2001-2017年若爾蓋地區生長季NDVI變化及驅動分析

杜清江 成都理工大學 四川成都 610000

植被歸一化指數NDVI用于反映植被的覆蓋和生長狀況等【1】.近年來,氣候變化和人類活動對生態環境的影響日益加劇,氣候變化被認為是影響地表覆蓋的主要影響因素之一,尤其像若爾蓋這樣的濕地,對氣候變化更為敏感,因此,研究若爾蓋地區的NDVI變化及其驅動力具有重要意義.

一、研究區域概況

若爾蓋地區地處青藏高原東北部邊緣,位于四川省北部,處于 102° 08′ -103° 39′ E,32° 56′ -34° 19′ N,總面積約為10436.58KM2.屬高原寒溫帶濕潤季風氣候,降水多集中在5月下旬至7月中旬.

二、數據來源與處理

(一)數據來源.本文采用的數據主要有植被歸一化指數NDVI,來源于EOS/Terra衛星上搭載的中分辨率成像光譜儀獲取處理的產品MOD13Q1,時間分辨率為16天,空間分辨率為250m;氣溫和降水數據來源于中國地面氣候資料日值數據集;行政邊界等矢量數據來源于全國1:400萬基礎地理信息數據;DEM數據來源于地理空間數據云(http://www.gscloud.cn),分辨率為90m,將其重采樣為250m.

(二)數據預處理.本文利用ArcGIS10.4、MRT和Anusplin插值軟件等作為數據處理的平臺.對下載的MOD13Q1數據使用MRT軟件進行投影轉換、拼接和裁剪,統一使用WGS84坐標系UTM投影.對33個氣象站點的氣溫和降水數據整理成月值數據【2】,并采用Kriging方法對生長季降水數據進行空間插值,采用Anusplin插值方法對氣溫進行空間插值.

三、研究方法

(一)偏相關系數.偏相關分析是研究某一要素對另一要素的影響,用于描述要素間相互關系的密切程度【3】.在計算偏相關系數時需要先計算相關系數.

其中,rxyz是固定z后,變量x與y的偏相關系數;rxy是x與y的相關系數;xi和yi是兩要素分別對應的數值;x和y代表的是均值.

(二)復相關系數.復相關分析是研究幾個要素與某一個要素的相關關系.用于探討氣溫和降水的共同驅動作用.

(三)驅動分區.對偏相關分析運用t-檢驗法,對復相關分析運用F-檢驗法進行結果的顯著性檢驗【3】.對檢驗結果進行顯著性驅動分區,主要分為降水和氣溫強驅動、氣溫驅動、降水驅動、降水和氣溫弱驅動以及非氣候因子驅動.

四、 結果分析

(一)在近17年間,若爾蓋地區生長季NDVI最大值呈現出逐漸增長趨勢,最大值為0.968,出現在2015年,說明植被覆蓋呈現一定的改善趨勢【4】;生長季的降水和氣溫同樣呈現緩慢增加趨勢.

(二)若爾蓋地區生長季NDVI與氣溫和降水的平均偏相關系數分別為0.17和0.05,表明生長季NDVI變化與氣溫和降水均呈現正相關,其中氣溫對NDVI的影響較較大,降水影響較小【5】.

(三)根據以上分析發現,若爾蓋地區NDVI變化的氣候因子驅動存在明顯的區域分異現象.非氣候因子驅動占總面積的94.5%,是若爾蓋地區NDVI生長季主要的驅動力;氣溫驅動占總面積的3.6%,降水驅動占總面積的0.77%,表明該地區受氣溫驅動比降水驅動更廣泛;降水和氣溫強驅動占總面積的1.05%,氣溫和降水弱驅動占總面積的0.05%,表明該地區NDVI變化受到降水和氣溫的共同影響.總體表明,若爾蓋地區氣候因子對NDVI變化的影響較小,主要受非氣候因子的影響.