基于EVI的横断山区植被变化趋势及其对气候因子的响应研究

来源 :成都理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:peilimin1989
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植被作为陆地生态系统中连接大气、土壤和水的纽带,通过光合作用、蒸散发、改变地表反照率和粗糙度等活动,在全球碳循环、水循环、能量交换和气候稳定方面发挥着重要作用。气候对植被类型分布、时空变化及其在全球和局部尺度上的变化具有重要贡献,尤其是温度和降水这两个主要参数。横断山区由一系列壮观的南北山脊和深谷交替组成,具有明显的海拔高度差异,其植被分布情况及垂直变化特征对研究区域尺度下山地生态系统空间分布规律具有积极的意义。本文基于横断山区2001~2018年共18年的MODIS13Q1-C6数据产品,结合气象数据、高程数据及植被类型数据,利用Theil-Sen-media趋势分析、偏相关分析、复相关分析以及Hurst指数法,探讨横断山区2001~2018年植被EVI的年、春、夏、秋、生长季的时间和空间分布特征及其变化趋势,并结合横断山区及周边74个气象站点的降水和气温数据,开展横断山区植被EVI对气候的滞后、响应以及驱动分析。本文的主要结论如下:(1)横断山区2001~2018年植被EVI均值范围为0.24~0.27,呈波动性增长趋势,变化速率为0.00054%。春季、秋季和生长季倾斜率均为正值,夏季植被EVI的倾斜率在季节中呈现最大,为-0.0046%。夏季和生长季植被EVI值分布在0.3~0.4之间,波动趋势大致相同。春季和秋季植被EVI值分布在0.2~0.3之间,波动范围均不大。(2)横断山区2001~2018年年均全区植被EVI南部高于北部,地区差异较大。植被EVI低值区呈现了沿山脉和河流的条带状分布特征,高程基本在4000m以上地区;植被高值区呈现大面积片状分布格局,大多高程在低于4000m范围。各季节EVI均值的空间分布特征表现出“南高北低、东高西低、边缘高、中间低”的特点。(3)基于Theil-Sen-media趋势分析和Mann-Kendall统计检验结果来研究2001~2018年横断山区的年、春、夏、秋以及生长季的植被EVI空间变化趋势,2001~2018年横断山区年均植被EVI整体以改善趋势为主,显著改善面积占比9.98%;不显著改善面积占比55.33%,分布在整个横断山区;显著退化面积占比1.44%;不显著退化面积占比33.25%,呈零散分布在整个横断山区。春季和秋季植被EVI变化趋势较相似,整体呈不显著改善趋势,主要分布在研究区3000~5000m海拔较高的北部和中部;夏季和生长季植被EVI变化趋势较相似,不显著退化趋势和不显著改善趋势占比面积大且相当。(4)横断山区2001~2018年全年及季节植被EVI随海拔的升高,显著改善面积占比呈现出减小的趋势,不显著退化的面积呈现增加趋势。海拔小于1000m波动较大,海拔在1000~2500m范围内面积占比基本不变,海拔在2500~4500m范围内波动变化不大,海拔在4500~5500m范围内基本保持稳定,海拔高于5500m波动趋势较大。(5)横断山区近18年Hurst指数空间分布结果表明,横断山区植被EVI的Hurst指数介于0.19~0.93之间,平均值为0.60,研究区植被EVI变化趋势总体具有较强的持续性。从空间分布上看,横断山区南部地区Hurst指数相对较高。横断山区北部Hurst指数相对较低,呈现大面积片状分布格局。植被EVI主要以持续性改善为主,面积占比55.7%,分布在横断山区全区;约9.61%的植被EVI区域面积由退化向改善方向变化,植被EVI由改善向退化方向变化区域面积占比9.61%,持续性退化区域的面积占比27.46%。(6)横断山区年均植被EVI气温驱动型表现为零散分布,面积占比约0.6%,大多分布在范围为中低海拔2000~3000m的区域,植被的生长受到气温的促进作用;降水驱动型区域面积占比为0.99%,大多呈条带状分布。气候因子驱动中,降水对植被的驱动影响大于气温驱动影响。0.43%的面积占比为受气温、降水强驱动作用,多处于1000~3000m中低等海拔区域;气温、降水弱驱动仅占0.05%。各季节植被EVI受气候因子影响的区域从大到小分别为秋季、夏季、春季和生长季。
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