珠三角植被NDVI变化及其驱动因素研究文献综述

 2022-02-21 08:02

文献综述

  1. 国内研究现状

人类已通过各种手段长期对植物进行观测,随着研究目的和对象尺度的不同以及新型观测技术的不断出现,研究者们从最初采用人工记录、相机拍摄等直接观测方式,到如今采用温度观测、地面通量观测、近地面遥感资料、卫星遥感影像等间接观测方式来进行观测[1] 。其中,卫星遥感是当前学者使用最多的观测方式,通过与植被特性相关的光合辐射波段和近红外波段的反射率,可以计算出归一化差值植被指数(NDVI)和增强植被指数(EVI)等表征植被生长和物候变化的重要参数,并且全天候的全球尺度检测能获得大范围的动态数据,为植被状况研究提供了较为精确且有效的数据[2]

我国学者通过收集特点地区的动态植被数据,结合多种统计方法及分析方法,对研究区的植被生长状况进行了评估,为当地的现代化发展及绿色维护政策提供了有效建议。高志强等选取中国区域的CD-ROM1994年全球8km分辨率的AVHRR栅格数据,在与全球区域环境变化中具有代表性的地区和时间序列上的比较,得出中国植被指数受植被覆盖类型、降水、气温三个主导因子的影响与控制,但三者的主导地位受时间和地域的影响而不同的结论[3]

李辉霞等基于三江源地区数据,发现气候变化是影响植被生长的决定性因素,但人类活动也可以在短期内加速植被变化的速率[4] ;李晓兵等对不同植被类型的NDVI动态变化与同期的气温、降水变化的关系进行了分析,发现人类活动对于当地的植被生长状况会产生重大的影响[5] ;殷崎栋等基于20年陕西省的时间序列数据,分析了NDVI的时空变化规律并采用TSS-RESTREND算法剥离了气候要素对植被NDVI的影响,得出在只考虑降水的影响下,人类活动对植被变化的影响巨大的结论[6]

何月等以浙江省作为研究区,通过分析NDVI年际变化以及其对于气候的响应得出植被覆盖是气候、地貌、土壤和人类活动长期相互作用的结果[7] 李元春等以甘南和川西北地区作为研究区,分析了气象因素和人类活动对草地NDVI变化的影响,结果表明人类活动在不同的时间对于草地NDVI变化呈现不同的驱动方向[8];周岩等构建人类活动干扰指数发现西双版纳地区的NDVI与人类活动相关性较大,MGDI与人类活动相关性不大[9]

白旭阳等对新疆玛纳斯河流域的NDVI进行研究,结果表明该研究区的NDVI受气候变化和人类活动的影响相当[10],而轩俊伟等的研究结果表明该研究区的NDVI主要受人类活动影响,气象是次要因素[11],两者的结论存在差异;董镱等发现黄土高原地区NDVI受人类活动的双重影响[12],这与刘旻霞[13]的结论相一致;宋立旺等对浙江省的NDVI进行研究,发现环境保护政策对于人类有害活动有补偿作用[14];张江等对青藏高原的NDVI的研究,表明气候因子主导该研究区NDVI的变化,放牧强度的提高会导致NDVI的减少[15]

赵倩倩等发现NDVI变化的主要驱动因素在中国范围内存在明显的区域性差异,同时人类活动也是不可忽视的因素之一[16]

包括但不限于以上学者对于国内各个地域的植被覆盖状况以及影响其变化的驱动因素进行了系统性的分析,其中主要的驱动因素包括气温、降水、人类活动等,而在不同的时间以及不同的区域上述驱动因素对于NDVI变化的影响方向或者强度都可能存在不同,因此针对不同时间的特定区域的植被覆盖状况研究不可直接套用其他区域的研究成果,排除外部因素对分析结果的准确性带来的影响。

珠江三角洲位于广东省中南部,是我国经济最为发达的地区之一。常年的经济发展伴随的频繁人类活动对当地的自然状况产生了重大影响,我国包括但不限于以下学者对于影响珠三角地区的植被覆盖状况的驱动因素作了多方面研究:何全军利用趋势分析方法和空间自相关分析方法对珠三角地区NDVI的时间变化趋势和空间格局特征进行了研究,发现珠三角地区NDVI具有高空间集聚特性,并且受气温、降水和日照的影响明显[17] 王柳等利用统计学方法计算了Moranrsquo;s 1系数和半变异子函数,结果表明珠三角地区植被NDVI年均值呈升-降-升的波动增长过程,这与何全军的研究结果一致。另外,研究结果还表明相比于随机因子导致的空间变异,结构性因子在珠三角地表植被空间异质性中占绝对控制地位,快速城镇化对于生态环境的影响不可忽视[18]。上述研究表明气候变化和人类活动对于NDVI变化存在重要影响,但尚未结合时间段内具体的人类活动进行分析。如果能将NDVI变化趋势与对应时间段内发生的重大人类活动结合分析,就能从改变具体人类活动角度出发,采取措施改善当地生态状况,保证经济的可持续发展。

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