基于MODIS数据2001—2019年NDVI时空变化及驱动力分析——以阿克苏地区为例

doi:10.11924/j.issn.1000-6850.casb2021-0399

中国农学通报 ›› 2022, Vol. 38 ›› Issue (11): 75-83.doi: 10.11924/j.issn.1000-6850.casb2021-0399

所属专题：生物技术；农业地理

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基于MODIS数据2001—2019年NDVI时空变化及驱动力分析——以阿克苏地区为例

卜祥¹^,²(), 张永福¹^,²(), 梁田田¹^,², 王建国¹^,²

¹新疆大学资源与环境科学学院,乌鲁木齐 830046
²新疆大学绿洲生态教育部重点实验室,乌鲁木齐 830046

收稿日期:2021-04-13 修回日期:2021-06-28 出版日期:2022-04-15 发布日期:2022-05-18
通讯作者: 张永福
作者简介:卜祥,男,1993年出生,新疆额敏人,硕士研究生,研究方向：地图学与地理信息系统。通信地址：830046 乌鲁木齐市天山区胜利路666号新疆大学,E-mail： 541078651@qq.com。

Analysis of Spatial-temporal Changes and Driving Forces of NDVI from 2001 to 2019 Based on MODIS Data:Taking Aksu as an Example

BU Xiang¹^,²(), ZHANG Yongfu¹^,²(), LIANG Tiantian¹^,², WANG Jianguo¹^,²

¹College of Resources and Environmental Sciences, Xinjiang University, Urumqi 830046
²Key Laboratory of Oasis Ecology, Ministry of Education, Xinjiang University, Urumqi 830046

Received:2021-04-13 Revised:2021-06-28 Online:2022-04-15 Published:2022-05-18
Contact: ZHANG Yongfu

摘要/Abstract

摘要：

植被作为生态系统中的重要因素之一,深入了解植被覆盖的变化与驱动力因素,以期为生态环境保护提供重要参考。以阿克苏地区为研究区域,基于2001—2019年长时间序列的MODIS数据的NDVI变化特征进行了分析,通过利用线性回归分析与相关分析2种方法对植被和气候间的关系进行分析。结果表明：2001—2019年阿克苏地区植被覆盖总体呈现出增加的趋势且在生长季的夏季最为明显,研究区在空间上呈现出以绿洲为主向周围扩散的格局,研究区生长季NDVI对气温和降水的响应关系表现出显著的季节差异,并在空间上与温度具有显著相关性但同降水相关性不明显。人类的生产生活对植被覆盖度的变化影响有正负两个方面。

关键词: MODIS, NDVI, 植被覆盖, 驱动力, 生长季

Abstract:

Vegetation is one of the important factors in the ecosystem. An in-depth understanding of the changes and driving factors of vegetation cover could provide important reference for ecological environmental protection. Taking Aksu as the research area, the NDVI variation characteristics from 2001 to 2019 were analyzed based on the long-term series of MODIS data. The relationship between vegetation and climate was explored by using two methods: linear regression analysis and correlation analysis. The results showed that: from 2001 to 2019, the vegetation cover in Aksu showed an overall increasing trend and the trend was most obvious in summer which was the growing season. The vegetation cover of the study area showed a pattern of spreading mainly from oasis to the surrounding areas. The NDVI response to temperature and precipitation in the growing season showed significant seasonal differences, and had an extremely significant correlation with temperature but not obvious correlation with precipitation. The impact of human production and life on the change of vegetation cover had both positive and negative aspects.

Key words: MODIS, NDVI, vegetation cover, driving force, growing season

中图分类号:

卜祥, 张永福, 梁田田, 王建国. 基于MODIS数据2001—2019年NDVI时空变化及驱动力分析——以阿克苏地区为例[J]. 中国农学通报, 2022, 38(11): 75-83.

BU Xiang, ZHANG Yongfu, LIANG Tiantian, WANG Jianguo. Analysis of Spatial-temporal Changes and Driving Forces of NDVI from 2001 to 2019 Based on MODIS Data:Taking Aksu as an Example[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2022, 38(11): 75-83.

图/表 10

图1. 研究区示意图

图2. 2001—2019年平均植被覆盖度等级空间分布图

植被覆盖等级	等级度	划分依据	占比/%	NDVI等级值范围
极低值覆盖	1	X≤0.20	3.92	0.081~0.088
低值覆盖	2	0.02<X≤0.40	50.08	0.088~0.095
中值覆盖	3	0.40<X≤0.60	25.16	0.095~0.102
高值覆盖	4	0.60<X≤0.80	10.82	0.102~0.109
极高值覆盖	5	X≥0.80	10.02	0.109~0.116

