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        2000—2015 年新疆植被指數(shù)的時空動態(tài)分析

        2022-06-14 14:07:54蘇紅軍許仲林
        湖北農(nóng)業(yè)科學(xué) 2022年10期
        關(guān)鍵詞:平均溫度植被指數(shù)降水量

        蘇紅軍,許仲林

        (新疆大學(xué)資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院/綠洲生態(tài)教育部重點實驗室,烏魯木齊 830046)

        在全球的氣候變化中,植被起著至關(guān)重要的作用,它不僅參與全球物質(zhì)與能量循環(huán),同時也是生態(tài)環(huán)境變化的“指示器”[1],因此,在生態(tài)保護[2]、環(huán)境調(diào)節(jié)[3]、生物多樣性保護[4]、災(zāi)害防治[5]等方面發(fā)揮了重要作用。植被的生長對自然條件,特別是氣候條件變化的響應(yīng)較為敏感,因此對植被生長動態(tài)的監(jiān)測能夠從一定程度上反映氣候條件變化對植被的影響,以利于對陸地植被生長的將來趨勢作出準(zhǔn)確評估[6]。

        植被指數(shù)是對地表植被狀況簡單有效的度量,該指數(shù)依據(jù)植被的光譜特性,將可見光與近紅外波段進行組合以實現(xiàn)對植被生長狀況的評估。目前,生態(tài)學(xué)家已定義了40 余種植被指數(shù)[7]。其中,比較常見的植被指數(shù)包括比值植被指數(shù)[8]、環(huán)境植被指數(shù)[9]以及歸一化植被指數(shù)[10]等。比值植被指數(shù)(Ratio vegetation index,RVI)與葉面積指數(shù)和葉綠素含量有較高的相關(guān)性,環(huán)境植被指數(shù)(Environment vegetation index,EVI)對土壤背景的變化較為敏感,歸一化植被指數(shù)(Normalized difference vegetation index,NDVI)是監(jiān)測植被和生態(tài)環(huán)境變化的最常用指標(biāo)之一,是植被生長及覆蓋變化的最佳指示因子[11]。

        近年來,遙感技術(shù)被廣泛應(yīng)用于眾多領(lǐng)域,逐漸成為環(huán)境學(xué)家進行數(shù)據(jù)收集和知識挖掘的有效工具[12]。遙感數(shù)據(jù)具有空間覆蓋范圍廣、時效性強等優(yōu)點,被生態(tài)學(xué)家用以研究植被覆蓋變化的時空特征。王思琪[13]通過分析黃河源Landsat 和MODISNDVI數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)溫度和降水量是植被覆蓋變化的主要因子;劉亞龍等[14]利用Mann-Kendall 非參數(shù)檢驗方法對膠東半島海岸線的植被進行分析;丁超[15]對MODIS 時間序列重建和應(yīng)用時發(fā)現(xiàn)隨著降水量的增多和人類活動減弱,松嫩平原約56%的草地EVI顯著增加;Park 等[16]通過對比1982—2006 年東亞地區(qū)生長季平均NDVI,發(fā)現(xiàn)20 世紀(jì)90 年代植被覆蓋度由增加變?yōu)橄陆?;Salim 等[17]利用NOAA-AVHRR數(shù)據(jù)研究1982—1993 年蘇丹植被變化,發(fā)現(xiàn)降水量與NDVI具有較強相關(guān)關(guān)系;蒙吉軍等[18]通過分析AVHHR 數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)中國20 世紀(jì)80 年代以來西南喀斯特地區(qū)植被變化的主要控制因素是溫度。

