2001-2017年若爾蓋地區(qū)生長季NDVI變化及驅(qū)動分析

杜清江 成都理工大學(xué) 四川成都 610000

植被歸一化指數(shù)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(tài)環(huán)境的影響日益加劇,氣候變化被認(rèn)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(qū)的NDVI變化及其驅(qū)動力具有重要意義.

一、研究區(qū)域概況

若爾蓋地區(qū)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(fēng)氣候,降水多集中在5月下旬至7月中旬.

二、數(shù)據(jù)來源與處理

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

(二)數(shù)據(jù)預(yù)處理.本文利用ArcGIS10.4、MRT和Anusplin插值軟件等作為數(shù)據(jù)處理的平臺.對下載的MOD13Q1數(shù)據(jù)使用MRT軟件進(jìn)行投影轉(zhuǎn)換、拼接和裁剪,統(tǒng)一使用WGS84坐標(biāo)系UTM投影.對33個氣象站點的氣溫和降水?dāng)?shù)據(jù)整理成月值數(shù)據(jù)【2】,并采用Kriging方法對生長季降水?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行空間插值,采用Anusplin插值方法對氣溫進(jìn)行空間插值.

三、研究方法

(一)偏相關(guān)系數(shù).偏相關(guān)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(guān)系的密切程度【3】.在計算偏相關(guān)系數(shù)時需要先計算相關(guān)系數(shù).

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

(二)復(fù)相關(guān)系數(shù).復(fù)相關(guān)分析是研究幾個要素與某一個要素的相關(guān)關(guān)系.用于探討氣溫和降水的共同驅(qū)動作用.

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

四、 結(jié)果分析

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

(二)若爾蓋地區(qū)生長季NDVI與氣溫和降水的平均偏相關(guān)系數(shù)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(xiàn)正相關(guān),其中氣溫對NDVI的影響較較大,降水影響較小【5】.

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