【《某地区植被覆盖时间和空间变化分析案例》2300字】

某地区植被覆盖时间和空间变化分析案例1.1研究区植被覆盖时间变化特征通过ArcGIS的空间统计功能，将研究区植被覆盖NDVI的22个年份栅格数据进行区域分析，汇总其最小值min，最大值max，以及平均值mean的数值，结果保留三位小数，可得到表3-1，根据表格数据绘制折线图进行展示。表3-1陕西省三北防护林工程区1995-2019年NDVI汇总数据表年份最小值最大值平均值19950.0800.8680.55319990.0160.9040.49520000.0600.8720.51320010.0600.9000.53720020.0920.8880.55520030.0880.9200.57920040.0840.9200.58920050.0760.9200.58220060.0760.9200.60220070.0920.9200.61820080.0960.9200.63920090.1000.9200.62720100.1000.9200.62620110.0640.9200.61620120.0520.9200.66920130.0760.9200.685201400.9200.681201500.9200.64020160.0040.900.66820170.0440.9200.68820180.0880.9200.70220190.0280.9200.675图3-1研究区NDVI变化趋势如图3-1中的预测曲线，基于研究区1995-2019年的年均NDVI栅格数据通过ArcGIS区域分析得出研究区时序内NDVI数据汇总表，利用一元线性回归分析法在Excel表格分析得到NDVI年均值的线性变化趋势（线性Y），预测曲线是基于线性趋势线用来预测未来研究区年均值NDVI的变化趋势。从图中可以看出研究区1995年至2019年的25年，植被覆盖NDVI区域平均值呈现出上升趋势，年均值线性变化趋势为0.081/10a。据数据，在2010年时研究区的植被覆盖达到22年间年均最大值0.702，远远高于1999年时的年均最小值0.495，在波动增长的变化中，1999年、2011年、2015年这三个年份出现了相对的波动底谷，但仍具有很高的水平。1.2研究区植被覆盖空间变化特征通过ArcGIS的空间统计功能，将研究区植被覆盖NDVI的22个年份栅格数据进行区域分析，汇总其两个区域（关中地区和陕北地区）三北防护林工程区的最小值min，最大值max，以及平均值mean的数值，结果保留三位小数，可得到表3-2。表3-2陕西省三北防护林工程区1995-2019年NDVI汇总数据表年份最小值最大值平均值关中陕北关中陕北关中陕北19950.1520.0800.8680.8080.68070.464219990.1320.0160.9040.8400.67010.373420000.1760.0600.8720.8400.66210.410120010.1520.0600.9000.8400.66870.445720020.1560.0920.8880.8440.67230.473020030.1400.0880.9200.9000.71510.484220040.1600.0840.9200.9120.71580.500320050.1360.0760.9200.8800.70750.495220060.1680.0760.9200.9200.72170.519320070.1560.0920.9200.9200.75560.522420080.1240.0960.9200.8960.76130.553820090.1640.1000.9200.8880.72820.556320100.1720.1000.9200.9120.73750.549120110.1280.0640.9200.9040.71880.544820120.1720.0520.9200.9200.74750.614120130.2000.0760.9200.8920.76940.627220140.10000.9200.9200.77420.617120150.14000.9200.9000.77540.546020160.0960.0040.9000.9000.75560.607120170.1160.0440.9200.9000.76670.633020180.1320.0880.9200.9200.76790.656520190.1000.0280.9200.9000.75930.6159图3-2研究区区域年均NDVI值研究区植被NDVI年均值分布特征呈现出明显的区域差异如图3-2，可以看出研究区的空间植被覆盖总体表现为特征为：关中三北防护林区＞陕西省三北防护林区＞陕北三北防护林区。