        干旱半干旱區(qū)植被對氣候變化較為敏感,意味著在極端環(huán)境條件下,氣候條件的波動可能導(dǎo)致植被生長的顯著變化。新疆位于中國西北干旱區(qū),過去幾十年來,生態(tài)學(xué)家利用遙感技術(shù)對新疆的植被變化進行了重點探討。劉斌等[19]利用遙感技術(shù)對塔里木河流域2000—2014 年植被變化進行了分析,發(fā)現(xiàn)除水域、荒漠與裸露地表面積減少外,其余地表類型呈增加趨勢;黃靜等[20]利用MODIS 遙感影像數(shù)據(jù)分析了新疆2000—2015 年不同類型植被的分布以及對干旱脅迫的響應(yīng)。張遠東等[21]認(rèn)為荒漠綠洲NDVI與地下水、氣溫、降水量相關(guān)性不顯著且缺乏實際意義,應(yīng)當(dāng)在研究時將其分開討論。然而,目前對新疆植被NDVI時空動態(tài)及其對氣候因子的響應(yīng)研究,仍然相對缺乏,因此,有必要通過收集高分辨率的遙感數(shù)據(jù),分析新疆植被NDVI的變化趨勢以及氣候因子對其影響的具體機制。

        1 材料與方法

        1.1 研究區(qū)概況

        新疆地理位置介于73°20′—96°25′E,34°15′—49°10′N[6],面積為166 萬km2[中華人民共和國民政部2018 年發(fā)布,審圖號為GS(2018)2512],地處亞歐大陸中心地帶,屬于典型的干旱區(qū)。新疆具有“三山夾兩盆”的地形特點,由北至南依次為阿爾泰山、準(zhǔn)噶爾盆地、天山、塔里木盆地、昆侖山。新疆以天山為界劃分為南疆和北疆,由于受遠離海洋和特殊的地形影響,南北疆分別為暖溫帶大陸性干旱氣候與溫帶大陸性干旱半干旱氣候,冬季漫長寒冷,夏季炎熱干燥,晝夜溫差較大[22]。新疆光熱資源豐富、日照時間長、降水量較少、蒸發(fā)量高、相對濕度較低,境內(nèi)河流大多為內(nèi)陸河,主要分布于天山北麓和塔里木河流域[23]。新疆植被覆蓋度較低,植被主要分布在天山、阿爾泰山脈以及準(zhǔn)噶爾盆地和塔里木盆地的周邊(圖1)。

        圖1 研究區(qū)及氣象站點分布

        1.2 數(shù)據(jù)來源及預(yù)處理

        1.2.1 植被遙感數(shù)據(jù) 植被遙感數(shù)據(jù)來自美國國家航空航天局(National aeronautics and space administration,NASA)發(fā) 布 的MODIS 植 被 指 數(shù) 產(chǎn) 品MYD13A1,該數(shù)據(jù)產(chǎn)品空間分辨率為500 m,時間分辨率為16 d,該產(chǎn)品主要用于記錄全球植被指數(shù)變化。本研究應(yīng)用NASA 提供的數(shù)據(jù)預(yù)處理工具MRT(MODIS Reprojection tools)軟件對MODISNDVI數(shù)據(jù)進行投影變換、鑲嵌、裁剪與數(shù)據(jù)拼接等預(yù)處理。

        對NDVI時間序列進行Savtzky-Golay(S-G)平滑濾波處理[24],消除傳感器與大氣等其他因素對NDVI的影響,S-G 濾波的表達式如下。

        利用最大值合成法(Most value composite,MVC)對2000—2015 年的MODISNDVI進行處理[25],該方法消除了云、大氣、太陽高度角等干擾,可以更好地反映植被的長勢,計算方法如下。

        式中,MNDVI,i為第i年的年最大NDVI,INDVI,ij為第i年j月的NDVI。

        本研究借助地理信息系統(tǒng)平臺將NDVI的年平均值、年內(nèi)最大值、生長季均值、春季均值、夏季均值以及秋季均值進行重分類,定義年均NDVI<0.1 的區(qū)域為無植被覆蓋區(qū)[26],[0.1,0.28)、[0.28,0.48)、[0.48,0.68]、>0.68 分別為低、中、中高、高植被覆蓋區(qū)。

