西南三江流域植被NDVI时空特征及其对气候变化与人类活动的双重响应

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植被是陆地生态系统的重要组成部分,也是生态环境变化的敏感因子。气候变化和人类活动均会对植被的分布和生长发育产生影响,同时植被的动态变化也会反馈于区域气候和生态系统。本文基于MODIS NDVI遥感数据分析2000-2017年西南三江流域植被NDVI的时空分布特征和变化趋势,结合气象数据、植被类型数据和DEM数据,利用趋势分析和相关分析法研究植被NDVI对气候因子的响应关系,通过残差分析法定量分离人类活动对植被NDVI的影响,在此基础上采用偏最小二乘回归法得到对植被NDVI具有显著解释意义的变量,评估气候因子和人类活动对植被NDVI的相对贡献度。主要结论如下:(1)西南三江流域近18年年际、生长季植被NDVI呈波动上升趋势,在各流域中,年际和生长季植被NDVI平均值均表现为澜沧江流域植被NDVI值最高,其次为金沙江流域,怒江流域植被NDVI值最低。在空间分布上植被NDVI整体表现为由西北向东南递增的趋势,各生态地理分区的年际和生长季植被NDVI空间差异较大,纬向分布明显,总体表现为由南向北波动下降。趋势分析结果表明,年际和生长季植被NDVI变化均表现为稳中趋好的特征。年际植被NDVI呈退化趋势的区域面积大于改善区域,生长季植被NDVI呈改善趋势的区域面积较退化趋势面积更大。显著性检验结果表明研究区年际和生长季显著增加的植被NDVI区域面积更大。(2)生长季植被NDVI对气候因子的滞后分析表明,生长季植被NDVI与同期气温相关性较好,对降水的滞后时间约为1个月。研究区年际、生长季植被NDVI与气温、降水均呈正相关关系,生长季植被NDVI显著变化区域面积大于年际植被NDVI显著变化区域面积。(3)近18年西南三江流域年际植被NDVI残差值介于-0.013~0.016之间,整体呈明显波动增长趋势,增长速率约0.9%/(10a);生长季植被NDVI残差值呈微弱增加趋势,线性趋势不明显,增速为0.8%/(10a),年际、生长季植被NDVI残差值均表现为上升趋势。研究区年际、生长季植被NDVI残差变化空间分异特征明显,总体呈现出南高北低的分布特征。年际植被NDVI残差显著增加的区域大于残差显著减少的区域,生长季植被NDVI残差变化通过显著性检验的区域面积较小,整体表现为植被NDVI残差值增加区域均大于残差值减少区域,即人类活动对研究区的年际和生长季植被NDVI均表现为促进作用。(4)PLS分析结果表明,西南三江流域年际、生长季植被NDVI主要受到气温、降水的影响,人类活动的影响相对较小。年际植被NDVI表现为由北向南由降水主导逐渐过渡为人类活动主导;生长季植被NDVI则表现为由北向南由气温主导逐渐过渡为人类活动主导,人类活动的影响逐渐增大。
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