2000—2017年中亚地区植被变化遥感监测

doi:10.11924/j.issn.1000-6850.casb2020-0197

中国农学通报 ›› 2021, Vol. 37 ›› Issue (8): 123-131.doi: 10.11924/j.issn.1000-6850.casb2020-0197

2000—2017年中亚地区植被变化遥感监测

郭岩¹(), 何毅¹^,²^,³(), 张立峰¹^,²^,³, 邱丽莎¹^,²^,³, 张国强¹, 张志华¹^,²^,³

¹兰州交通大学测绘与地理信息学院,兰州 730070
²地理国情监测技术应用国家地方联合工程研究中心,兰州 730070
³甘肃省地理国情监测工程实验室,兰州 730070

收稿日期:2020-06-21 修回日期:2020-09-21 出版日期:2021-03-15 发布日期:2021-03-16
通讯作者: 何毅
作者简介:郭岩,男,1999年出生,甘肃平凉人,本科在读,研究方向：生态环境遥感。通信地址：730070 甘肃省兰州市安宁区安宁西路88号兰州交通大学测绘与地理信息学院,E-mail： 1372205339@qq.com。
基金资助:
兰州交通大学青年基金“基于GIS和RS的祁连山冰川和植被变化研究”(2017002);甘肃省教育厅“兰州市主城区地面沉降InSAR监测”(2019A-043);中国博士后科学基金“天山小流域尺度冰川——冰湖协同演变定量关系”(2019M660092XB);兰州交通大学‘天佑青年托举人才计划’基金资助;兰州交通大学优秀平台

Remote Sensing Monitoring of Vegetation Change in Central Asia from 2000 to 2017

Guo Yan¹(), He Yi¹^,²^,³(), Zhang Lifeng¹^,²^,³, Qiu Lisha¹^,²^,³, Zhang Guoqiang¹, Zhang Zhihua¹^,²^,³

¹Faculty of Geomatics, Lanzhou Jiaotong University, Lanzhou 730070
²National-local Joint Engineering Research Center of Technologies and Applications for National Geographic State Monitoring, Lanzhou 730070
³Gansu Provincial Engineering Laboratory for National Geographic State Monitoring, Lanzhou 730070

Received:2020-06-21 Revised:2020-09-21 Online:2021-03-15 Published:2021-03-16
Contact: He Yi

摘要/Abstract

摘要：

中亚地区植被对保障区域生态安全和“新丝绸之路经济带”建设具有重要作用,然而气候如何影响植被在中亚地区的生长模式尚不清楚。基于2000—2017年中亚地区遥感植被指数,结合气象、地形和中亚人口数据,研究了近18年中亚地区植被的时空分布规律和变化趋势,确定了植被变化与不同因子的相关性并大致预测植被未来长势。结果表明,2000—2017年中亚地区整体植被呈降低趋势,主要分布在中部和西南部且植被沿山脉分布,西坡比东坡植被长势旺盛。2010年整体植被由退化趋势转变成改善趋势。降水和温度对植被生长均有促进作用,但植被对降水的响应比温度的更敏感。未来中亚地区植被整体上呈现改善的趋势。此外,不同地理分区,人类活动对植被也有一定程度影响。

关键词: 中亚地区, 植被动态趋势, MODIS NDVI, 相关性分析, 人类活动

Abstract:

Vegetation in Central Asia plays an important role in the protection of regional ecological security and the construction of “The Silk Road Economic Belt”. However, the influence of climate on vegetation growth mode in Central Asia is still not clear. Based on the index of NDVI combined with meteorology, terrain and population data, we studied the time-space distribution rule and change trend of the vegetation in Central Asia for nearly 18 years and confirmed the correlation between the vegetation change and different influencing factors, and predicted roughly the future growth trend of the vegetation. The results showed that the whole vegetation in Central Asia between 2000 and 2017 presented a decreasing trend, mainly distributed in the middle area and south-western area and along the mountains. The vegetation in west slope was stronger than that in east slope. In 2010, the vegetation was changed from degradation trend to improving trend as a whole. The precipitation and temperature had a promotion role for the vegetation growth, but vegetation was more sensitive to precipitation than to temperature. In the future, the vegetation in Central Asia will show an improving trend on the whole. In addition, different geographical demarcation and human activities will have certain influence on vegetation.

