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探究西北干旱区土壤水分和植被需水量动态变化特征,可为生态恢复不同阶段所需水资源量及水资源优化配置提供科学依据。以兰州市南北两山为研究区,基于Sentinel-2 L2A和Landsat 8 OLI遥感影像,结合实测土壤0～10 cm的111个数据,分别构建垂直干旱指数(Perpendicular Drought Index,PDI)、改进型垂直干旱指数(Modified Perpendicular Drought Index,MPDI)和植被调整垂直干旱指数(Vegetation-adjusted Perpendicular Drought Index,VAPDI)土壤水分反演模型,并采用4种模型指标定量决定系数(R2)、平均绝对误差(MAE)、平均相对误差(MRE)、均方根误差(RMSE)对模型反演的效果进行精度评价,选出最优的土壤水分反演模型并结合土壤水分限制系数,与研究区2019年林地、草地和耕地植被面积的空间数据、各站点生长季内的参考作物蒸散量,构建植被生态需水量模型,厘清研究区内土壤水分、植被需水量时空变化特征。结果表明：(1)2种数据源下的PDI、MPDI、VAPDI和实测... 相似文献
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绿洲-沙漠过渡带植被覆盖动态变化及其驱动因素——以新疆策勒为例 总被引：1，自引：0，他引：1
绿洲-沙漠过渡带是绿洲与沙漠生态系统之间的生态缓冲区,对维持绿洲稳定与防风固沙具有重要的生态功能.以策勒绿洲-沙漠过渡带为例,选取1993—2017年Landsat遥感影像数据、气象与社会经济数据,采用归一化植被指数(Normalized Difference Vegetation Index)、像元二分模型和主成分分... 相似文献
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基于谷歌地球引擎(Google Earth Engine,GEE)，通过提取归一化植被指数(Normalized Difference Vegetation Index,NDVI)和地表反照率(Albedo)两个参量，构建NDVI-Albedo特征空间，对翁牛特旗1991—2015年沙漠化进行监测，并利用地理探测器结合自然和人为因子分析翁牛特旗沙漠化驱动因子及其影响力。结果表明：(1)翁牛特旗土地沙漠化经历了先发展后逆转的演变进程。1991—2000年为发展期，沙漠化土地总面积增加了2130.29 km2;2000—2015年为逆转期，沙漠化土地总面积减少了3364.61 km2。(2)翁牛特旗沙漠化严重的区域主要是分布在中东部以及北部的西辽河平原地区，而西南区域的冀北辽西山地大部分区域沙漠化程度较轻。(3)自然因子和人为因子共同驱动翁牛特旗沙漠化演变过程。地形和沙源是翁牛特旗沙漠化土地空间分布格局形成的主要原因；翁牛特旗1991—2000年沙漠化发展是在自然条件不利的背景下人口增加所带来的环境压力造成的结果，而2000—2015年沙漠化逆转... 相似文献
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荒漠区植被地上生物量是土地荒漠化监测和荒漠植被遥感信息提取的重要指标。本研究以甘肃民勤县为试验区,以哨兵2号(Sentinel-2)影像为数据源,构建了比值植被指数RVI、归一化植被指数NDVI、差值植被指数DVI、土壤调节植被指数SAVI及优化型土壤调节植被指数OSAVI 5种植被指数与植被实测地上生物量的估算模型(一元线性、指数、对数和二项式模型),并利用所选的最优模型,估算了研究区的地上生物量。结果表明:SAVI相较于RVI、NDVI、DVI和OSAVI指数同地上生物量之间的相关性最高(r=0.79),基于SAVI指数的二项式模型是研究区地上生物量估算的最优模型(R2=0.76),且精度较高(R2=0.73,RMSE=0.12)。民勤县的植被相对密集区主要分布于四大灌区(红崖山、环河、昌宁、南湖)、青土湖周边以及红沙岗镇西北区域,其他地域植被较为稀疏,无植被区[<0.005 kg·(100m2)-1]、低植被区[0.005～0.2 kg·(100m2)-1... 相似文献
