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基于NDVI的贵州省植被覆盖时空特征分析

邢愿 贺中华

邢愿, 贺中华. 基于NDVI的贵州省植被覆盖时空特征分析[J]. 华南师范大学学报(自然科学版), 2021, 53(2): 84-95. doi: 10.6054/j.jscnun.2021030
引用本文: 邢愿, 贺中华. 基于NDVI的贵州省植被覆盖时空特征分析[J]. 华南师范大学学报(自然科学版), 2021, 53(2): 84-95. doi: 10.6054/j.jscnun.2021030
XING Yuan, HE Zhonghua. An NDVI-based Analysis of the Temporal and Spatial Characteristics of Vegetation Coverage in Guizhou Province[J]. Journal of South China normal University (Natural Science Edition), 2021, 53(2): 84-95. doi: 10.6054/j.jscnun.2021030
Citation: XING Yuan, HE Zhonghua. An NDVI-based Analysis of the Temporal and Spatial Characteristics of Vegetation Coverage in Guizhou Province[J]. Journal of South China normal University (Natural Science Edition), 2021, 53(2): 84-95. doi: 10.6054/j.jscnun.2021030

基于NDVI的贵州省植被覆盖时空特征分析

doi: 10.6054/j.jscnun.2021030
基金项目: 

国家自然科学基金项目 41471032

国家自然科学基金项目 u1612441

贵州省水利厅自然科研基金项目 KT201402

详细信息
    通讯作者:

    贺中华, Email: zhonghuahe@gznu.edu.cn

  • 中图分类号: P935.1

An NDVI-based Analysis of the Temporal and Spatial Characteristics of Vegetation Coverage in Guizhou Province

  • 摘要: 利用2001—2018年的500 m分辨率的MOD13A1数据,计算每个像元的NDVI的变化趋势,并采用线性趋势分析法和相关性分析法,分析贵州省植被覆盖面积在18年间的时空变化特征;结合2001—2018年植被的降水利用效率与2010、2017年2期土地覆盖数据,研究不同土地覆盖类型的NDVI的特征. 研究结果表明:(1) 2001—2018年,贵州省的植被覆盖面积总体呈增加趋势,表明生态环境得以明显改善,以毕节、六盘水市最为显著;(2)从植被覆盖面积变化趋势来看,贵州省的植被改善区域大于退化区域,植被退化区主要集中在城镇扩张区;(3)贵州省的整体植被降水利用效率与植被覆盖面积的变化趋势不具有一致性;(4)贵州省的NDVI与同期降雨量、气温均呈现良好的相关性,而植被生长对气温变化不存在明显滞后性、对降雨量变化的滞后期为1个月,即植被生长对气温的敏感性高于降雨量;(5)在植被生长季,不同土地覆盖类型的NDVI具有不同的特征: NDVI(林地)>NDVI(耕地)>NDVI(草地)>NDVI(建设用地)>NDVI(水体).
  • 图  1  贵州省行政区划示意图

    审图号:黔S(2020)007号.

    Figure  1.  The administrative division of Guizhou Province

    图  2  贵州省整体及各行政区划单位逐年的NDVI均值变化(2001—2018年)

    Figure  2.  The average annual NDVI changes in Guizhou Province as a whole and in each administrative region from 2001 to 2018

    图  3  贵州省逐年的NDVI均值的空间分布(2001—2018年)

    Figure  3.  The spatial distribution of average annual NDVI in Guizhou Province from 2001 to 2018

    图  4  贵州省的年NDVI距平值(2001—2018年)

    Figure  4.  The annual NDVI anomaly in Guizhou Province from 2001 to 2018

    图  5  贵州省逐年的NDVI均值变化趋势(2001—2018年)

    Figure  5.  The variation of average annual NDVI in Guizhou Province from 2001 to 2018

    图  6  贵州省在植被生长季的植被降水利用效率的变化趋势(2001—2018年)

    Figure  6.  The variation of the efficiency of precipitation utilization by vegetation during the vegetation growing season in Guizhou Province from 2001 to 2018

    图  7  贵州省的NDVI与植被降水利用效率的变化趋势异同区(2001—2018年)

    Figure  7.  The similarities and differences between NDVI variation and the variation of precipitation utilization efficiency by vegetation in Guizhou Province from 2001 to 2018

    图  8  贵州省的NDVI与同期及前1、2、3个月降雨量和月均温的相关系数(2001—2018年)

    Figure  8.  The correlation coefficient of NDVI with precipitation and monthly mean temperature in the same period and in the past 1, 2 and 3 Months in Guizhou Province from 2001 to 2018

    图  9  贵州省在植被生长季中NDVI与同期降雨量、气温的相关性空间分布图(2001—2018年)

    Figure  9.  The spatial distribution map of correlation between NDVI and precipitation and temperature during the vegetation growing season in Guizhou Province from 2001 to 2018

    图  10  贵州省的土地覆盖类型转移空间分布(2010—2017年)