        1.2.2 氣象數(shù)據(jù) 利用的氣象因子包括溫度和降水量,原始數(shù)據(jù)來源于中國氣象科學(xué)數(shù)據(jù)共享服務(wù)網(wǎng)(http://data.cma.cn/),數(shù)據(jù)的時限為2000—2015 年。在進行統(tǒng)計時,計算了溫度和降水量的年平均值、逐月平均值以及季節(jié)(春、夏、秋、冬)平均值。為了獲取氣象因子的空間分布,借助地理信息技術(shù)平臺,采用自然鄰近法、克里金插值法、反距離插值法等對66 個氣象站的數(shù)據(jù)進行了插值,最終選取誤差較小的克里金插值法獲得的數(shù)據(jù)用以表征氣象因子的空間分布[27]。

        1.3 研究方法

        1.3.1 趨勢分析法 本研究中Slope 趨勢分析一方面利用2000—2015 年年最大NDVI進行線性擬合,計算變化斜率;另一方面對柵格影像逐像元不同時期進行分析,計算公式如下。

        式中,n為監(jiān)測時間段的累計年數(shù)(16 年);i表示2000—2015 年的年序號;MNDVIi為第i年的最大NDVI;θSlope是趨勢線的斜率,若θSlope>0,說明NDVI在16 年間呈增長趨勢,反之則降低。

        對研究區(qū)每個柵格單元進行趨勢分析,依據(jù)斜率變化趨勢,將新疆NDVI的變化斜率≤-0.20、(-0.20,-0.04]、(-0.04,0.06]、(0.06,0.27)、≥0.27 分別定義顯著減少、輕微減少、基本不變、輕微增加、顯著增加。

        1.3.2 Mann-Kendall 檢 驗 Mann-Kendall 屬 于 非參數(shù)檢驗方法,用于判斷時間序列是否具有上升或下降的趨勢,它無需樣本服從一定的分布,也不受少數(shù)異常值的干擾[28],公式如下。

        其中,

        式中,本研究在置信水平α=0.05 上判斷NDVI變化趨勢的顯著性,將檢驗結(jié)果Z劃分為顯著變化(|Z|>1.96)和不顯著變化(|Z|<1.96)[29]。

        對2000—2015 年新疆不同季節(jié)NDVI、年平均NDVI與溫度和降水量進行相關(guān)性分析,并對相關(guān)系數(shù)進行顯著性檢驗。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 植被NDVI的時空動態(tài)變化

        參考方精云等[26]的研究,依據(jù)NDVI的值將研究區(qū)分為不同的區(qū)域,分別為無植被覆蓋區(qū)(NDVI≤0.1)、低植被覆蓋區(qū)(0.1<NDVI≤0.28)、中植被覆蓋區(qū)(0.28<NDVI≤0.48)、中高植被覆蓋區(qū)(0.48<NDVI≤0.68)以及高植被覆蓋區(qū)(NDVI>0.68)。依據(jù)上述劃分標(biāo)準(zhǔn),統(tǒng)計了研究區(qū)2000 年和2015 年2個時間點上各類區(qū)域的轉(zhuǎn)移矩陣。結(jié)果(表1)表明,無植被覆蓋區(qū)域在2010—2015 年未發(fā)生變化的區(qū)域占全疆總面積的50.80%,主要分布于古爾班通古特沙漠、吐魯番和哈密南部、塔克拉瑪干沙漠等地;低植被覆蓋區(qū)域與中度植被覆蓋區(qū)域NDVI等級未變化的區(qū)域分別占全疆總面積的21.25% 和7.39%,主要分布于天山北坡、塔城、阿勒泰地區(qū)、哈密中部、塔里木盆地周邊綠洲等地;中高以及高植被覆蓋區(qū)NDVI等級未發(fā)生變化的區(qū)域分別占全疆總面積的2.57%和0.06%,主要分布于伊犁河谷、塔城北部、阿勒泰北部山區(qū)以及阿克蘇地區(qū)、喀什地區(qū)、和田地區(qū)等綠洲。

