基于长时间序列NDVI数据的西北干旱区草地植被退化格局及其人为影响研究

利用1981-2008 年GIMMS/AVHRR NDVI 和SPOT/VEGETATION NDVI 序列数据、同期气候数据以及社会经济统计数据等,从草地植被与气候条件的响应关系入手，采用遥感和GIS 技术分析草地植被的时空格局及其气候响应机制；构建草地植被-气候响应的基准模型，评价基于长时期时间序列的遥感数据和气象观测资料分析基础上的草地植被的退化格局和模拟退化发展趋势；采用多元线性回归和地统计分析以及典型相关分析,识别植被动态变化的主要驱动因子，引入STIRPAT 模型分析草地植被退化的影响因素；建立草地植被对气候变化和人为因素的响应模型，定量分析自然因素与人为因素在草地植被退化过程中的相对作用。 .以长时间序列遥感资料作为重要的数据源，地理信息系统作为高效的空数据处理工具， 对草地植被生态系统进行数据采集与处理、信息分析与解释建模与预测，为区域社会、经济的可持续发展。

以干旱生态系统变化与区域响应为出发点，选择新疆地区的地表植被为研究对象，以GIMMS NDVI为主要数据源，采用线性回归和相关系数趋势检验法、重心理论模型、地统计方法分析了植被的时空格局和演变趋势。结合气候、社会经济统计数据，从自然环境、社会经济发展、科技进步等不同视角，系统研究植被变化的驱动力。采用距平分析和线性趋势分析、相关分析、时滞分析等方法，分析过去近30a气候变化总体特征及其气候变化的响应关系。利用地理探测器模型，分析了评价了地理位置、气候条件、地形地貌、土壤条件、水文条件和人类的社会经济活动会对植被变化的相对影响。.研究表明：从80年代至今，新疆地区植被总量一直处于增长态势，夏季和秋季是植被上升最快的时期。植被的整体分布格局呈现由西北向东南递减的趋势。植被重心一直在北疆区域、伊犁哈萨克自治州新源县和巴州的和静县境内移动，重心在东北、西北、西南、东南各个方向上都有移动，但其变动状况主要集中在东北方向，植被移动幅度一直处于“增大——减小”交替进行之中。植被空间分布在全局范围内呈现正的相关性，不同方向的植被分布具有相异的空间格局，随机性因子的影响较弱，结构性因子的影响占据绝对控制地位。空间分布东西和东北-西南方向上呈现较大的、正的空间自相关，在南北和西北-东西南方向上则呈现负的空间自相关。过去近30a，虽然在部分地区植被呈现恶化态势，但是在更大的范围上植被覆盖状况还是在不断改善的。植被主要是经济发展水平、人们的生活水平和气候因素的正向作用以及畜牧业发展的逆向作用综合因素影响的结果。植被与气温和降水均有较好的相关性，植被对气候因子的响应存在空间差异。不同类型植被与同期的温度、降水均具有高度的相关性，但不同类型植被对温度与降水的响应类型有所不同。各类型植被对同期气温的相关程度均好于降水。植被对气温和降水变化的响应都存在一定时间段的滞后效应，降水一般以时滞两个月为主，气温一般以时滞一个月为主；植被对前期降水和对同期气温的响应程度较为明显。不同气候区域的植被以及不同类型的植被对气候因子在响应程度和响应时效方面也表现出鲜明的分异规律。降水、土壤、植被、气温、日照、人均GDP、农机总动力、有效灌溉面积、粮食总产量、农村居民人均纯收入、畜牧业总产值、人口密度、风速和年末大牲畜头数对植被影响较大，其余因子的影响作用较小。植被变化是诸多驱动力相互作用的结果，交互作用更是大大加强