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研究植被的动态变化及其影响因素,不仅能够揭示植被覆盖动态变化特征与气候变化之间的响应机制,同时对区域的植被恢复以及生态可持续具有重要意义。本文基于MODIS遥感卫星数据,借助变异系数、趋势分析、相关分析与Hurst指数探究了2000—2020年西北干旱半干旱区植被覆盖逐季变化特征、影响因素及未来趋势。结果表明：（1）归一化植被指数（Normalized Difference Vegetation Index, NDVI）空间变异程度在冬季偏高,且高波动主要分布在新疆与内蒙古大兴安岭的草地与未利用地区域。（2）NDVI随季节波动较大,在林地与耕地最为明显。（3）NDVI主要为改善趋势,其中,春季改善面积最大（84.63%）,冬季最小（72.52%）,且林地改善最为显著。（4）各季度NDVI均受地表温度与降水量影响（Significance=0.05）,且夏季地表温度与冬季降水量逐年递增对植被生长具有抑制作用。（5）未来NDVI主要呈改善趋势。值得注意的是,退化区域零星分布于新疆塔里木盆地、准噶尔盆地等地区。本研究旨在为西北干旱半干旱区的生态修复与治理,以及局部气候暖湿化的应对提供理论参考... 相似文献
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将多源观测数据同化到生态模型中,可以更好地估计土壤水分,然而如何准确估计土壤水分遥感观测值的误差空间分布一直是数据同化中的难点。文中研究通过SPSI(Shortwave Infrared Perpendicular WaterStress Index)反演的土壤湿度作为观测值,分析SPSI反演土壤水分的原理,提出了基于地表植被覆盖程度,分级反演土壤水分的方法,给予观测值不同的误差方差估计。文中选择中国的宁夏作为研究区,将分级反演的观测值与生态过程模型模拟的土壤水分进行数据同化。结果表明:这种方法能够有效地避免SPSI指数本身对植被覆盖度低或植被生物量小的地区的土壤水分估计误差较大而导致的同化结果的偏差,提高区域土壤水分同化结果的精度。 相似文献
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《干旱区研究》2018,(6)
土壤含水率是影响干旱区植物生长的重要因素,获取区域尺度土壤含水率数据,能够为干旱半干旱区生态恢复和脆弱生态系统保护提供科学依据。结合MODIS地表温度和反射率数据及全球陆面数据同化系统(GLDAS)土壤含水率数据,利用表观热惯量法和统计降尺度方法反演疏勒河流域土壤含水率,研究其时空变化及其与植被的相关性,得到以下结论:2016年整个疏勒河流域年均土壤含水率偏低,且季节变化显著,其均值、离散程度存在7月 10月 4月 12月的趋势;流域东部土壤含水率整体高于西部;流域土壤含水率空间分布的季节变化显著,其变异系数的空间分布与年均土壤含水率相似;土壤含水率与归一化植被指数NDVI正相关,但不同区域两者相关程度不同,灌区土壤含水率与植被的相关性最高。 相似文献
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陇东地区植被指数NDVI与降水的关系研究 总被引：2，自引：0，他引：2
利用1982～2003年NOAA/AVHRR(advanced very high resolution rediometer)资料及同期的降水资料,对甘肃省陇东地区半干旱区环县和半湿润区西峰的植被指数NDVI与不同时间尺度的标准化降水指数SPI进行相关分析.结果表明:在植被生长季,植被对降水的敏感程度半干旱区大于半湿润区;大多数月NDVI与3-SPI的相关系数较高,而与1-SPI较低;半干旱区和半湿润区NDVI的年变化幅度分别为:-12%～10%和-10%～13%,半干旱区NDVI的年变化与SPI变化趋势吻合较好,显著相关(P<0.05),而在半湿润区二者并不显著;半干旱区的年NDVI与四季降水均显著相关(P<0.05),而半湿润区年NDVI只与冬春季的降水显著相关(P<0.05). 相似文献