        表1 2010—2015 年新疆NDVI的轉(zhuǎn)移矩陣(單位:km2)

        就各類植被覆蓋區(qū)的相互轉(zhuǎn)化而言,2000—2015 年低植被覆蓋區(qū)轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌脖桓采w區(qū)的面積為8.96 萬km2;低、中、中高植被覆蓋區(qū)域新增面積分別為7.12 萬、4.18 萬、1.09 萬km2。此外,各類植被覆蓋區(qū)的相互轉(zhuǎn)化以NDVI臨近區(qū)域之間的轉(zhuǎn)化為主,例如,無植被覆蓋區(qū)中有8.65 萬km2轉(zhuǎn)為低植被覆蓋區(qū),低植被覆蓋區(qū)中有1.08 萬km2轉(zhuǎn)為無植被覆蓋區(qū),而無植被覆蓋區(qū)轉(zhuǎn)為中高植被覆蓋區(qū)和高植被覆蓋區(qū)的面積僅分別為504、0 km2。

        研究區(qū)NDVI的年均值、最大值、生長季值以及春、夏、秋季值也呈現(xiàn)出區(qū)域差異性(圖2)。研究發(fā)現(xiàn),NDVI較高的區(qū)域由北至南分布于阿爾泰山、天山、塔里木盆地北緣、西緣以及南緣地帶,最高值出現(xiàn)在伊犁盆地。年平均NDVI與生長季NDIV相比相對較低,對比春、夏、秋季NDVI可以發(fā)現(xiàn),夏季>秋季>春季。

        圖2 2000—2015 年新疆NDVI空間分布特征

        年最大NDVI能夠反映植被在年內(nèi)的最佳生長狀況。如圖3 所示,2000—2015 年新疆NDVI基本不變的區(qū)域面積為1 168 351 km2,占全疆面積的70.38%,主要位于準(zhǔn)噶爾盆地、哈密東部、南疆塔里木盆地及巴州東南部,該區(qū)域分布大面積沙漠、戈壁,區(qū)域內(nèi)的植被狀況在2000—2015 年未發(fā)生明顯變化;NDVI顯著減少的區(qū)域面積為3 134 km2,占全疆面積的0.19%,主要位于博州、天山南坡、巴州南部部分區(qū)域;NDVI顯著增加的區(qū)域面積為37 069 km2,占全疆面積的2.23%,主要位于伊犁河谷、塔城北部、天山北坡中部、塔里木盆地北部綠洲、喀什、和田等區(qū)域;輕微減少的區(qū)域主要位于天山中部;輕微增加的區(qū)域分布于全疆各地綠洲。

        圖3 NDVI空間變化趨勢

        研究區(qū)年均NDVI以及春、夏、秋季NDVI均值在2000—2015 年均呈上升趨勢(圖4)。2000—2015 年平均NDVI整體呈明顯上升趨勢,變化率為0.00 162/年,其變化過程可以分為3 個階段:2000—2009 年波動上升,2009—2013 年快速上升,2014 年降至0.14 之后又開始上升;春季NDVI呈顯著上升趨勢,2009—2010 年呈顯著下降趨勢,其他年份圍繞回歸直線波動上升;夏季NDVI整體較高,2000—2003 年NDVI波動上升,2003—2009 年NDVI下降至0.19 之后快速上升,2013—2015 年NDVI波動下降,呈顯著上升趨勢,年變化率為0.00 186/年;秋季NDVI呈顯著上升趨勢,2000—2011 年NDVI從0.13 上升至0.19,2011—2015 年整體呈下降趨勢,直至0.14,年變化率為0.00 228/年(圖4)。