Key words: central Asia, dynamic trend of vegetation, MODIS NDVI, correlation analysis, human activities

中图分类号:

P237

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.

Guo Yan, He Yi, Zhang Lifeng, Qiu Lisha, Zhang Guoqiang, Zhang Zhihua. Remote Sensing Monitoring of Vegetation Change in Central Asia from 2000 to 2017[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2021, 37(8): 123-131.

图/表 13

参考文献 30

[1]	陈发虎, 黄伟, 靳立亚, 等. 全球变暖背景下中亚干早区降水变化特征及其空间差异[J]. 中国科学地球科学, 2011,41(11):1647-1657.
[2]	刘雪梅, 高小红, 马元仓. 2002—2015年青海省不同气候区植被覆盖时空变化[J]. 干旱区研究, 2017,34(6):1345-1352.
[3]	邓耀兴, 姚俊强, 刘志辉. 基于GIMMS NDVI的中亚干早区植被覆盖时空变化[J]. 干早区研究, 2017,34(1):10-19.
[4]	陈京华, 贾文雄, 赵珍, 等. 1982—2006年祁连山植被覆盖的时空变化特征研究[J]. 地球科学进展, 2015,30(7):834-845.
[5]	邱丽莎, 张立峰, 何毅, 等. 2000—2017年祁连山植被动态变化监测[J]. 遥感信息, 2019,34(4):97-107.
[6]	He Y, Yan H W, Zhang L F, et al. Spatio-temporal dynamics of the vegetation in Ningxia, China using MODIS imagery[J]. Frontiers of Earth Science, 2019: 1-15.
[7]	孙睿, 刘昌明, 朱启疆. 黄河流域植被覆盖度动态变化与降水的关系. 地理学报, 2001,56(6):667-672.
[8]	Piao S L, Wang X H, Ciais P, et al. Changes in sattllite-derived vegetation growth trend in temperate and boreal Eurasia from 1982 to 2006[J]. Global Change Biology, 2011,17(10):3228-3239.
[9]	殷刚, 孟现勇, 王浩, 等. 1982—2012年中亚地区植被时空变化特征及其与气候变化的相关分析[J]. 生态学报, 2017,37(9):3149-3163.
[10]	匡薇, 马勇刚, 李宏, 等. 中亚1999—2012年间土地退化强度与趋势分析[J]. 国土资源遥感, 2014,26(4):163-169.
[11]	Fensholt R, Proud S R. Evaluation of Earth Observation based global long-term vegetation trends-Comparing GIMMS and MODIS global NDVI time series[J]. Remote Sens Environ, 2012,119(3):131-147.
[12]	王强, 张勃, 戴声佩, 等. 三北防护林工程区植被覆盖变化与影响因子分析[J]. 中国环境科学, 2012,32(7):1302-1308.
[13]	马明国, 王建, 王雪梅. 基于遥感的植被年际变化及其与气候关系研究进展[J]. 遥感学报, 2006,10(3):421-431.
[14]	佟斯琴, 张继权, 包玉海, 等. 基于Hurst指数的1982—2013年蒙古高原植被动态变化趋势及其影响因素分析(英文)[J]. JournalofGeographicalSciences, 2018,28(5):595-610.
[15]	叶子君. 基于Hurst模型的庐山自然保护区植被覆盖优势及其可持续性分析[J]. 环境与可持续发展, 2015,40(1):168-172.
[16]	Xu H J, Wang X P, Yang T B. Trend shifts in satellite-derived vegetation growth in Central Eurasia, 1982-2013[J]. Sci Total Environ, 2017,579:1658-1674.q doi: 10.1016/j.scitotenv.2016.11.182 URL pmid: 27919557
[17]	Tong S, Zhang J, Si H, et al. Dynamics of fractional vegetation coverage and its relationship with climate and human activities in Inner Mongolia,China[J]. Remoto Sensing, 2016,8(9):776.
[18]	张立峰, 闫浩文, 杨树文, 等. 黑河流域植被覆盖变化及其对地形的响应[J]. 遥感信息, 2108,33(2):46-52.
[19]	Gessner U, Naeimi V, Klein I, et al. The relationship between precipitation anomalies and satellite-derived vegetation activity in Central Asia[J]. Global Planet Change, 2013,110(2):74-87.
[20]	武正丽, 贾文雄, 赵珍, 等. 2000—2012年祁连山植被覆盖变化及其与气候因子的相关性[J]. 干旱区地理, 2015,38(6):1241-1252.
[21]	孙红雨, 李兵. 中国地表植被覆盖变化及其与气候因子关系[J]. 遥感学报, 1998,2(3):204-210.
[22]	李晓兵, 史培军. 中国典型植被类型NDVI动态变化与气温、降水变化的敏感性分析[J]. 植物生态学报, 2000(3):379-382.
[23]	Li C F, Zhang C, Luo G P, et al. Modeing the carbon dynamics of tle dryland ecosystems in Xinjiang,China from 1981 to 2007 the spatiotemporal patterns and climate controls[J]. Ecological Modelling, 2013,267:148-157.
[24]	乔建伟, 郑建国, 刘争宏, 等. “一带一路”沿线特殊岩土分布与主要工程问题[J]. 灾害学, 2019,34(S1):65-71.
[25]	周锡饮, 师华定, 王秀茹. 气候变化和人类活动对蒙古高原植被覆盖变化的影响[J]. 干旱区研究, 2014,31(4):604-610.
[26]	信忠保, 许烟心, 郑伟. 气候变化和人类活动对黄士高原植被覆盖变化的影响[J]. 中国科学:地球科学, 2007,37(11):1504-1514.
[27]	韦振锋, 王德光, 张翀, 等. 1999—2010年中国西北地区植被覆盖对气候变化和人类活动的响应[J]. 中国沙漠, 2014,34(6):1665-1670.
[28]	苏志珠, 卢琦, 吴波, 等. 气候变化和人类活动对我国荒漠化的可能影响[J]. 中国沙漠, 2006,26(3):329-335.
[29]	修丽娜, 冯琦胜, 梁天刚, 等. 2001—2009年中国草地面积动态与人类活动的关系[J]. 草业科学, 2014,31(1):66-74.
[30]	易浪, 任志远, 张翀, 等. 黄土高原植被覆盖变化与气候和人类活动的关系[J]. 资源科学, 2014,36(1):166-174.