表1. 研究区植被覆盖度等级划分及各等级占比

图3. 2001—2019各年度NDVI变化趋势图

图4. 2001—2019年植被年变化趋势图

图5. 2001—2019年7月植被覆盖变化趋势曲线图

图6. 2001、2005、2010、2015、2019年各月NDVI变化

图7. 研究区不同季节NDVI与温度的年际关系

图8. 研究区不同季节植被NDVI与降水的年际关系

图9. 研究区2001—2018年人口总数(a),2001—2018年三产产值(b)

参考文献 29

[1]	石玉, 肖继东, 李聪, 等. 基于MODIS数据的博州植被变化及驱动因子分析[J]. 陕西气象, 2019(3):56-59.
[2]	张云霞, 李晓兵, 陈云浩. 草地植被盖度的多尺度遥感与实地测量方法综[J]. 地球科学展, 2003, 18(1):85-93.
[3]	潘晓玲, 马映军, 高炜, 等. 中国西部干旱区生态环境演变过[J]. 中国沙漠, 2004, 24(6):663-673.
[4]	穆少杰, 李建龙, 陈奕兆, 等. 2001-2010年内蒙古植被覆盖度时空变化特征[J]. 地理学报, 2012, 67(9):1255-1268.
[5]	王正兴, 刘闯, HUETE A. 植被指数研究进展:从AVHRR-NDVI到MODIS-EVI[J]. 生态学报, 2003, 23(5):979-987.
[6]	刘灿, 高阳华, 李月臣, 等. 基于NDVI的重庆市植被覆盖变化及其对气候因子的响应[J]. 长江流域资源与环境, 2013, 22(11):1514-1520.
[7]	刘鹏举, 袁卓慧, 胡业翠. 山水林田湖草生态保护修复工程第一批试点区NDVI时空分布与影响因素分析[J]. 生态经济, 2019, 35(7):196-202.
[8]	陶帅, 邝婷婷, 彭文甫, 等. 2000-2015年长江上游NDVI时空变化及驱动力分析--以宜宾市为例[J]. 生态学报, 2020, 40(14).
[9]	YAO J, CHEN Y, ZHAO Y, et al. Response of vegetation NDVI to climatic extremes in the arid region of Central Asia: a case study in Xinjiang, China[J]. Theoretical & Applied Climatology, 2017. 131(3/4):1503-1515.
[10]	张彦彬, 安楠, 刘佩艳, 等. 基于MODIS数据的山西省六大煤田区植被覆盖度时空变化特征及其驱动力分析[J]. 干旱区地理, 2016, 39(1):162-170.
[11]	何航, 张勃, 侯启, 等. 1982-2015年中国北方归一化植被指数(DNVI)化特征及对气候变化的响应[J]. 生态与农村环境学报, 2020, 36(1):70-80.
[12]	HOLBEN B N. Characteristics of maximum-value composite images from temporal AVHRR data[J]. International Journal of Remote Sensing, 1986, 7(11):1471-1484.
[13]	PIAO S L, FANG J Y. Dynamic vegetation cover change over the last 18 years in China[J]. Quaternary Sciences, 2001, 21(4):294-302.
[14]	周清波, 刘佳, 王利民, 等. EOS-MODIS卫星数据的农业应用现状及前景分析[J]农业图书情报学刊, 2005, 14(2):202-205.
[15]	崔晓临, 赵娟, 白红英, 等. 基于MODIS NDVI的陕西省植被覆盖变化分[J]. 西北农林科技大学学报:自然科学版, 2013, 41(5):87-93.
[16]	崔林丽, 史军, 杨引明, 等. 中国东部植被NDVI对气温和降水的旬响应特征[J]. 地理报, 2009, 64(7):850-860.
[17]	STOW D, DAESCHNER S, HOPE A, et al. Variability of the seasonally integrated normalized difference vegetation index across the north slope of Alaska in the 1990s[J]. International Journal of Remote Sensing, 2003, 24(5):1111-1117. doi: 10.1080/0143116021000020144 URL
[18]	宋怡, 马明国. 基于GIMMS AVHRR NDVI数据的中国寒旱区植被动态及其与气候因子的关系[J]. 遥感学报, 2008, 12(3):499-505.
[19]	陈效逑, 王恒. 1982-2003年内蒙古植被带和植被覆盖度的时空变化[J]. 地理学报, 2009, 64(1):84-94.
[20]	刘晓宇, 李宏, 甘艳露, 等. 近51年南疆五地州气温及降水量变化趋势分析[J]. 安徽农业科学, 2012(35):274-277.
[21]	中共阿克苏地委史志办公室. 阿克苏年鉴(2014)[M]. 乌鲁木齐: 新疆人民出版社, 1900:46-47.
[22]	中共阿克苏地委史志办公室. 阿克苏年鉴(2015)[M]. 乌鲁木齐: 新疆人民出版社, 1900:27-28.
[23]	热波海提. 基于RS和GIS的阿克苏绿洲近20年土地利用景观格局动态变化分析[D]. 乌鲁木齐: 新疆师范大学, 2011.
[24]	王允. 1960-2013年西北绿洲物候性节气气温的时空特征与成因分析[D]. 兰州: 西北师范大学, 2016:16-25.
[25]	曹孟磊, 肖继东, 陈爱京, 等. 伊犁地区不同草地类型植被指数与气候因子的关系[J]. 沙漠与绿洲气象, 2016, 10(6):73-80.
[26]	刘艳, 聂磊, 杨耘. 2001-2015年天山地区草地NDVI时空演变和气候驱动特征分析[J]. 生态环境学报, 2018, 27(5):802-810.
[27]	王军邦, 陶健, 李贵才, 等. 内蒙古中部MODIS植被动态监测分析[J]. 地球信息科学学报, 2010, 12(6):835-842.
[28]	WANG S, FU B J, GAO G Y, et al. Soil moisture and evapotranspi-ration of different land cover types in the Loess Plateau,China[J]. Hydrology and Earth System Sciences, 2012, 16(8):2883-2892. doi: 10.5194/hess-16-2883-2012 URL
[29]	王生霞, 丁永建, 叶柏生, 等. 基于气候变化和人类活动影响的土地利用分析-以新疆阿克苏河流域绿洲为例[J]. 冰川冻土, 2012, 34(4):828-833.