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塔里木盆地南缘绿洲植被生境质量变化的研究——以策勒县为例 总被引：6，自引：2，他引：6
本文主要研究目的是以策勒研究区 1 990年的 LANDSAT TM图像和 1 998年的SPOT- HRV图像为基础底料编制规一化植被指数图 (NDVI) ,并根据极端干旱区绿洲特有的生态特征和已有的研究成就 ,找出植被指数灰度级与盖度级的对应关系并把规一化植被指数 (NDVI)转换成植被盖度图 ,最终利用植被盖度数字图像所提供的各盖度级的数量和空间分配状况来评价 90年至 98年期间植被环境质量的变化 ,并指出该区域环境开发和综合治理方向 相似文献
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基于垂直植被指数的东北黑土区玉米LAI反演模型研究 总被引：2，自引：0，他引：2
本文旨在探讨以不同波段组合垂直植被指数所建立的高光谱模型对玉米叶面积指数(Leaf Area Index,LAI)的反演精度。在不同水肥耦合作用条件下,实测玉米冠层的高光谱反射率与叶面积指数数据以及裸土的高光谱反射率数据,在高光谱红光波段(631~760 nm)与近红外波段(760~1050 nm)逐波段构建土壤线,并在此基础上构建垂直植被指数(Perpendicolar Vegetation Index,PVI),找出与LAI具有最佳相关性波段组合PVI,建立玉米LAI估算模型。结果显示,采样波段间隔越窄,反演精度越高,在采样波段间隔1.4 nm的PVI(R677,R918)反演2004年的玉米LAI模型中,最佳回归方程是指数函数,精度达91.1%,标准差为0.1997,RMSE=0.0399,通过了0.01极显著验证。采用高光谱数据构建的PVI植被指数对玉米LAI的估算可以取得较高的精度。 相似文献
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以AMSR-2亮温数据,SPOT归一化植被指数为数据源,采用ω-模型和基于Qp模型的双通道反演算法,建立适用于蒙古高原表层土壤水分的反演模型。将该模型应用于2013年蒙古高原植物生长期(4—10月)表层土壤水分反演,同时分析其时空变化特征。结果表明:土壤水分反演值与实测值的Pearson相关系数为0.825,均方根误差达到了0.031 6 cm~3·cm~(-3),反演模型具有较高精度;蒙古高原表层土壤水分平均介于0.047~0.234 cm~3·cm~(-3),土壤水分总的空间分布格局表现出由北向南,由东北向西南逐渐减少趋势;在蒙古国北部以及内蒙古大兴安岭森林-森林草原区,土壤水分与整个研究区相比差异较大,同时在时间序列上该区域土壤水分波动较为显著。 相似文献
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1982-2012年全球干旱区植被变化及驱动因子分析 总被引：6，自引：0，他引：6
基于长时间序列卫星遥感数据GIMMS3g NDVI(1982-2012年),分析了全球干旱区(包括亚湿润干旱区、半干旱区、干旱区和极端干旱区)植被时空变化及其对气候和人文等非气候因子的响应.结果表明:①全球干旱区NDVI总体呈显著增长趋势(P＜0.001),增长速率为0.0005·a-1,略低于全球植被增长速率.显著上升区域和显著下降区域分别占全球植被显著变化区域面积的27.0％和7.7％(P＜0.05).显著退化面积最大区域为半干旱区.②降水作为干旱区植被变化的主要影响因子,主要表现在对干旱区和半干旱区植被的影响上,对亚湿润干旱区和极端干旱区影响较小.③全球不同干旱区植被变化及驱动因子存在较大差异.如澳大利亚南部主要受到季节降水的影响,植被改善;而南美和欧亚大陆中部则主要受到人为因素的影响,植被退化. 相似文献
