青海省天然草地NDVI的时空化与气温和降水的关系分析

摘要

青海省是我国五大牧区之一，拥有3417万公顷的天然草地，其占全省土地面积的49.3％，它不仅是青海畜牧业经济发展的物质基础，而且在区域生态平衡、孕育少数民族文化等方面起着重大的作用。 本研究利用1982～2003年NOAA/AVHRR的NDVI植被指数数据序列，青海省草地类型图，1982～2003年青海省气象台站的月气温、降水资料和青海省DEM，在遥感和地理信息系统等软件的支持下，在分析青海省天然草地及不同草地类型NDVI的季节变化和年际间变化特征的基础上，将22年来草地平均NDVI、气温和降水的空间分布做了趋势分析，并通过NDVI与气温和降水的相关分析，得出了以下一些主要结论： (1)各种类型天然草地，每年5月份开始NDVI值迅速增加，到7月下半月或8月上半月达到最大值，然后开始下降，到11月上半月又回到5月份的水平，这与青海省天然牧草的返青和枯黄季节相对应。 (2)尽管各类草地NDVI在年内和年际间的变化特征不尽相同，但他们在年内和年际间的变化趋势是一致的，高寒草甸类草地的NDVI>山地干草原类草地的NDVI>平原草甸类NDVI>高寒干草原类NDVI>山地荒漠类草地的NDVL而且90年代波动比80年代明显。 (3)月平均NDVI值和月平均气温及降水的相关系数高达0.82和0.89，通过了99％和99.9％的显著性水平检验。其中，高寒草甸类与气温和降水的相关系数最高，其它依次是山地干草原类、高寒干草原类、山地荒漠类和平原草甸类。 (4)全省天然草地平均NDVI值一般在0.075～0.413之间变化。在1982～2003年间平均NDVI以0.0005/a的速度上升(通过95％的显著性检验)，但从空间分布来看NDVI的上升区域和下降区域并存。而且上升幅度远大于下降幅度。最大上升幅度达0.105/22a，最大下降幅度为0.068/22a。NDVI的空间演变结果表明有4个地区NDVI略呈下降：①玉树州的沱沱河、杂多、治多和玉树县的南部地区；②果洛州的达日南部地区；③在青海湖南部的共和，兴海，贵南三县的交界处(即龙羊峡库区周围)；④祁连山地区。 (5)从气温和降水的趋势分析来看，全省气温以0.018～0.145℃/a的速度全面上升，而降水以-5.32～2.01mm/a的速度变化(通过99.9％的显著性检验)，气温的上升幅度和降水的上升、下降幅度存在显著的地区差异性。总体来说，三江源地区和祁连山区气温本身较低的地方，气温的上升幅度也小，中西部地区气温较高的地方其上升幅度较大；而本身降水比较多的三江源地区降水的下降比本身降水较少的青海省北部地区略为明显。 (6)年平均NDVI与年平均气温总体上呈正相关，相关系数达0.59；与降水总体上呈负相关，相关系数为-0.25(不显著)。在空间分布上，NDVI与气温、NDVI与降水的正负相关区域并存。在全省气温以0.018～0.145℃/a的速度全面上升的情况下，在NDVI与气温的负相关区域内NDVI肯定是下降的，NDVI的趋势预测结果和空间演变结果都证明了这一点。另外在NDVI与气温的正相关区域内，NDVI值是否上升，还受气温和降水等气候要素的共同制约。 (7)从NDVI、气温和降水的趋势分析来看，气候的变化对不同的区域将会造成不同的影响。未来在祁连山地区和果洛的达日南部等降水变化不明显地区，气温升高有利于牧草的生长发育，NDVI上升会比较明显；而在龙羊峡库区周围降水相对来说减少比较明显，而气温继续升高，气候向暖干化方向发展，会造成NDVI的下降区域进一步扩大。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章前言

1.1研究草地资源变化的意义

1.2遥感技术方法在草地资源监测中的优势

1.3草地资源遥感监测的基本原理

1.4国内外的研究状况

1.4.1国外研究进展

1.4.2国内研究状况

1.5 NOAA/AVHRR数据的特点

第二章研究区域概况

2.1地理位置

2.2地形地貌

2.3气候特点

2.4草地资源

2.5气候与农牧业

第三章研究内容及方法

3.1数据来源

3.1.1 NDVI数据

3.1.2辅助的一些空间数据

3.1.3气候数据

3.2研究内容

3.2.1 1982～2003年NDVI、气温、降水的空间演变结果

3.2.2 NDVI、气温、降水的空间变化倾向率及检验

3.2.3青海省天然草地NDVI与气温和降水的相关分析及检验

3.2.4不同草地类型NDVI的变化特征

3.3技术方法

3.3.1资料预处理

3.3.2线型倾向估计方法

3.3.3相关系数及其检验方法

3.3.4气温、降水资料的空间插值

第四章NDVI的变化分析

4.1青海省天然草地NDVI时间序列的总体特征

4.2青海省天然草地及不同草地类型NDVI的季节变化特征

4.3青海省天然草地及不同草地类型NDVI年平均值变化特征

4.4青海省天然草地及不同草地类型NDVI年最大值变化特征

4.5年平均NDVI的空间演变结果

4.6年平均NDVI的空间变化倾向率及显著性检验

第五章气温的变化分析

5.1全省年平均气温的时间变化特征及空间分布

5.2 1982～2003年青海省年平均气温的空间演变结果

5.3年平均气温的空间变化倾向率及显著性检验

第六章降水的变化分析

6.1全省年平均降水的时间变化特征及空间分布

6.2 1982～2003年青海省年平均降水的空间演变结果

6.3年平均降水的空间变化倾向率及显著性检验

第七章NDVI与气温、降水的相关分析

7.1 NDVI与气温的相关分析

7.2 NDVI与降水的相关分析

7.3年、月平均NDVI与年、月平均气温和平均降水的关系分析

第八章结论

参考文献

致谢