南方红壤丘陵区NDVI时空变化及其影响因素研究

摘要

植被作为区域水土流失的重要影响因素之一，具有良好的水土保持效益，区域植被覆盖度的高低在一定程度上决定着区域水土流失程度的强弱。我国南方丘陵区地处热带、亚热带湿润气候区，区域降水强度大且集中，加之区域地形起伏明显，坡度较大;同时区域人口密度大、经济发展活跃、城市化水平较高、社会变化明显，在社会经济发展过程中对区域环境造成了强烈的人为扰动，诸多因素导致了区域水土流失严重，使之成为我国第二大土壤侵蚀区，严重制约着区域社会经济的发展。
　　本文以南方红壤丘陵区归一化植被指数(Normalized Differential Vegetation Index，NDVI)为主要研究对象，利用MODIS NDVI产品数据和NOAA NDVI数据集，分析区域1985-2015年不同时期NDVI空间变化特征以及变化趋势。同时结合气候变化特征，利用残差分析法分析自然环境和人为因素对区域NDVI变化的影响程度;并在此基础上结合社会经济数据对区域进行分区，探讨不同地区各时间段人为活动对区域NDVI变化的影响变化规律。主要结论如下:
　　(1)从时间序列上看，区域NDVI具有先增加再减小最后增加的趋势。在空间分布上，海拔较高区域NDVI较高，海拔较低区域NDVI较低。同时在不同时期，区域NDVI正增长区域面积占比呈现减少到增加的过程，负增长区域占比呈现先增加后减少的趋势。在空间分布上，负增长区域和正增长区域在不同时期具有明显的差异性特征。
　　(2)影响NDVI变化的主要驱动因子有气温、降雨、人口密度、人均GDP、产业结构占比等。在四个时期，气候因素中气温影响程度大于降雨;人为因素影响贡献率分别为39.25％、59.32％、78.61％、88.36％，人为因素影响作用逐渐增强。国家宏观政策调控对区域NDVI变化影响显著，在1985-1992年时间段，我国农村家庭联产承包责任制基本完成，农民生产积极性得到提升，导致农业活动区域NDVI增强。在1993-1999年时间段，社会主义市场经济体制的建立，对区域社会发展影响显著，极大的促进了生产和需求调整，使得这一时期区域经济掠夺式发展，造成环境破环严重，区域NDVI呈现下降趋势。在2000-2007年时间段，我国环境保护进入深化改革阶段，环境保护战略逐步转变、公众环保意识加强、生态工程的实施促进了区域NDVI的增加;但经济的发展迅速，城市化水平进程加速，对资源的需求增加迅速;导致区域NDVI整体上呈现缓慢增长的趋势。在2008-2015年时间段，随着我国环境保护制度的进一步完善，区域发展和生态文明建设紧密结合，使得区域NDVI上升趋势明显。
　　(3)基于聚类分区统计结果表明，在不同社会经济条件影响下，NDVI变化具有显著的差异性。人口密度越大，人为因素负影响强度越大，区域平均NDVI越小。在前三个时期，经济发展水平越高，人为因素负影响强度越大，在第四个时期表现为人为因素正影响强度越小;说明区域经济发展水平越高，人为活动对其植被破坏越严重，同时在保护过程中NDVI增长速度更为缓慢。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 研究背景与意义

1．2 国内外研究进展

1．2．1 植被变化研究进展

1．2．2 植被变化与气候变化的响应研究

1．2．3 人类活动对区域植被覆盖影响研究进展

2 研究内容与技术路线

2．1 研究内容与目标

2．2 技术路线图

3 材料和方法

3．1 研究区概况

3．1．1 地理位置

3．1．2 自然条件

3．1．3 社会经济状况

3．2 数据来源与预处理

3．2．1 NDVI数据

3．2．2 气象数据

3．2．3 基础地理数据

3．2．4 社会经济数据

3．3 研究方法

3．3．1 最大值合成法(MVC)

3．3．2 趋势线分析法

3．3．3 相关分析法

3．3．4 残差分析法

3．3．5 K-means聚类

4．结果与分析

4．1 南方红壤区NDVI时空变化特征

4．1．1 区域多年年均NDVI空间格局分布特征

4．1．2 区域年均NDVI时间序列分析

4．1．3 区域NDVI年际变化趋势分析

4．2 南方红壤区NDVI变化驱动力分析

4．2．1 区域NDVI变化驱动力因子分析

4．2．2 区域NDVI变化对气候变化的响应

4．2．3 人为因素对区域NDVI影响强度时序分析

4．3 社会经济发展对南方红壤区NDVI变化影响

4．3．1 多元指标聚类分区

4．3．2 社会发展条件下NDVI变化特征

5 结论与展望

5．1 结论

5．2 不足与展望

参考文献

致谢