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近50a西北干旱区气候变化趋势及对荒漠化的影响 总被引：7，自引：2，他引：5
西北干旱区干旱少雨,生态环境脆弱,土地荒漠化严重。本文根据近1951-2000年的逐月平均气温和月降水量资料研究了我国西北干旱区气候变化趋势,并结合近年来西北干旱区地表径流量变化,分析其对准噶尔盆地、塔里木盆地、河西走廊和柴达木盆地土地荒漠化影响。研究结果表明:(1)近50a西北干旱区气温都升高,变暖最显著的是北疆和柴达木盆地。降水量有增加趋势,其中南疆降水量增加趋势最大。北疆蒸发量有减少趋势外,其他区蒸发量都在增加,尤其南疆蒸发量增加趋势最大。(2)近50a来由于气候变暖,使蒸发量增大,塔克拉马干沙漠、河西走廊沙漠区和柴达木沙漠区的干旱危害加剧,这必然导致沙漠化的易发和其进程的加速。北疆气温升高,降水量增加,而蒸发量减少,有利于古尔班通古特沙漠区沙漠化进程的减缓。(3)气候变化和地表径流量变化有利于准噶尔盆地和塔里木盆地的土地荒漠化逆转,而使河西走廊和柴达木盆地的土地荒漠化发展迅速。 相似文献
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近年来,温度植被干旱指数(temperature vegetation drought index,TVDI)在遥感旱情监测中得到广泛的应用,但传统的TVDI没有考虑地形因子对指数精度的影响。本文以陕西省为例,利用DEM数据对地表温度做高程修正,同时引入归一化差值山地植被指数(normalized difference mountain vegetation index,NDMVI)代替归一化植被指数(normalized difference vegetation index,NDVI),以减弱地形起伏对植被指数的影响,进而构建新的TVDI。分别利用修正前后的地表温度以及NDMVI和NDVI构建了4种TVDI,并分析4种指数与土壤湿度及降水的关系,分析比较其监测农业干旱的精度。结果表明:高程与地形起伏对TVDI监测干旱的精度有较大的影响。经过修正后的TVDI与传统TVDI相比,其与土壤相对湿度的相关系数从-0.342提高至-0.711,且能更准确地体现降水的变化特征,说明修正后的TVDI能够更有效地反映区域土壤水分状况,可对农业干旱进行更加精确地监测。 相似文献
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《干旱区研究》2020,(3)
利用主被动微波卫星(SMAP)土壤含水量数据,从相同空间尺度上对比了全球在运行系统中3种常见遥感干旱指数〔距平植被指数(AVI)、植被健康指数(VHI)、植被供水指数(VSWI)〕在哈萨克斯坦农业干旱监测上的一致性。通过皮尔森相关系数(r)和肯德尔秩相关系数(τ),分别检验干旱指数与土壤含水量及其在干旱等级判断上的相关性,以评估遥感在哈萨克斯坦作物生长季中后期干旱监测中的适用性。结果表明:不同干旱指数在该地区一致性不高。基于植被状况的遥感干旱指数与土壤含水量相关性较低,而结合植被和地表温度的综合指数具有显著正相关。不同土层比较上,VSWI指数与作物根区(0～100 cm)土壤含水具有较强相关性(r 0. 6),表明其对植物生长季中后期的土壤含水状况有较好的响应能力。 相似文献
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基于TVDI的西辽河流域土壤湿度时空格局及其影响因素 总被引：3，自引：0，他引：3
土壤湿度是水文、气象和农业等领域的重要基础信息。文中基于MODIS地表温度和植被指数数据,构建Ts-NDVI特征空间,定量揭示了西辽河流域土壤湿度时空分布格局,并进一步讨论了土壤湿度的主要影响要素。研究表明:1)西辽河流域植被生长季土壤湿度总体以正常(0.4相似文献