其中关中地区的NDVI年均值数值一直处于陕北地区的上方，并且关中地区的NDVI值最高，基本上年均值分布在0.7以上；而陕北地区的NDVI值最低，主要的年均值NDVI分布于0.5以下，很直接反映出两个地区植被覆盖的差异。图3-3研究区区域内年均NDVI最大值变化折线图我们都知道植被NDVI值主要分布在[0，1],由于是区域最大值，所以数值都是接近于1的，从图3-3可以看出：关中三北防护林区的年均NDVI最大值一直是大于等于陕北关中三北防护林区的年均NDVI最大值的，而且大部分年份都达到最大值0.92，通过年均值NDVI最大值的变化也可以看出陕西省三北防护林工程区的空间差异。图3-4研究区区域内年均NDVI最小值变化折线图上图3-4明显看出：陕西省三北防护林工程区植被覆盖NDV1区域最小值在保持波动上升的同时，其波动性变化要相比最大值和均值更复杂，主要在[0，0.2]之间波动。年均值NDVI最小值比最大值的变化更加明显的展示出关中与陕北的空间差异，关中三北防护林区年均值NDVI最小值的折线图一直处于陕北三北防护林NDVI最小值的折线图上方。1.3研究区不同时期植被NDVI时空变化特征以三北防护林工程建设期限为分时段依据，对陕西省三北防护林工程区不同时期植被NDVI时空变化进行分析。图3-5分别为研究区1995-1999年、2000-2009年、2010-2019年、1995-2019年的植被覆盖变化趋势。表3-3陕西省三北防护林工程区NDVI变化统计表等级1995-1999年2000-2009年2010-2019年1995-2019年变化等级面积/km²比例/%面积/km²比例/%面积/km²比例/%面积/km²比例/%＜-0.015显著减少12560.932590.1916321.212760.20-0.015～-0.005轻度减少1727912.778960.6681646.0327102.00-0.005～0.005基本不变9435469.711639812.124528833.462641519.520.005～0.015轻度增加1956914.466709649.576432647.539022166.66＞0.015显著增加28832.135069437.461593311.771572111.62从表3-3和图3-5可以看出，研究区植被覆盖呈现出不断上升地趋势。1995-1999年、2000-2009年、2010-2019年植被覆盖增加的面积分别为（显著和轻度增加）22452km²、117790km²和80259km²，分别占研究区总面积的16.59%、87.03%和59.30%，主要分布在关中平原区、渭北高原区等，其植被覆盖增加的原因可能是近些年气候变暖、降水增多有利于植物生长恢复；1995-1999年、2000-2009年、2010-2019年植被覆盖减少的面积分别为（显著和轻度减少）18535km²，1155km²和9796km²，占了研究区面积的13.69%、0.85%和7.24%，主要分布西安市区周边、长城沿线风沙区、黄土丘陵沟壑区等，通过对比陕西省近20年的土地利用情况：建设用地由2002年0.78km²增加到2018年的1.4km²，可见城市化进程加快是导致这些地区植被减少的主要原因，其次可能受到地区内降水量少且分配不均的影响。abcd图3-5研究区植被NDVI变化空间分布图（a:1995～1999年；b:2000～2009年；c:1995～1999年；d:1995～2019年；）1.4研究区植被覆盖变化度的时空分布特征通过计算1995-1999年、2000-2009年、2010-2019年、1995-2019年4个时间段的平均植被覆盖度（表3-4），并采用等间距重分类为5级，即按照覆盖度VFC的大小进行分级，以VFC≤20%为极低覆盖度，20%＜VFC≤40%为低覆盖度，40%＜VFC≤60%为中覆盖度，60%＜VFC≤80%为高覆盖度，VFC＞80%为极高覆盖度，来反映近22年来研究区植被覆盖状况（图3-6）。表3-4陕西省三北防护林工程区各区域的平均植被覆盖度变化情况地区1995-1999年（%）2000-2009年（%）2010-2019年（%）1995-2019年（%）22年变化值（%）陕西三北防护林区57.1361.2969.7264.7212.59关中三北防护林区75.4777.1181.2778.975.79陕北三北防护林区44.4150.3361.7154.8417.301995-1999年研究区的平均植被覆盖度57.13%，2000-2009年是61.29%，2010-2019年是69.72%，整体上升了12.59%。其中陕北三北防护林区植被覆盖度偏低，一半的面积为低覆盖度类型，总体植被覆盖度上升了17.30%，虽然陕北地区整体的植被覆盖度偏低但是其植被覆盖度的增加是较高的；关中地区植被覆盖度偏高，大部