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NDVI时空变化及其与牛羊肉产量关系分析

李舒婷  
【摘要】:作为陆地生态系统重要组成部分的植被,有调节气候、维持生物多样性、和水土保持等多种重要作用。温度、降水是植物生长、发育不可或缺的自然条件,植物的生长环境随着气候的变化而变化,由于生长环境的改变也会对植物的生长状况造成影响,因此气候变化是植被活动的重要影响因素。植被指数不仅表征了地表植被的结构信息,还反映了地表植被的功能信息,该指数广泛应用于大尺度生态遥感。内蒙古自治区隶属于蒙古高原,研究区的物产丰富,区内草地面积辽阔,位于我国五大牧区首位,一直以来,畜牧业都是当地的特色产业。全区降水和温度从南到北按梯度变化,研究区植被变化对气候变化产生显著响应。因此本文研究了内蒙古自治区近10年植被NDVI的空间分布和变化情况,并分析了降水和温度对当地植被NDVI的影响,在此基础上从不同的空间和时间尺度上,讨论了研究区草地NDVI和牛羊肉产量的相关关系,可以进一步发现内蒙古自治区植被NDVI对气候因素变化的响应情况,并得出NDVI变化对牛羊肉产量的影响,有利于推动我国牛羊肉产业的健康发展。本研究利用2006–2015年的MODIS NDVI数据和同期气象数据,基于遥感和地信相关技术,运用SLOPE分析、相关分析、以及对比分析法,分别从年际、月际尺度上分析近10年内蒙古自治区林地、草地、耕地和其他用地NDVI的空间分布、变化情况及其对气候变化的响应特征。并在此基础上,分别从空间和时间尺度上探讨了研究区草地NDVI与牛羊肉产量空间分布的相关关系,得出结果表明:(1)内蒙古自治区的NDVI存在明显的地域性差异,总体呈现出由东到西递减的特征。NDVI随着研究区地类的变化而变化,其中林地的植被NDVI最高,其次是耕地、草地,其他用地的最低。2006—2015年,内蒙古自治区NDVI整体呈上升趋势,其中增加速率由大到小依次为:耕地、草地、林地、其他用地。(2)近10年来,内蒙古自治区年总降水量逐渐升高,且呈现出极显著的上升趋势(r=0.60,P≤0.01);年均温总体变化不明显(P0.05)。整体来看,近年来内蒙古自治区呈现降水增多的趋势。(3)年际尺度上,内蒙古自治区NDVI与降水的相关性高于温度;月际尺度上,年内植被NDVI变化与降水和温度的相关性均较高,草地和耕地地区NDVI对降水和温度的响应均存在时滞效应,而林地和其他用地仅对温度的响应有一定的时滞性(4)内蒙古自治区的羊肉产量高于牛肉产量,虽然具体空间分布特征不完全一致,但仍存在一定的相似性:中东部的牛羊肉产量均高于研究区平均水平,而西南部的牛羊肉产量远远低于研究区平均水平。整体而言,2006~2015年期间,内蒙古自治区牛肉产量不断增加,且呈现增加趋势十分显著(r=0.89,P≤0.05);内蒙古自治区羊肉产量也在逐年攀升,同样呈现出极显著的增加趋势(r=0.92,P≤0.05)。整体而言,近10年内蒙古自治区的牛羊肉产量均在不断上升,且上升趋势明显。(5)空间尺度上,各区草地占比面积越高,其牛、羊肉产量数据和NDVI的相关性也越高,并且与地区草地栅格NDVI总值的相关性高于与NDVI平均值的相关性;这表明,草场生产力不仅与草地质量有关,还与草地面积有直接的相关。草地质量越好、面积越大,草地总体生产力也越高,从而牛羊肉产量也越高。除此之外,地区草地栅格NDVI总值与羊肉产量的相关性高于与牛肉产量的相关性。时间尺度上分析表明,近10年各区县旗NDVI与牛、羊肉的产量的相关系数均不高。


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