)時(shí)間里,人類活動(dòng)造成了廣西嚴(yán)重的生態(tài)破壞,引發(fā)水土流失、石漠化擴(kuò)大、自然災(zāi)害頻繁等諸多生態(tài)環(huán)境問題。近些年來,廣西總體植被覆蓋情況較好,平均植被NDVI值達(dá)到0.81左右,這與當(dāng)?shù)卣粩嚅_展植樹造林、實(shí)施退耕還林、遏制石漠化生態(tài)工程息息相關(guān)。但廣西植被覆蓋存在較大的空間差異性,呈現(xiàn)西北高東南低的空間格局,與Qiao等[34]研究基本一致,高植被覆蓋地區(qū)主要分布在百色市、河池市等地,這可能由于這些地區(qū)高程較高、坡度較陡,不適宜人類活動(dòng),從而減少人類對(duì)植被的破壞。
地形因子是一個(gè)包括高程、坡度、坡向等因子在內(nèi)的多維變量,這些不同維度上的變量通過水熱和土壤條件影響著植被生長(zhǎng)[35]。不同地形因子對(duì)植被NDVI的影響是不同的,高程<400 m時(shí)NDVI值相對(duì)較小,高程>400 m時(shí)植被NDVI值較大且較為穩(wěn)定;坡度在>12°時(shí)NDVI值相對(duì)較大且波動(dòng)不大;除無坡向外,坡向?qū)χ脖籒DVI影響不大。廣西是典型的喀斯特地貌,山高坡陡,高程<400 m、坡度<12°,通常為人類活動(dòng)密集區(qū),該地區(qū)植被生長(zhǎng)很可能受到人類活動(dòng)的影響,從而導(dǎo)致其植被NDVI值偏小。當(dāng)坡度達(dá)到一定值時(shí),隨著坡度的增大,會(huì)加劇水土流失,這可能是廣西地區(qū)坡度>32°時(shí)植被NDVI值相對(duì)較小的原因。
氣候因子對(duì)植被NDVI的影響是至關(guān)重要的,主要通過氣溫和降水來反映,但植被NDVI對(duì)氣溫和降水的響應(yīng)是不同的。植被NDVI與氣溫呈正相關(guān)區(qū)域主要集中在西北部河池市、南寧市、百色市等地區(qū),而植被NDVI與降水呈正相關(guān)區(qū)域主要集中在中部及東部梧州市、貴港市、賀州市等地,表明在廣西西北部氣溫促進(jìn)植被生長(zhǎng),而中部及東部地區(qū)降水促進(jìn)植被生長(zhǎng)。結(jié)合以往研究,由于學(xué)者們采用的研究時(shí)間段、數(shù)據(jù)和方法不同,所得植被NDVI與氣溫、降水的響應(yīng)不同,本文與馬海云等[33]所得植被NDVI與氣溫、降水的相關(guān)系數(shù)空間分布基本一致,但相關(guān)系數(shù)大小存在偏差。氣溫降水和植被NDVI平均復(fù)相關(guān)系數(shù)為0.32,表明總體上氣溫和降水為植被提供了適宜的生存環(huán)境,促進(jìn)植被生長(zhǎng)。不同土地利用類型上,植被NDVI對(duì)氣溫和降水的響應(yīng)是不同的。其中在居民用地和未利用土地上植被對(duì)氣溫響應(yīng)較劇烈,在林地上植被對(duì)降水響應(yīng)較劇烈。居民用地和未利用土地主要分布在中南部南寧市、玉林市等低高程區(qū)域,降水較小,氣溫較高,過高的溫度導(dǎo)致蒸發(fā)量增加,使得土壤水分散失,從而抑制植被生長(zhǎng),所以在居民用地和未利用土地上植被對(duì)氣溫響應(yīng)較大。林地主要分布在西北河池市、百色市等高高程地區(qū),氣溫較低,降水較高,過高的降水在高高程地區(qū)容易導(dǎo)致水土流失的加劇,從而抑制植被生長(zhǎng),因此在林地上,植被NDVI對(duì)降水響應(yīng)較大。
1)2000-2018年廣西植被NDVI呈增加趨勢(shì),線性增長(zhǎng)速率為0.004/a,19 a平均NDVI值為0.81,按季度劃分植被NDVI的高低依次為:第三季度、第二季度、第四季度、第一季度。廣西植被覆蓋屬于較高水平,但存在地區(qū)差異。2000-2018年廣西植被NDVI總體上呈現(xiàn)增加變化趨勢(shì)。
2)廣西高程西北高、東南低,高程主要在0~1 000 m之間,隨著高程的增加植被NDVI呈現(xiàn)先增加再減少,最后增加并穩(wěn)定在0.8以上的趨勢(shì)。廣西坡度主要分布在0°~34°之間,坡度0°~6°時(shí),植被NDVI增加較顯著,坡度6°~32°時(shí),植被NDVI波動(dòng)變化。除無坡向以外,坡向?qū)χ脖籒DVI影響不大。
3)廣西土地利用類型存在一定的空間差異,不同土地利用類型上,植被NDVI對(duì)氣溫和降水響應(yīng)不同。在居民用地、未利用土地上,廣西植被NDVI對(duì)氣溫響應(yīng)較大,對(duì)降水響應(yīng)較??;在耕地、林地、草地、水域上,廣西植被NDVI對(duì)降水響應(yīng)大于氣溫。廣西地區(qū)氣溫和降水促進(jìn)植被生長(zhǎng),平均復(fù)相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.32。