        圖4 2000—2015 年不同季節(jié)及年平均NDVI變化趨勢

        2.2 氣候因子時空變化分析

        2.2.1 溫度的時空變化 2000—2015 年研究區(qū)的年平均溫度變化存在空間異質(zhì)性(圖5a、圖5b)??傮w而言,在該時間段內(nèi),年平均溫度由北向南逐漸降低,低溫區(qū)域主要集中于阿勒泰地區(qū)北部、天山山脈中部等地,高溫區(qū)域主要集中于塔克拉瑪干沙漠腹地、哈密西南部區(qū)域。對比2000 年與2015 年年平均溫度的變化可知,巴音郭楞蒙古自治州東部、哈密東南部年平均溫度降低了1~2 ℃;伊犁地區(qū)、巴音郭楞蒙古自治州西南和阿克蘇東南等區(qū)域年平均溫度上升了0~1 ℃;阿勒泰北部、塔城地區(qū)、和田地區(qū)溫度基本不變。

        由圖6a、圖6b 可以看出,新疆年平均溫度介于7.55~9.07 ℃,2000—2015 年年平均溫度整體呈不顯著增加趨勢,2000—2007 年溫度呈波動上升趨勢、2007—2012 年溫度逐年下降,2012 年年平均溫度為7.55 ℃、2012—2015 年平均溫度逐漸上升至9.07 ℃,年變化率為0.066 ℃/10 年。春季、秋季平均溫度呈上升趨勢,年變化率分別為0.300 ℃/10 年和0.028 ℃/10 年;夏季平均溫度呈不顯著下降趨勢,年變化率為-0.085 ℃/10 年;冬季溫度呈不顯著上升趨勢,年增長率為0.004 ℃/10 年。除夏季溫度有輕微降低趨勢外,其他三季溫度均為上升趨勢??傮w而言,2000—2015 年新疆的溫度呈不顯著上升趨勢。

        2.2.2 降水量的時空變化 2000—2015 年新疆年平均降水量介于147.90~211.92 mm,呈北多南少、西多東少的分布格局,伊犁河谷為高降水量的核心地區(qū),年均降水量可達270 mm 以上;塔克拉瑪干沙漠腹地為低降水量核心,年均降水量不超過50 mm。2000—2015 年新疆高降水量核心區(qū)與低降水量核心區(qū)的平均降水量均基本不變;阿勒泰地區(qū)東北部、天山中部、哈密地區(qū)東部少量區(qū)域年均降水量減少60~90 mm;喀什地區(qū)、克州、和田地區(qū)、塔城中部區(qū)域年均降水量增加50~110 mm(圖5c、圖5d)。

        圖5 2000、2015 年新疆年平均溫度、年降水量插值結(jié)果

        新疆不同季節(jié)降水量有較大差異,夏季降水量占年均降水量的44.74%,春季和秋季降水量分別占平均降水量的24.72%和19.73%,冬季降水量占平均降水量的11.45%,夏季降水量對全年降水量的影響最大。夏季降水量介于51.51~86.24 mm,春季和秋季降水量分別介于27.74~52.72 mm 和24.20~48.48 mm,冬季降水量介于12.39~36.34 mm。2000—2015 年新疆四季降水量的變化趨勢在0.05 的置信水平上均不顯著(圖6c、圖6d)。

        圖6 2000—2015 年各季節(jié)溫度(a)、年平均溫度(b)、各季降水量(c)、年降水量(d)的變化趨勢

        2.3 NDVI與氣候因子的響應(yīng)關(guān)系

        2000—2015 年新疆年平均NDVI與年平均溫度、降水量曲線趨勢變化基本相同,年平均NDVI與年平均溫度之間的相關(guān)性不顯著(R=0.074,P>0.05);年平均NDVI與年平均降水量之間呈較弱的正相關(guān)(R=0.320,P<0.05)。

