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张掖市植被覆盖动态变化及其与气象因子的关系

作　者: 李芳
导　师: 蒋志荣
学　校: 甘肃农业大学
专　业: 水土保持与荒漠化防治
关键词: 张掖市植被重心一元线性回归分析 Hurst指数相关分析
分类号: Q948
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

本文基于MODIS-NDVI数据,运用植被重心法、一元线性回归法以及R/S分析法对张掖地区2000~2008年的204幅遥感图像进行植被覆盖动态分析,并运用相关分析法分析近9年植被NDVI与气温、降水、日照时数和蒸发量的相关性和滞后性。研究结果表明:(1)张掖市植被AMNDVI和ANNDVI的年际变化表现为增加的趋势,AMNDVI>0.1的植被覆盖2003年和2007年为界呈不稳定上升–稳定极小上升–不稳定下降的变化;年内变化表现出很强的季节性,4月NDVI急剧上升,6、7月达到最大值,9月急剧下降,四季的变化表现为夏季和秋季的增加和冬季和春季的减小。(2)2000~2008年植被重心变化表现为:以2002年和2006年为界呈不稳定–稳定–不稳定变化。2000~2003年植被重心向东移动,说明东部植被增加或西部植被减少;2006~2008年向北移动,说明北部植被增加或南部植被减少。年内变化得出:以5月和11月为界的不稳定–稳定–不稳定变化。1~3月向东移动,3~5月向西北变化,5~11月相对稳定,但表现为顺时针变化趋势,11~翌年1月向西南回归。这是温度和降水共同作用的结果。(3)2000~2008年张掖市NDVI的AMNDVI空间变化趋势:整体改善,局部退化。退化面积占研究区总面积的19.7%,分布在南部祁连山地区。生长季的年际变化表现为以植被改善为主,明显改善区主要分布在山丹、民乐和张掖盆地,主要土地类型为旱地、人工草地、改良草地等;退化区主要是张掖盆地和祁连山地;基本不变区域为北部的戈壁荒漠;生长季的各月份植被覆盖变化表现出很大的差异性:5月以张掖盆地为代表的植被明显退化;6月、7月是以南部祁连山地为代表的植被中度退化;8月、9月表现为较5月张掖盆地退化有所改善,较6月、7月祁连山地的退化有所改善。生长季不同土地利用类型的slope值的排序为:草地(改良草地和人工草地)>耕地>城镇及工矿用地>果园>林地>未利用土地,表明人工植被增长速度高于天然植被。(4)生长季平均值的Hurst指数值以弱持续性和反持续性为主。持续性较强分布在张掖盆地,反持续性较强则零星分布在东南部祁连山地。生长季各月的Hurst指数分布差异较大,由5月、6月份的以持续性趋势为主到7月份的持续性减弱,反持续性增强,再到8月、9月份的反持续性趋势减弱,持续性增强。各土地类型的Hurst值排序为:其他未利用土地<建设用地<草地<耕地<未利用土地<林地<水体。(5)张掖市气象因子的年际变化:气温、降水呈增长趋势;日照时数呈双“V”型变化;蒸发量表现为6县区都呈下降变化。张掖市各气象因子的年内变化以7月份最为显著,表现为平均气温的显著降低、降水量的极显著增加、日照时数和蒸发量的显著减少。(6)NDVI与气象因子的年际相关性分析得出:针对简单相关系数的排序为:平均气温温>蒸发量>降水量>日照时数;在偏相关分析中偏相关系数的排序为:蒸发量>平均气温>降水量,说明在剔除气温和降水对NDVI的影响外,NDVI对蒸发量的响应最明显的。(7)NDVI与张掖各县区四季的年内相关性分析得出:张掖市大多数县区的NDVI与气温的响应主要在冬季,甘州区则以春季最明显,但随着同期气温的降低伴随着NDVI的降低;降水主要表现为夏季相关性的显著或极显著,以张掖和临泽为最高正相关;日照时数与NDVI的相关性较差,只有民乐夏季的相关性达到显著相关。NDVI与蒸发量的相关性主要以夏季和冬季显著为主,其中夏季主要表现为中度负相关,冬季表现为中度正相关。(8)NDVI对于气象因子的滞后性研究表明:NDVI对气温和降水的滞后期为0个月,即NDVI与气温和降水的相关系数以同期为最高,除民乐县外。日照时数其滞后期表现为1~2月;蒸发量的滞后期表现为东部地区滞后两个月,西部地区滞后一个月。

全文目录

摘要  2-4
Abstract  4-9
1 绪论  9-15
  1.1 研究背景及选题意义  9-10
    1.1.1 研究背景  9-10
    1.1.2 研究目的及意义  10
  1.2 研究现状  10-15
    1.2.1 植被指数研究  10-12
    1.2.2 植被覆盖动态研究  12-13
    1.2.3 植被覆盖及与气象因子研究  13-15
  1.3 技术路线  15
2、研究区概况  15-19
  2.1 自然地理概况  15-18
    2.1.1 地理位置  15-16
    2.1.2 地形特征  16
    2.1.3 气候特征  16-17
    2.1.4 水资源特征  17
    2.1.5 植被特征  17-18
    2.1.6 土壤特征  18
  2.2 社会经济概况  18-19
3、数据来源及研究方法  19-22
  3.1 数据来源及预处理  19-20
    3.1.1 NDVI 数据来源与预处理  19
    3.1.2 土地利用数据来源与处理  19
    3.1.3 气象数据来源与处理  19-20
  3.2 研究方法  20-22
    3.2.1 最大化合成法与均值法  20
    3.2.2 植被重心法  20-21
    3.2.3 一元线性回归法  21
    3.2.4 重标极差（R/S）法  21
    3.2.5 相关分析  21-22
4、张掖市植被覆盖动态变化  22-36
  4.1 植被覆盖的总体变化特征  22-26
    4.1.1 年际变化特征分析  23-25
    4.1.2 季节变化特征分析  25-26
  4.2 张掖地区NDVI 的重心变化  26-27
    4.2.1 植被NDVI 重心的年际变化  26-27
    4.2.2 植被NDVI 重心的年内变化  27
  4.3 张掖地区NDVI 空间变化趋势  27-32
    4.3.1 张掖市AMNDVI 与ANNDVI 的空间变化  27-28
    4.3.2 张掖市生长季及5~9 月份的空间变化  28-32
    4.3.3 不同土地利用类型的植被NDVI 的变化  32
  4.4 张掖地区植被R/S 分析  32-36
    4.4.1 生长季及5~9 月份植被覆盖的R/S 分析  32-35
    4.4.2 不同土地利用类型NDVI 的R/S 分析  35-36
5、植被覆盖变化及其与气候因子的关系研究  36-44
  5.1 张掖地区各气象因子的变化特征  36-39
    5.1.1 张掖地区各气象因子的年际变化  36-38
    5.1.2 张掖市各气象因子的年内变化  38-39
  5.2 NDVI 与气象因子的相关性分析  39-44
    5.2.1 NDVI 与同期各气象因子的年际相关分析  39-41
    5.2.2 张掖市各县区四季NDVI 与同期各同期气象因子的相关性  41-43
    5.2.3 张掖市各县区NDVI 与气象因子的滞后性研究  43-44
6、结论与讨论  44-48
致谢  48-49
参考文献  49-54
本论文中用到的英文缩写说明表  54-55
个人简介  55-56
导师简介  56-57

张掖市植被覆盖动态变化及其与气象因子的关系

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