基于NDVI的鄱阳湖植被演变研究

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鄱阳湖是我国最大的淡水湖泊,同时也是重要的天然湿地,承担着维系区域经济发展和维护生态稳定的重任。近年来人类活动与自然环境相互作用日益密切,鄱阳湖内生态环境产生一系列的变化,植被作为湖内生态系统的重要组成部分,认识鄱阳湖植被的变化规律,对湖区及流域生态环境保护和可持续发展具有重要意义。本文基于不同分辨率的遥感影像研究了鄱阳湖植被变化特征和演变情况,为鄱阳湖治理和保护提供科学可靠的参考依据。采用2001-2020年共920幅时间分辨率为8天的MODIS影像计算鄱阳湖的归一化植被指数(Normalized Difference Vegetation Index,NDVI),研究其时空间变化特征并通过Mann-Kendall检验法分析其年际和月序变化趋势及突变情况。结果表明,鄱阳湖区域NDVI春秋季偏高,夏冬季偏低,2010年年均NDVI在20年中最小,2011年急转至最大,此外且NDVI大小的空间分布与高程大致相同,NDVI值较大的区域主要为岛屿周边及湖岸地带,较小值分布在主航道及碟形湖内部。20年间NDVI总体呈增加趋势,其中2001-2003年变化不稳定,2004年后稳定增加,2010年和2012年为12个月份中常出现突变的年份。通过小波分析和相关性分析讨论鄱阳湖NDVI与气象因素存在的关系,结果表明NDVI存在多尺度变化周期,且与气温、水汽压和相对湿度时序数据均有相同的变化周期,同时在整个研究时域内,降雨量和相对湿度均与NDVI呈极显著负相关,不同季节内各气象因素的作用效果具有差异,春季和冬季气象因素对NDVI的作用强于夏季和秋季。为进一步分析鄱阳湖内不同区域植被演变情况,研究滩地在空间上的变化特征,根据滩地变化特征划分三个研究区域,基于Landsat系列影像提取不同区域的滩地植被并探讨其演变规律。湖区内滩地露出频率高低分布与NDVI基本一致,71.76%的区域滩地变化不显著,滩地频率显著增加的区域主要分布在湖区中部,显著减少的区域零星分布在北部湖区和碟形湖内,中部湖区和北部湖区滩地稳定性低,与变化显著的区域范围有较大重合。通过分析不同类别地物变化特征发现,植被演变主要受到水域变化和季节交替的影响,由于不同研究区域优势植被种群和生长特性不完全相同,植被生长变化过程受到水域和季节影响存在差异,同时人类采砂、养殖及调节蓄洪对滩地植被演变产生一定程度的影响。
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