准噶尔盆地植被变化趋势及其对关键生态因子的响应研究

来源 :石河子大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:robertrobertrobert
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准噶尔盆地作为北疆地区主要的地理单元其环境变化会影响北疆地区的生态环境变化。植被指数作为衡量区域生态环境的重要指标直接反映了准噶尔盆地的生态状况。研究利用遥感数据结合ENVI和GIS等软件分析准噶尔盆地归一化差异植被指数NDVI(Normalized Difference Vegetation Index)时空变化规律,了解盆地NDVI变化特征,并且对影响盆地植被变化的关键生态因子进行了分析和描述。研究利用2002—2019年生长季MOD09A1遥感影像数据、MOD11B3地表温度数据、MCD12Q1土地分类数据以及TRMM降水数据,通过数值合成、Mann—Kendall趋势分析、Hurst趋势分析、相关性分析等方法对生长季盆地NDVI、土壤盐分、土壤湿度、地表温度、降水以及人为因素的趋势变化及NDVI与上述关键生态因子的关联性进行了分析,最后通过地理探测器计算了各因子对于盆地NDVI变化的贡献率。通过上述研究可得出以下结果:(1)准噶尔盆地NDVI在2002—2019年间整体呈明显的增加趋势,各季增加区域面积占比为63.50%—90.93%,平均为77.98%,局部地区表现为减少趋势。降水和气温的升高促进了春、秋两季短命植物的生长发育,因此春、秋两季NDVI增长状况明显好于其他季节。另外,2002—2019年间NDVI呈显著变化的区域未来变化与当前变化方向相同。(2)准噶尔盆地累积降水和土壤湿度趋势变化方向均与NDVI趋势变化方向相同,NDVI与累计降水和土壤湿度均表现为正相关关系。2002—2019年间准噶尔盆地累积降水量整体呈增加趋势,各季节累积降水量呈增加趋势的面积占比在58.72%—94.08%之间,平均为71.31%。盆地土壤湿度整体呈增加趋势,局部呈减少趋势,各季土壤湿度呈增加趋势区域面积占比在51.31%—71.57%,平均为59.35%。通过NDVI与累积降水、NDVI与土壤湿度的相关性分析可知,NDVI与累积降水呈正相关的区域占盆地面积的23.26%,主要集中在自然区域,盆地NDVI与土壤湿度存在正相关的区域占整个盆地面积的23.23%,古尔班通古特沙漠地区表现得最为明显。(3)准噶尔盆地NDVI与土壤盐分和地表温度趋势变化方向相反,呈负相关关系。盆地生长季地表温度呈减少和增加趋势的面积几乎相等,其中减少区域面积占盆地面积的比例为51.95%,春季盆地整体地表温度呈增加趋势,秋季盆地内各区域地表温度呈减少趋势。盆地土壤盐分整体呈减少趋势,各季减少区域面积占比为46.50%—86.78%,平均为70.68%,在地形低洼的区域土壤盐渍化程度加重,植被减少。NDVI与地表温度以及NDVI与土壤盐分的相关性分析结果可知,NDVI与地表温度呈负相关区域的面积占盆地面积的22.98%,主要集中在绿洲区域,NDVI与土壤盐分呈负相关区域占盆地面积的29.64%,主要集中在沙漠和荒漠区域。(4)研究通过由降水推测的理论NDVI和实际观测NDVI的差值量化了准噶尔盆地人类活动对于植被变化的影响。结果表明人类活动对于绿洲区植被的增加起到了决定性作用。量化结果经趋势分析与近年来绿洲不同区域耕地的开发强度相吻合。(5)降水和土壤湿度作为主导因子影响盆地沙漠和荒漠地区的NDVI变化,而人类活动作为主导因子影响绿洲区域NDVI变化。准噶尔盆地以及盆地内各区域各关键生态因子的贡献率结果如下。准噶尔盆地:土壤湿度(0.30)>降水(0.23)>人类活动(0.17)>土壤盐分(0.16)>地表温度(0.14);古尔班通古特沙漠:土壤湿度(0.42)>降水(0.24)>土壤盐分(0.16)>地表温度(0.12)>人类活动(0.07);准噶尔盆地荒漠区:土壤湿度(0.32)>降水(0.28)>土壤盐分(0.17)>地表温度(0.16)>人类活动(0.07);盆地绿洲区:人类活动(0.34)>土壤湿度(0.21)>降水(0.17)>地表温度(0.141)>土壤盐分(0.139)。
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