干旱区生态环境知识资源中心(Arid): 基于长时间序列NDVI数据的西北干旱区草地植被退化格局及其人为影响研究

Arid

	基于长时间序列NDVI数据的西北干旱区草地植被退化格局及其人为影响研究
	杜自强; 周冬梅; 闫培洁; 张军; 程文仕; 徐小明; 庞静; 赵杰
完成单位	甘肃农业大学
登记(发布)日期	2015
中文摘要	1、课题来源与背景 1.1研究背景全球变化对陆地生态系统的强烈影响正在改变着陆地生态系统固有的自然过程,其后果已经、并将愈来愈严重地威胁人类的生存环境及社会经济的可持续发展。全球气候变化研究的目标之一,就是研究人类活动引起的气候变化对陆地生态系统与人类生存环境的作用及其响应。为此,2007年,国家自然科学基金会组织实施《全球变化及其区域响应》重大研究计划,旨在通过组织和支持对围绕全球变化及其区域响应的基础性、战略性和前瞻性科学问题的研究,揭示我国对全球变化的响应与影响,剖析环境变化的自然和人文因素,为我国典型区域在全球变化背景下的合理发展提供对策和决策依据。作为联结土壤、大气和水分的自然纽带,在一定程度上,植被变化能在全球变化研究中充当“指示器”的作用。植被覆盖变化是生态环境变化的直接结果,它很大程度上代表了生态环境总体状况。对植被的动态监测和预测可以从一个侧面反映气候变化的趋势。我国西部和北部等生态环境相对脆弱的地区,由于长期以来对土地资源的过垦、过牧以及自然气候条件的变化所引发的植被退化,土地沙化和重大生态环境灾害问题异常突出,严重威胁着我国的资源和生态安全以及社会经济的可持续发展。我国西北干旱、半干旱地区处于全球气候变化一、二级敏感带,对这些典型区域的植被动态变化进行研究有助于拓展全球变化与陆地生态系统研究的核心思想,丰富其研究案例。 1.2 课题来源课题来源于国家自然基金地区基金《基于长时间序列 NDVI 数据的西北干旱区草地植被退化格局及其人为影响研究》。选择生态环境脆弱的西北干旱区典型区域,探讨西北干旱区地表植被覆盖对气候变化和人类活动的响应方式、响应途径、作用过程、动力机制及未来变化趋势,阐明气候变化和人类活动对植被长期演变的驱动作用,揭示干旱典型区域生态系统植被分布格局变化的环境驱动机制,能够为在更大尺度上制定生态环境保护策略、促进社会经济可持续发展提供理论支撑。 2、研究目的与意义以新疆地区植被覆盖为例,评价基于长期的遥感数据和气象观测资料分析基础上的植被的变化化格局和趋势,分析植被变化的气候响应机制,识别植被动态变化的主要驱动因子,定量分析自然因素与人为因素分别对植被变化的影响。以长时间序列遥感资料作为重要的数据源,地理信息系统作为高效的空数据处理工具,对植被生态系统进行数据采集与处理、信息分析与解释建模与预测,为区域社会、经济的可持续发展提供科学依据。 3、主要论点与论据 (1)以1981～2006年GIMMS NDVI为数据源,利用遥感和GIS技术,综合相关分析方法、线性回归分析方法、空间统计方法和地统计方法等多种方法,从多年植被的稳定性、植被总体变化特征、植被重心演变轨迹、植被变化趋势以及植被空间分异特征等方面,分析了新疆地表覆被变化的时空格局。 (2)基于主成分分析法和多元逐步回归分析法,利用新疆地区1981～2006年的GIMMS NDVI遥感数据、气候资料和社会经济统计资料,从气候、社会经济两个方面定性分析和定量评价了研究区域内植被覆盖变化的驱动力和驱动机制。 (3)基于新疆70多个气象站点的月平均气温和降水观测数据,采用气候变化研究中常用的距平分析和时间序列的线性趋势分析等方法,分析了80年代以来近30a新疆各区域气候变化的时空特征特征和变化趋势;进而阐述了植被对气候变化相互作用的理论机理;最后对各个气象站点1982～2006年逐月NDVI与同期对应的气象因子进行统计相关分析,研究这些气象站点所代表的主要植被类型对气候变化的响应关系,以讨论植被生长过程中气象因子变化对其的影响程度、不同区域植被对气候变化的响应差别。 (4)采用1982 ～ 2011年近30年的GIMMS 3g逐月NDVI时间序列数据、57个气象观测的年均温、年降水量、年均风速和年日照时数等气象数据、地理环境数据包括土壤数据、中国1kmDEM数据和1：400万植被类型数据、人为因子数据等,利用地理探测器模型探寻潜在因子(气候因子、地理环境因子和人为因素)与植被NDVI之间的关系。同时利用“决定力(Power of Determinant)”度量指标,定量研究各因子对NDVI的影响力大小以及各影响因子对植被变化的相互作用机制。 4、创见与创新; 采用地理探测器模型的空间统计分析方法,定量评价了分析植被变化的自然和人为影响的相对大小和因子联合作用影响,避免以往研究中“地表植被与影响因子之间的线性作用”假设的局限性。 5、存在的问题 (1)植被退化影响因素应该包括土壤性质变化,土壤因素影响退化相对更为直接,没有考虑土壤环境变化的影响不能说不是项目设计的先天性不足;仅以遥感时间序列数据分析植被的退化这个想法过分强调与夸大了遥感技术在草地退化研究中的作用,低估了传统生态学方法在草地退化研究中的作用,二者有机结合才是实现草地退化研究的最佳途径。 (2)国家和区域政策以及人类的行为习惯等影响植被变化的因素是空间化存在一定困难,没有办法进行量化。这是人为影响评价中存在的主要缺陷。 6、历年获奖情况无。
中文关键词	草地植被 ; 退化动态 ; 生态响应 ; 遥感监测
成果类型	基础理论
中图法分类号	S812
URL	http://dbpub.cnki.net/grid2008/dbpub/detail.aspx?dbcode=SNAD&dbname=SNAD&filename=SNAD000001723861
来源机构	甘肃农业大学
资源类型	成果
条目标识符	http://119.78.100.177/qdio/handle/2XILL650/243601
推荐引用方式 GB/T 7714	杜自强,周冬梅,闫培洁,等. 基于长时间序列NDVI数据的西北干旱区草地植被退化格局及其人为影响研究[Z]. 基础理论,2015.