基于Mann-Kendall贵州省归一化植被指数趋势分析

1、    基于mann-kendall贵州省归一化植被指数趋势分析    【摘 要】 利用 20002018年的的mod13a1产品数据，引入mann-kendall趋势分析方法，分析了贵州省近19年的植被变化趋势。结果表明，贵州省平均ndvi呈波动增加趋势，表现为东高西低、北高南低、中部地区植被覆盖最差的空间异质性分布，其中增长型区域面积占比72.3536%，衰减型区域占比为27.6464%。【关键词】 mann-kendall 归一化植被指数 趋势分析植被覆盖度是判断土壤侵蚀模数、固持土壤等的重要指标。卫星遥感技术是当前最重要的观测植被变化方式之一，其

2、中归一化植被指数则是其重要的参数。目前对区域性ndvi的研究相对较少，且分析方法多采用主成分分析、傅里叶小波分析、r/s法，而mann-kendall趋势分析相对较少。本文以modis mod13a1产品数据为数据源，利用mann-kendall分析法对贵州省ndvi变化趋势进行分析。1.研究区概况贵州省位于中国西南部，介于东经103°36'109°35'、北纬24°37'29°13'之间，地势呈西高东低，幅员面积达176167km2。贵州省植被资源丰富，常见植被类型为常绿阔叶林、寒温性针叶林、山地季雨林、暖性针叶林等，属

3、于亚热带湿润季风气候，全省年均气温1518，年降水量为9001500mm，气候复杂多样。山地和丘陵占全省面积92%以上，省内北部大娄山由西向东贯穿整个北部地区，东北部武陵山从湘蜿蜒至黔，西部乌蒙山高耸，中南部苗岭横亘。2.数据及方法2.1数据来源及处理。ndvi数据为modis 20002018年的mod13a1产品，空间分辨率500m×500m，时间分辨率16d，为反映贵州省地表植被覆盖特征，选取植被生长季（6月8月）的ndvi数据，利用modis mrt处理工具对数据进行处理，采用最大值合成法（mvc）1获取生长季逐月ndvi数据，最后计算逐年生长季ndvi均值。2.2研究方法。

4、2.2.1 theil-sen median 趋势分析耦合mann-kendall 检验。在植被时序趋势分析中，theil-sen median 趋势分析耦合mann-kendall检验方法对数据误差具有较强的抗扰性，结果较为精确，可行性较高，用以判断长时间序列数据的趋势2。其中，theil-sen median趋势分析用于量化ndvi的变化趋势，计算公式为：式中，1<j<i0，则ndvi时间序列呈上升趋势;反之，则呈下降趋势。mann-kendall非参数检验方法经常用于进行突变检验，不受少数异常值的干扰，在气象、气候、水文等时间序列的分析中得到了较为广泛的应用3。mann-ke

5、ndall计算过程为：式中，sign为符号函数，ndvik与ndvii为时序数据集合，n为集合长度。在a显著性水平下，|zc|>u1-a/2时，时间序列在a水平上变化趋势显著;zc>0，变化趋势上升，当zc<0，变化趋势为下降。3.结果与分析3.1平均ndvi分布。整体来看，研究区平均ndvi呈增加趋势，表现为东高西低、北高南低的空间异质性分布。具体来看，贵州省植被覆盖从东北向西南方向逐渐递减，这主要与该区域降雨的空间分布有关。植被覆盖较好的区域（ndvi>0.65），主要分布在赤水县、正安县及其周边区域，在赤水市的植被覆盖也较好，植被覆盖较差的区域（ndvi处于0.0

6、650.400）主要分布在贵州省中部，包括安顺县、平坝县、贵阳市等区县。3.2 ndvi变化趋势。本次研究取0.05置信水平，即以|zc|等于1.96为临界阈值，界定变化趋势的显著与非显著性，|zc|大于1.96表示置信水平小于0.05，变化趋势显著;|zc|小于1.96 表示置信水平大于 0.05，变化趋势不显著。将贵州省植被变化趋势划分为4个等级，其中统计量zc小于-1.96区域表示植被明显衰减，统计量zc大于1.96的区域表示植被明显增強，统计量zc大于-1.96小于0的区域为植被无明显衰减，统计量zc大于0且小于1.96的区域为植被无明显增强。统计表明，2000年到2018年贵州省植被

7、整体以增长为主，其中增长型区域面积占比72.3536%，衰减型区域占比为27.6464%。从衰减和增长的程度来看，近19a来贵州省植被覆盖明显增强的区域为13.1762%，主要分布在毕节市西南部及东北部、遵义市北部、黔南州南部等地区，明显衰减的区域仅1.4617%，主要分布在遵义市、贵阳市中部，其余大部分衰减或增长的趋势并不显著，表明贵州省植被覆盖整体趋于良好，但仍有部分区域植被覆盖逐渐减少、退化，这主要受研究区的自然灾害、人类活动等因素的影响。4.结论本文基于mod13a1的ndvi数据，采用theil-sen median 趋势分析耦合mann-kendall 检验方法分析了贵州省2000

8、年2018年ndvi变化趋势，得到以下结论：（1）贵州省2000年2018年平均植被ndvi在整体上呈波动增加趋势，全省ndvi值在在0.0650.818之间，空间异质性较为明显，表现为东高西低、北高南低、中部地区植被覆盖最差。年平均ndvi值从2000年的0.609增加到2018年的0.622，整体上全省的植被覆盖有所改善，该研究结果与郑有飞等对贵州省植被覆盖的变化趋势分析相符合。（2）从空间上看，研究区植被覆盖呈现明显的空间差异性，统计结果表明，2000年到2018年贵州省植被整体以增长为主，增长型与衰减型分别占比72.3536%、27.6464%。明显增强区域主要分布在毕节市西南部及东北

9、部、遵义市北部、黔南州南部等地区;明显衰减区域主要分布在遵义市、贵阳市中部。【参考文献】1 周锡饮，师华定，王秀茹.气候变化和人类活动对蒙古高原植被覆盖变化的影响（j）.干旱研究2014，31（4）：604-610.2 jiang w g， yuan l h， wang w j， cao r， zhang y f， shen w m. spatio-temporal analysis of vegetation variation in the yellow river basin.ecological indicators，2015，51：117-126.3 yues，pilon p，cavadias g.power of the man-