变化等级	Slope趋势等级	像元数	比例/%
明显退化	S≤0.03	68127	2.70
轻度退化	-0.03<S≤-0.01	328097	12.8
几乎不变	-0.01<S≤0.01	508769	19.9
轻度改善	0.01<S≤0.03	844481	33.1
明显改善	0.01<S	805046	31.5

变化等级	Slope趋势等级	像元数	比例/%
明显退化	S≤0.03	68127	2.70
轻度退化	-0.03<S≤-0.01	328097	12.8
几乎不变	-0.01<S≤0.01	508769	19.9
轻度改善	0.01<S≤0.03	844481	33.1
明显改善	0.01<S	805046	31.5

相关程度	地理分区
相关程度	吉尔吉斯斯坦	土库曼斯坦	乌兹别克斯坦	塔吉克斯坦	哈萨克斯坦	中国新疆
显著负相关	19.3	1.9	3	15.1	6.6	15
中度负相关	17.6	5.3	6.8	35.4	11.4	15.5
低度负相关	19.8	13.4	15.3	22.5	19.7	23.8
低度正向关	19.2	19.5	17	10.1	20.9	22.4
中度正向关	22.3	48.6	44.3	13.6	35.3	21.3
显著正向关	2	11.3	13.7	3	6	2

相关程度	地理分区
相关程度	吉尔吉斯斯坦	土库曼斯坦	乌兹别克斯坦	塔吉克斯坦	哈萨克斯坦	中国新疆
显著负相关	19.3	1.9	3	15.1	6.6	15
中度负相关	17.6	5.3	6.8	35.4	11.4	15.5
低度负相关	19.8	13.4	15.3	22.5	19.7	23.8
低度正向关	19.2	19.5	17	10.1	20.9	22.4
中度正向关	22.3	48.6	44.3	13.6	35.3	21.3
显著正向关	2	11.3	13.7	3	6	2

相关程度	地理分区
相关程度	吉尔吉斯斯坦	土库曼斯坦	乌兹别克斯坦	塔吉克斯坦	哈萨克斯坦	中国新疆
显著负相关	0.1	0.3	0.1	0.1	0.1	0.4
中度负相关	0.3	0.8	0.9	3	1.3	2
低度负相关	12	7.5	9.3	12.8	15.1	7.9
低度正向关	44.1	21.2	19.7	34.7	32.2	20.9
中度正向关	40.1	62.8	53.7	47.3	45.1	57.7
显著正向关	3.4	7.4	16.3	2.1	6.2	11.1