基于MODIS数据2001—2019年NDVI时空变化及驱动力分析——以阿克苏地区为例

Analysis of Spatial-temporal Changes and Driving Forces of NDVI from 2001 to 2019 Based on MODIS Data:Taking Aksu as an Example

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[1]	薛文瑞, 杨自辉, 张永, 郭树江, 王强强, 张剑挥. 民勤荒漠绿洲植被覆盖对地下水和降水变化的响应[J]. 中国农学通报, 2022, 38(8): 102-109.
[2]	付焱焱, 李云峰, 韩冬, 马树庆. 吉林省粮食主产区玉米生长季水分盈亏及其对产量的影响[J]. 中国农学通报, 2022, 38(7): 99-105.
[3]	王辉, 陆鑫海, 杜美芳, 张琪. 1960—2019年海河平原地区夏玉米生长季高温特征分析[J]. 中国农学通报, 2022, 38(4): 62-68.
[4]	汪欢欢, 杨琴, 蒲红梅, 何进, 程华, 韩敏, 赵学春, 王志伟, 金宝成. 照片样线法大豆植被覆盖度测量精度分析[J]. 中国农学通报, 2022, 38(32): 111-118.
[5]	胡馨月, 孙倩, 古丽古丽·灭迪力哈孜. 新疆布尔津县五年间归一化植被指数时空演变[J]. 中国农学通报, 2022, 38(32): 6-11.
[6]	袁雷, 周刊社, 张东东. 羌塘国家自然保护区植被生长季NDVI时空变化及其对气候变化的响应[J]. 中国农学通报, 2022, 38(13): 127-134.
[7]	郭岩, 何毅, 张立峰, 邱丽莎, 张国强, 张志华. 2000—2017年中亚地区植被变化遥感监测[J]. 中国农学通报, 2021, 37(8): 123-131.
[8]	姜蓝齐, 王萍, 姜丽霞, 宫丽娟, 李秀芬, 张恒翀, 王晓迪. 温度植被干旱指数(TVDI)在农业干旱监测中的应用[J]. 中国农学通报, 2021, 37(29): 132-139.
[9]	纪树志. 极旱荒漠区湿地植被动态变化监测——以甘肃敦煌阳关国家级自然保护区为例[J]. 中国农学通报, 2021, 37(26): 105-109.
[10]	姜蓝齐, 王萍, 姜丽霞, 宫丽娟, 于成龙, 李秀芬. 基于多时相MODIS数据监测水、旱作物种植面积及空间分布[J]. 中国农学通报, 2021, 37(16): 108-118.
[11]	韩有香, 刘彩红, 李国山. 青海牧草对气候变化的响应[J]. 中国农学通报, 2021, 37(13): 77-83.
[12]	邱鹏程, 杜永春, 常国有. 内蒙古西部地区自然灾害对玉米产量影响及气象因子分析[J]. 中国农学通报, 2021, 37(1): 116-120.
[13]	高雅, 王晓飞, 高懋芳, 黄硕, 李石磊, 冷佩. 基于温度植被干旱指数的曲靖市干旱监测研究[J]. 中国农学通报, 2020, 36(9): 37-45.
[14]	温学飞. 柠条生长季平茬对根系贮藏营养物质的影响[J]. 中国农学通报, 2020, 36(5): 53-59.
[15]	田宝星, 宫丽娟, 滕潘, 陈晶, 杨帆, 张洋. 大兴安岭蓝莓生长气候条件分析[J]. 中国农学通报, 2020, 36(27): 99-105.