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我国干旱区半干旱区主要位于西北地区的内蒙古高原、塔里木盆地和准噶尔盆地等。这些干旱及半干旱地区的面积占全国陆地总面积的30%,但人口稀少,只占全国人口的4%左右。因为该地区气候条件恶劣,生态系统和水资源系统脆弱,导致经济与社会的发展受到制约,对干旱区气候与生态环境的研究已成为全球变化研究的热点问题之一。植被和湖泊是反映一个地区生态环境和气候变化的最直观和有效的依据,尤其是对干旱区的生态环境变化尤为敏感。通过监测植被和湖泊的变化情况,可以掌握干旱区的生态环境或气候条件的变化趋势,进而对未来变化做出合理预测,为调节和预防干旱区生态环境的进一步恶化提供合理建议。随着遥感技术的日益完善,其在生态环境研究方面的应用也越来越广泛。MODIS数据以其较高的时间分辨率和优异的多光谱数据特性,较多的利用于长时间尺度的生态环境变化研究中。 本文的研究区选在以干旱气候为主的新疆地区,基于中等分辨率成像光谱仪(MODIS)500m分辨率产品,研究新疆地区的植被和湖泊的空间格局和随时间的动态变化。通过生成归一化植被指数(NDVI)时间序列,利用线性回归和Mann-Kendall非线性趋势分析方法,分析2000-2014年新疆地区植被绿度时空变化格局,并结合Landsat数据分析典型区域植被变化的驱动因素;基于植被指数和中红外通道的混合水体指数(CIWI)提取新疆地区水体,并分析2000-2014年新疆湖泊水体的整体变化的趋势,结合Landsat数据分析局部湖泊面积变化的情况和可能的影响因素。 通过对新疆地区植被和湖泊的时间和空间研究得出以下结论: (1)2000-2014年间新疆地区植被覆盖整体呈波动型上升的趋势,植被改善区面积占全区的34.02%,恶劣区占3.2%,北疆植被增长较南疆显著;大多数植被类型NDVI呈增长趋势,其中增长率最高的是作物、开放灌丛和混交林,但郁闭灌丛呈现出负增长率;6种主要植被类型常绿针叶林、混交林、开放灌丛、多树草原、草原、作物呈现出相似的NDVI增长趋势;在植被变化显著的典型区,植被覆盖变化受人类活动影响剧烈,植被改善的原因有荒漠、草地被开垦成农田、生态建设工程实施,植被退化的原因有建成区扩张、过度畜牧等。 (2)2000-2014年间新疆地区水体面积整体均呈波动上升趋势,且4月、7月、9月呈相似变化趋势,整体变化呈升-降-升-降的模式。该区湖泊面积变化是由气候条件和人类活动的共同作用导致。气候条件主要通过降水、蒸发、冰川融化等方式补充或者消耗湖泊的补给水源,人类活动主要通过建造的水利工程、水资源的灌溉利用等方式影响湖泊面积变化。不同湖泊的地理位置特性决定了湖泊面积变化的影响因素。