基于NDVI的北京市植被覆盖变化及其原因分析

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北京市作为中国首都,是典型的城市生态系统。2001年北京市开始筹办第29届夏季奥林匹克运动会,2000~2009年间的生态建设对北京植被变化有着深远的影响。研究奥运前后北京市植被覆盖变化及其原因,对北京市的生态建设和相关环境政策都具有重要意义和有益借鉴。本研究尝试回答以下问题:北京市2000~2009年植被覆盖有何变化趋势?其变化原因是什么?研究的前提假设如下:(1)与北京市植被覆盖变化趋势主要相关的是气候因素和人为因素;(2)影响植被变化的主要气候因素包括降水和温度。(3)社会经济因素可以体现在土地利用类型变化和政策规划特征两个方面。   本文的主要技术路线和研究方法为:1、基于MODIS NDVI遥感影像数据,采用趋势分析法研究北京市2000~2009年共10年间植被的时空变化规律;2、根据北京市20个气象站点观测数据,采用Mann-Kendall检验法分析北京2001~2009年温度和降水的时空变化规律特征,通过趋势对比和相关分析研究气候因素对植被变化的影响;3、依据北京市土地利用分类和规划功能区分类,采用土地利用转移矩阵法分析不同植被变化趋势下土地利用的特点,以及不同功能区的植被分布特征,探讨人为因素对植被变化的影响。   北京市植被NDVI在2000~2009年的显著变化趋势以增加为主。在0.05显著水平上,有20.71.%的像元NDVI显著增加,4.06%的像元NDVI显著减小,而NDVI变化不显著的像元占到了75.23%。北京市20个气象站点2001~2009年降水仅有1个站点呈显著增加趋势,温度在2001-2009年仅有2个站点呈显著增加趋势。对比气候因素与NDVI变化趋势的空间分布可以看出,降水及温度不能解释植被覆盖变化的原因,而站点缓冲区趋势分析和相关分析也表明气候因素非植被趋势的显著变化的原因。NDVI的显著变化趋势主要由人类活动引起。从土地利用分析结果来看,植被不同变化趋势主要由土地利用类型之间的转化引起,其中,植被增加与有林地增加和耕地减少密切联系,而植被减少则与耕地向建成区转化密切联系;从功能区分析结果来看,不同政策和规划特点与植被变化趋势有着明显的对应关系。最后,通过结合社会经济资料的分析研究,探讨了北京植被变化的驱动机制。
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