2000—2017年中亚地区植被变化遥感监测

Remote Sensing Monitoring of Vegetation Change in Central Asia from 2000 to 2017

RichHTML

PDF (PC)

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

图/表 13

参考文献 30

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价

关于本刊

作者中心

审者中心

在线期刊

联系我们

变化趋势	像元个数/个	像元百分比/%
持续改善	936645	38.5
持续退化	247414	10.1
未来变化趋势不确定	555318	22.7
由改善变退化	303360	12.4
由退化变改善	400701	16.3

[1]	卢倩倩, 冯琳骄, 王爽, 古力扎提·包尔汗, 褚韧, 周龙. 复合盐碱胁迫对鲜食葡萄生理生化指标的影响[J]. 中国农学通报, 2023, 39(1): 62-70.
[2]	赵丽娟, 只佳增, 张建春, 杜浩, 周劲松, 刘学敏, 张荣琴. 香蕉种质资源叶片表型性状多样性分析[J]. 中国农学通报, 2022, 38(30): 56-64.
[3]	李涌泉, 金赟, 李佳月, 孙学良, 陈树俊. 晋北谷子农艺和营养品质性状的相关性分析[J]. 中国农学通报, 2022, 38(29): 22-30.
[4]	罗静静, 王贺亚, 柳延涛. 不同食葵品种间农艺性状及产量的比较研究[J]. 中国农学通报, 2022, 38(28): 7-12.
[5]	张含, 龚敏, 石汝杰. 重庆市蔬菜地土壤硒含量及其影响因素分析[J]. 中国农学通报, 2022, 38(19): 114-119.
[6]	王德美, 刘桂华, 范成五, 柴冠群, 罗沐欣键, 秦松. 黔产红托竹荪基地土壤-红托竹荪体系矿质元素含量及相关性分析[J]. 中国农学通报, 2022, 38(14): 72-76.
[7]	倪深海, 王亨力, 刘静楠, 顾颖. 中国农业干旱灾害特征及成因分析[J]. 中国农学通报, 2022, 38(10): 106-111.
[8]	吴炫柯, 汪仁军, 马冬晨, 安佳君, 黄维, 刘永裕, 刘志平, 姚裕群. 甘蔗一个生产周期株高生长量与气象因子的关系[J]. 中国农学通报, 2021, 37(33): 36-40.
[9]	赵彩霞, 次仁白珍, 唐琳, 袁玉婷. 不同海拔高度甘蓝型油菜农艺性状和品质性状变化分析[J]. 中国农学通报, 2021, 37(32): 51-56.
[10]	尚丽平, 赵卫国, 郭凯红, 张立坚, 罗斌, 赵亚军, 王灏. 甘蓝型油菜主要农艺性状的主成分分析[J]. 中国农学通报, 2021, 37(28): 9-13.
[11]	黄展文, 卢家仕, 卜朝阳, 李春牛, 李先民. 杜鹃红山茶砧木嫁接苗成活率及生长特性研究[J]. 中国农学通报, 2021, 37(10): 54-59.
[12]	沈友明, 刘明雨, 聂继云, 匡立学, 张建一, 徐国锋. 苹果中农药登记与使用相关性分析[J]. 中国农学通报, 2021, 37(10): 126-135.
[13]	闵子扬, 李勇奇, 韩小霞, 张竹青, 袁祖华, 胡新军. 56个苦瓜品种的主要植物学性状分析[J]. 中国农学通报, 2020, 36(7): 50-54.
[14]	徐海军, 姚琴, 王晓飞, 关向军, 孙宇峰. 大庆不同土地利用下土壤理化性质及肥力变化[J]. 中国农学通报, 2020, 36(35): 55-63.
[15]	彭延, 黄顺礼, 彭小峰, 刘素华, 蔡志平, 李克福, 刘晓红, 邵青龙, 吴玉蓉, 王凡, 宋伟, 张选, 龚举武, 袁有禄. 基于主成分分析新疆生态条件下陆地棉品种核心指标筛选[J]. 中国农学通报, 2020, 36(28): 22-30.