        由表2 可以看出,7、8、9 月是研究區(qū)一年內(nèi)植被生長最旺盛的時期,7 月NDVI與溫度呈不顯著負相關(guān)關(guān)系,7 月NDVI與降水量呈不顯著正相關(guān)關(guān)系,7月降水量與溫度呈顯著相關(guān)關(guān)系,相關(guān)系數(shù)為0.503;8 月NDVI與溫度呈不顯著正相關(guān)關(guān)系、8 月NDVI與降水量呈不顯著正相關(guān)關(guān)系、8 月降水量與溫度呈極顯著正相關(guān)關(guān)系,相關(guān)系數(shù)為0.897;9 月NDVI與溫度和降水量都呈不顯著相關(guān)關(guān)系、9 月溫度與降水量呈不顯著正相關(guān)關(guān)系。7 月溫度對NDVI的變化具有輕微抑制作用;8、9 月具有輕微促進作用,降水量在7、8、9 月均對NDVI具有促進作用,8 月最為明顯;降水量和溫度在7、8 月相關(guān)性極高,9 月降水量與溫度的相關(guān)性較之減弱。

        表2 7、8、9 月NDVI與溫度和降水量間自相關(guān)分析

        由于溫度和降水量對植被的生長具有一定的滯后性,因此對于不同季節(jié)NDVI的影響要綜合考慮季前溫度、同季溫度、后季溫度和季前降水量、同季降水量、后季降水量等因素。春季NDVI與春季平均溫度呈顯著正相關(guān)性,相關(guān)系數(shù)為0.509,與冬季平均溫度呈不顯著正相關(guān)、與夏季平均溫度呈不顯著負相關(guān)、與春季平均降水量呈不顯著正相關(guān),與冬季降水量呈顯著正相關(guān),相關(guān)系數(shù)為0.500,與夏季降水量呈不顯著正相關(guān);夏季NDVI與夏季平均溫度呈不顯著負相關(guān)、與春季平均溫度呈不顯著負相關(guān)、與秋季平均溫度呈不顯著正相關(guān),與夏季降水量呈顯著正相關(guān),相關(guān)系數(shù)為0.400,與春季降水量呈不顯著正相關(guān),相關(guān)系數(shù)為0.395,與秋季降水量呈不顯著正相關(guān);秋季NDVI與秋季平均溫度呈不顯著正相關(guān)、與夏季和冬季平均溫度都呈不顯著負相關(guān),與秋季降水量呈不顯著正相關(guān),相關(guān)系數(shù)為0.420,與夏季降水量呈顯著正相關(guān),相關(guān)系數(shù)為0.517,與冬季降水量呈不顯著正相關(guān),相關(guān)系數(shù)為0.419。春季NDVI隨著溫度的升高而升高,較為適宜的溫度能夠快速促進植被生長,夏季高溫對植被的生長具有明顯的抑制作用,秋季溫度對植被覆蓋度沒有明顯影響。前季降水量對春季NDVI的影響高于同季降水量,對夏季NDVI的影響略低于同季降水量,對秋季NDVI的影響高于同季降水量。整體來看,同季均溫對生長季植被NDVI的影響高于前季均溫,前季降水量對生長季植被NDVI的影響高于同季降水量。

        表3 NDVI與溫度、降水量的相關(guān)性分析

        3 討論與小結(jié)

        3.1 討論

        植被變化對生態(tài)系統(tǒng)的功能、能量平衡、物種豐富度等具有重要影響,一般依據(jù)植被NDVI來反映植被生物量,高NDVI反映植被具有良好的生產(chǎn)力和充足的生物量,NDVI的正增長趨勢代表著生態(tài)環(huán)境逐漸變好,植被種群逐漸擴大。新疆地處亞歐大陸中心區(qū)域,在植被的生長季期間伴隨著干旱少雨、高溫炎熱等氣候限制,因此,新疆的植被覆蓋度整體較低。低植被覆蓋區(qū)轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌脖桓采w區(qū)的面積為8.96 萬km2;高植被覆蓋區(qū)轉(zhuǎn)變?yōu)橹懈咧脖桓采w區(qū)的面積僅為786 km2。NDVI上升的區(qū)域主要集中于天山北坡、塔里木盆地周邊綠洲等,降低的主要區(qū)域位于伊犁北部、塔城、阿勒泰北部、巴音郭楞蒙古自治州南部等地。2000—2015 年新疆整體NDVI呈上升趨勢,年NDVI增加速率為0.00 162。春季與夏季NDVI增長較為穩(wěn)定,秋季NDVI自2011 年達到最高值后有所下降,這一結(jié)果與此前多位學(xué)者的成果保持一致[29,30]。

