摘要:
研究选取NDVI(Normalized Difference Vegetation Index,归一化植被指数)作为遥感数据源,将其处理为西安市NDVI植被指数时间序列数据集;利用MVC(Maximum Valuecompos,最大合成法)对数据集进行整理,合成年、季、月植被指数.利用统计法分析年、季、月NDVI的时间序列变化特征;获取与NDVI时间序列相匹配的气温、降水量数据,分析其趋势变化;对季NDVI和平均气温、降水量进行标准化处理,探讨数据之间的耦合关系;研究四季及植被最旺盛月(8月)NDVI与气候因子的相关性.结果表明:(1)NDVI变化特征:①近10年西安市年均NDVI在0.2378-0.2525之间波动,变化阶段为:缓慢增长期(2003-2004年、2008-2009年),迅速增长期(2005-2007年、2010-2012年),缓慢下降期(2004-2005年、2007-2008年),迅速下降期(2009-2010年).②近10年西安市NDVI呈上升趋势,年均NDVI的线性倾向率为0.001/a,作为本地自然生态环境的标志,说明西安市把握住了生态环保与城市建设的主要方向,在城市化发展、人类活动对生态环境影响加剧的同时,确保了植被覆盖不受影响,有增无减.③从季变化来看,夏季植被覆盖最好,冬季最差.10年间西安市四季平均NDVI中,春、夏、秋三季呈上升趋势,冬季趋势平稳;春季为NDVI增加做了最大的贡献,增加量为0.004/a;其次为秋季,增加量为0.002/a;夏季增加量为0.001/a,冬季基本维持不变.④春季2003-2004年显著上升,2004-2011年基本持平,2011-2012年有一小幅上升,2012年达最大值(0.2166);夏季NDVI上升较为缓慢,2012年仍为最好(0.2525);秋季虽也呈上升趋势,但波动较大,植被覆盖较好的年份为2003、2008、2010、2012年,2012年达到最大值(O.2265),植被覆盖最差的年份为2006年(0.1485);冬季趋势平稳,植被覆盖较好的年份为2003、2011年,2011年达到最大值(0.1148),植被覆盖最差的年份为2012年(0.0939).(2)NDVI与气候因子的关系:①10年来西安市年降水量呈递减趋势,气温基本持平,从自然属性来看,这种变化不利于自然植被的良好发育和演替.②春、夏、秋三季气温基本持平,冬季气温下降趋势明显;春季降水量呈缓慢上升趋势,夏、秋季降水量呈缓慢下降趋势,冬季降水量下降趋势明显.年降水量主要集中在夏季和秋季,雨热同期的气候特点满足了植被生长发育的需求.③西安市四季平均气温和降水量变化趋势一致,属于雨热同期;降水年内分配不均匀,主要集中在夏季;NDVI变化与气温、降水量变化的趋势相近,其极值点(波峰和波谷)的出现时间与气温和降水的极值出现时间基本对应.④春季NDVI与春季气温和降水、冬季气温相关性不显著,与冬季的降水负相关明显,但冬季降水理论应有利于春季植被生长,故考虑此现象可能和西安年降水的季变化特征有关(当冬季降水偏多时,次年春季降水偏少),从而不利于春季植被的生长,但此方面还待进一步分析研究;夏季NDVI与夏季气温和春季降水呈正相关,说明春季降水对夏季植被生长有一定的时滞作用;秋季NDVI与同期及夏季气温呈明显负相关、降水呈正相关,说明夏季及秋季高温不利于秋季植被生长,而两季多雨利于秋季植被生长;冬季NDVI与秋季降水呈明显正相关,说明秋季降水对冬季植被生长有利.各季NDVI与上季气温成负相关,说明城市热岛对植被覆盖有一定的阻碍所用,同时森林保护、退耕还林、城区绿化等人类活动,均对植被覆盖的提高与质量改善有重要的作用.⑤选取了每年植被最好的8月NDVI作为数据源来分析月NDVI与气温和降水的相关性,分析表明:NDVI与同期气温的相关系数最高,与同期和前一月气温的均值相关系数较好,其次是同期和前两个月的均值相关系数;当不考虑降水量的累积效应,只考虑滞后效应时,7月降水与8月NDVI关系最好,6月和8月均为负相关;当考虑降水的累积效应时,相关性均不是很好,故NDVI与降水之间的滞后关系为一个月.