    Figure  10.  The spatial distribution of land cover type transfer in Guizhou Province from 2010 to 2017

    表  1  NDVI变化趋势表

    Table  1.   The table of NDVI variation

    趋势线斜率划分 NDVI变化趋势
    φslope≤-0.009 1 严重退化
    -0.009 0≤φslope≤-0.004 6 中度退化
    -0.004 5≤φslope≤-0.001 0 轻微退化
    -0.000 9≤φslope≤0.000 9 基本不变
    0.001 0≤φslope≤0.004 5 轻微改善
    0.004 6≤φslope≤0.009 0 中度改善
    φslope≥0.009 0 明显改善
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    表  2  贵州省NDVI变化趋势面积统计(2001—2018年)

    Table  2.   The area statistics of NDVI variation in Guizhou Province from 2001 to 2018  km2

    地区 严重退化 中度退化 轻微退化 基本不变 轻微改善 中度改善 明显改善 合计
    安顺市 102.25 226.50 586.25 810.25 4 294.50 3 155.25 56.50 9 231.50
    毕节市 100.50 147.50 444.25 989.00 11 094.50 13 074.25 994.50 26 844.50
    贵阳市 216.00 267.75 465.25 627.75 3 816.00 2 577.50 74.00 8 044.25
    六盘水市 65.00 87.25 263.75 494.00 4 206.00 4 608.00 193.00 9 917.00
    黔东南 101.00 199.25 1 084.75 4 358.25 20 834.00 3 667.00 33.75 30 278.00
    黔南 143.50 250.50 1 033.50 2 504.50 15 603.00 6 543.00 107.50 26 185.50
    黔西南 107.00 188.75 514.50 1 254.00 8 686.25 5 679.75 373.50 16 803.75
    铜仁市 71.75 147.75 629.50 1 938.25 11 123.50 4 057.75 46.00 18 014.50
    遵义市 206.25 363.00 1 140.00 2 780.50 19 819.50 6 418.00 37.75 30 765.00
    合计 1 113.25 1 878.25 6 161.75 15 756.50 99 477.25 49 780.50 1 916.50 176 084.00
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    表  3  贵州省的NDVI与气温、降雨量的相关系数(2001—2018年)

    Table  3.   The correlation coefficient of NDVI, temperature and precipitation in Guizhou Province from 2001 to 2018

    相关系数 1月 2月 3月 4月 5月 6月 7月 8月 9月 10月 11月 12月
    RNDVI-P2 -0.304 -0.082 0.083 0.302 -0.094 -0.163 0.334 0.140 -0.113 0.366 0.135 0.005
    RNDVI-T2 0.682** 0.677** 0.573* 0.498* 0.224 0.559* 0.012 -0.176 0.152 0.278 -0.116 0.372
    注: *表示在0.01水平上显著,* *表示在0.05水平上显著;RNDVI-P2RNDVI-T2分别表示NDVI与降雨量、气温的相关系数.
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    表  4  贵州省2010—2017年土地覆盖面积转移矩阵

    Table  4.   The transfer matrix of land cover area in Guizhou Province from 2010 to 2017  km2

    2010年土地覆盖类型 2017年土地覆盖类型
    耕地 林地 草地 水体 建设用地 总计
    耕地 20 852.92 24 273.02 11 576.17 134.30 2 216.33 59 052.74
    林地 3 569.60 73 473.72 5 396.25 182.72 535.74 83 158.04
    草地 3 775.92 20 201.86 7 624.85 239.79 621.68 32 464.10
    水体 83.84 90.05 29.73 453.36 19.42 676.39
    建设用地 132.19 45.53 101.29 4.38 508.92 792.32
    总计 28 414.48 118 084.19 24 728.30 1 014.54 3 902.09 176 143.60
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    表  5  2010年贵州省不同土地覆盖类型的NDVI面积统计

    Table  5.   The NDVI area statistics of different land cover types in Guizhou Province in 2010  km2

    土地类型 S1 S2 S3 S4 S5
    耕地 8.09 75.16 30 578.44 28 363.02
    林地 2.54 29.34 15 526.93 65 624.86
    草地 4.33 43.06 12 547.64 19 841.27
    水体 24.13 38.82 439.97 161.48
    建设用地 25.57 198.09 528.77 39.67
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    表  6  2017年贵州省不同土地覆盖类型的NDVI面积统计

    Table  6.   The NDVI area statistics of different land cover types in Guizhou Province in 2017  km2

    土地类型 S1 S2 S3 S4 S5
    耕地 3.56 88.20 8 505.83 19 801.99
    林地 3.55 18.52 7 176.06 110 781.26 4.79
    草地 1.89 44.85 6 367.13 18 296.69 0.01
    水体 15.22 31.05 415.04 538.76
    建设用地 12.54 346.15 2 290.59 1 251.75
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-08-02
  • 网络出版日期:  2021-04-29
  • 刊出日期:  2021-04-25

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