        降水量和溫度是影響植被生長的主要自然因子,從溫度和降水量的變化趨勢來看,研究區(qū)2000—2015 年以來,溫度升高的區(qū)域主要位于伊犁地區(qū)、阿克蘇地區(qū)、巴音郭楞蒙古自治州南部等地,降低的區(qū)域主要位于天山中部、哈密東部、昌吉、喀什、巴音郭楞蒙古自治州東部等地;降水量增加的區(qū)域主要位于塔城地區(qū)、阿克蘇地區(qū)、克州等地,減少的區(qū)域主要位于克拉瑪依、阿克蘇南部等地。溫度和降水量的變化趨勢表明,整體上新疆近年來的氣候與中國西北地區(qū)氣候變暖的趨勢一致,但局部仍存在分異特征,這可能導(dǎo)致NDVI呈現(xiàn)不同的響應(yīng)[29-31]。就NDVI對年內(nèi)氣象條件的響應(yīng)而言,本研究發(fā)現(xiàn),研究區(qū)7 月和9 月的降水量和溫度與NDVI的相關(guān)性不顯著,而8 月降水量和溫度與NDVI顯著相關(guān)。此外,本研究發(fā)現(xiàn),溫度和NDVI變異性較高的區(qū)域在空間上不一致,表明溫度變化與NDVI沒有直接的相關(guān)性。相對而言,春季NDVI的變化主要受前一年冬季降水量的影響,夏季和秋季NDVI的變化主要受夏季降水量的影響,因此,春季植被的生長主要依賴前季降水量,夏季和秋季植被生長主要依賴于夏季降水量??傮w而言,NDVI與降水量的變化較為一致,表明NDVI與降水量的相關(guān)性強于溫度。

        3.2 小結(jié)

        利用2000—2015 年新疆MODISNDVI數(shù)據(jù)集及同期氣象數(shù)據(jù),研究干旱區(qū)植被指數(shù)變化特征,探究NDVI與溫度、降水量之間的相關(guān)關(guān)系,得出結(jié)論如下。

        1)2000—2015 年新疆NDVI總體呈顯著上升趨勢,NDVI基本不變的區(qū)域面積為1 168 351 km2,占全疆總面積的70.38%;顯著減少的區(qū)域面積為3 134 km2,占全疆總面積的0.19%,主要位于博州、天山南坡、巴州南部部分區(qū)域;顯著增加的區(qū)域面積為37 069 km2,占全疆總面積的2.23%。

        2)新疆溫度空間分布特點是南高北低,從南向西北依次遞減。溫度季節(jié)分配不平均,溫差較大。2000—2015 年新疆年平均溫度呈不顯著增加趨勢。降水量空間分布呈西多東少、北多南少的格局,年平均降水量介于23.0~287.2 mm。2000—2015 年新疆降水量呈不顯著增加趨勢。

        3)年平均NDVI與年平均溫度、年平均降水量呈不顯著正相關(guān)。由于植被NDVI對降水量具有滯后響應(yīng),因此,春季NDVI與冬季降水量之間以及秋季NDVI與夏季降水量之間均呈顯著正相關(guān);相對而言,同季均溫對NDVI的影響高于前季均溫,表明NDVI對溫度的響應(yīng)不存在滯后性。

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