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基于MODIS影像的山西省植被指数时空分布及其影响因素分析

齐丹宁  
【摘要】:作为全球生态系统的重要组成部分,植被不仅在土壤养分流失、风沙活动、水文侵蚀以及物质运移中起着关键性作用,而且还在环境中作为敏感指标充当指示器。植被指数作为生态环境指示因子,能够表明生态环境变化趋势。山西省煤炭资源储量丰富,长期的煤炭开发利用造成了地表植被退化等生态环境问题。结合目前研究进展以及现实需要,了解山西省植被时空变化规律以及影响因素分析能为政府以及生态环境部门进行生态环境相关决策提供理论依据,因而具有重要意义。本文首先以山西省为研究区,利用2001-2020年MODIS13Q1数据经过预处理得到归一化植被指数(Normalized difference Vegetation Index,NDVI)与增强型植被指数(Enhanced Vegetation Index,EVI)两种植被指数遥感影像,通过逐像元线性回归分析法分析山西省年际、季际、月际三个尺度上的两种植被指数的时空分布规律;结合气温、降水等气象因子,以及海拔高度、坡度、坡向等地形因子,分析植被指数与气象因子以及地形因子相关性。最后,以西山煤田为例,通过设立生态校验区,对各区域的植被指数通过分区分级对比分析,探究矿区植被指数受采矿活动影响程度。研究表明:(1)2001-2020年山西省植被指数总体处于增加态势,从空间上来看,除了北部、西部之外,其余地区的植被指数均比较高。吕梁山脉和太行山脉的山地地区植被指数较高,中间盆地地区植被指数相对较低;从年际变化来看,植被年增长率为0.005/a,整体处于增加趋势;从季节性变化来看,植被指数夏季数值最大,秋季次之,春季相对夏秋两季数值较小,冬季最小;从月际变化来看,植被指数生长规律呈现一定的物候特征,最大值在8月份,最小值则出现在1月份。(2)植被指数变化受气温、降水两个气象因子共同影响,但是总体来说与降水的相关性更大;山西省植被指数随着海拔高度的增加呈现增加趋势,在高程为2111-3054m范围内植被指数值达到最高;在坡度为45°~79°地区,植被指数最大;同时植被指数随坡向变化并不明显。(3)2001-2020年西山煤田与校验区的植被指数均呈现增加趋势,并且研究区与矿区越远,植被指数增大越明显;西山煤田植被增长率为16.77%,校验区为22.30%。西山煤田相对于自然生态条件下植被增长率为-5.53%;矿区及周边生态环境受采矿扰动因素影响大小与且距矿区之间的距离有关,一般距离越远,植被指数越大,稳定性越强,受影响越小。


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