湖北省地區植被覆蓋變化及其對氣候因子的響應

袁沫汐， 鄒 玲， 林愛文,*，朱弘紀

1 武漢大學資源與環境科學學院， 武漢 430079 2 地理信息系統教育部重點實驗室， 武漢 430079

?

湖北省地區植被覆蓋變化及其對氣候因子的響應

袁沫汐1,2， 鄒 玲1,2， 林愛文1,2,*，朱弘紀1,2

1 武漢大學資源與環境科學學院， 武漢 430079 2 地理信息系統教育部重點實驗室， 武漢 430079

歸一化植被指數(NDVI)作為一個重要的遙感參數，能夠準確地反映植被覆蓋程度和植被生長狀況、生物物理化學性質及生態系統參數的變化，其時序數據也已成為基于生物氣候特征開展大區域植被和土地覆蓋分類的基本手段。基于2001—2012年MODIS-NDVI數據，利用趨勢分析法以及線性相關分析等方法對湖北省植被年際變化趨勢、月變化趨勢進行詳細分析；并且研究該區植被覆蓋時空變化及其與氣溫和降水的關系。結果表明近12年來，研究區大部分區域植被覆蓋度良好，其中鄂西北及鄂南地區NDVI值較高為0.82，鄂中東部城市NDVI值較低為0.13；2001—2012年間年均NDVI整體呈增加趨勢，增速1%/10a；植被覆蓋度基本不變區域占研究區總面積的92.8%，大致符合我國中部地區植被覆蓋變化趨勢；分析NDVI與氣候因子的相關關系可知，降水量對湖北植被NDVI年變化起有重要影響；逐月NDVI與月平均氣溫及月降水量的回歸分析表明，降水和氣溫對生長季不同月份的植被NDVI影響明顯不同，同時呈現一定的滯后性。

歸一化植被指數；植被覆蓋變化；氣候變化；滯后性；湖北省

在全球變化中，植被扮演著陸地生態系統中最重要的角色。植被不僅參與全球物質與能量循環、調節全球氣候，同時在自然地理環境中起到“指示器”的作用[1]。植被覆蓋的變化導致了地表反照率、溫室氣體等地表與大氣特性的變化[2]，通過影響地氣系統的水分和能量收支從而影響區域氣候發生變化；氣候變化則會改變植被群落的組成、結構、影響植被的生物量，進而影響到植被覆蓋度的狀況[3]。目前國內外越來越關注植被對全球變化的響應與反饋機制，研究植被覆蓋與氣候的關系已成為全球變化研究的重要內容。歸一化植被指數(NDVI)是遙感影像的近紅外波段與紅外波段反射率的比值參數，它準確地反映植被的覆蓋程度、生長狀況以及光合作用的強度[4-5]，能在較大時空尺度上客觀反映研究區植被覆蓋信息[5-6]。因此，歸一化植被指數是目前研究植被變化最為常用的指標，成為當前研究生態變化的主要數據集。

近年來我國針對植被覆蓋變化及其對氣候響應的問題逐漸深入，不同區域進行研究得到的結論也有所差異。楊元合、樸世龍[7]利用NOAA/AVHRRNDVI數據研究近20年來的青藏高原草地植被覆蓋變化及其與氣候因子的關系，結果表明高寒草地夏季NDVI的增加是夏季溫度和春季降水共同作用的結果，溫性草原夏季NDVI變化與氣候因子并沒有表現出顯著的相關關系，高寒草地植被生長對氣候變化的響應存在滯后效應；杜靈通、田慶久[8]利用 SPOT-VGT NDVI數據計算寧夏近11年來的植被覆蓋度并對其變化特征進行了研究，并分析其與氣候因子之間的關系，結果顯示植被覆蓋度與氣溫和降水呈正相關關系；劉斌[9]等根據GIMMS-NDVI數據對華北地區植被覆蓋的時空變化特征進行分析，認為華北地區植被覆蓋變化與干燥度指數和氣溫有很好的相關性，但人類活動的作用遠大于氣候變化且兩者相對作用的大小在不同空間位置上表現不同；余振[10]等探究了中國東部南北樣帶不同時間尺度的氣候因子和植被活動變化特征，闡述12種具有代表性的植被類型對氣候因子的響應方式；廖建華[11]等以GIMMS-NDVI為基礎，結合氣候和人類活動數據，分析1982—2003年間長江上游植被覆蓋季節變化的空間分布，發現春季、夏季降雨與氣溫同步增加致使植被覆蓋增加，而秋冬季反之；崔林麗[12]等探討了近10年中國東部NDVI在全年、各個季節對氣溫和降水變化的旬時空響應特征，研究發現中國東部植被總體上對氣溫變化的響應大于降水，在空間上植被對氣溫變化的最大響應總體表現為北部和中部大于南部，對降水變化的最大響應表現為北部大于中部和南部。

湖北省處于中國地勢第二階梯向第三階梯的過渡地帶，位于長江中游地段，地形復雜多樣，生物資源豐富，對該地區植被覆蓋變化與氣候關系進行單元詳細研究對于林區保護、植被恢復、城市可持續發展有著重要意義。本文試圖利用2001—2012年MODIS遙感數據、20個氣象站點的氣溫和降水數據，采用線性趨勢分析、相關系數等方法，分析研究區歸一化植被指數的月變化和年際變化；從植被覆蓋度逐年變化特征、空間分布特征、時空統計特征3個方面，多角度分析湖北省近12年來植被覆蓋變化特征，并根據植被覆蓋度變化趨勢分析植被對氣候因子的響應程度。

1 研究區域地理特征

湖北省東連安徽，南鄰江西、湖南，西接重慶、陜西，河南為鄰，介于29°05′—30°20′N,108°30′—116°20′E之間[13]。地勢大致為東、西、北三面環山，中間低平，略呈向南敞開的不完整盆地。全省面積185090 km2，山地約占55%,丘陵24.5%,平原僅占20%[14]。該地區屬亞熱帶季風性濕潤氣候，光能充足，熱量豐富。無霜期長[15]，年平均氣溫15—17℃，降水充沛，雨熱同季，年降水量地域分布呈由南向北遞減趨勢，降水量分布有明顯的季節變化，一般是夏季最多，冬季最少，年均降水量在800—1600 mm之間。植被類型主要以亞熱帶常綠闊葉林、亞熱帶常綠闊葉落葉闊葉混交林為主[16]。

2 數據準備與研究方法

2.1 數據來源與預處理

遙感數據采用2001年1月至2012年12月Terra-MODIS13Q1 16d合成的產品數據，空間分辨率250 m，數據來源美國國家航空航天局(https://ladsweb.nascom.nasa.gov/)。數字高程數據(DEM)分辨率為30 m(圖1)，數據來源地理空間數據云平臺(http://www.gscloud.cn/)。使用ENVI軟件將下載的數據批處理進行格式和投影轉換，同時完成圖像的拼接和裁切。

氣象數據為2001—2012年湖北省地區20個氣象站點(圖1)的氣溫和降水數據，該數據來源于中國氣象科學數據共享服務平臺(http://www.escience.gov.cn/)。利用ArcGIS 10.0軟件對研究區20個氣象站點的年均氣溫和年降水量數據分別進行Kriging插值，得到湖北省地區2001—2012年間年均氣溫和年降水量。

圖1 研究區DEM及氣象站點位置Fig.1 Study area DEM and meteorological stationsof study area

2.2 研究方法

2.2.1 NDVI均值法

采用最大值合成法將各旬數據合成為月數據，并對12個月NDVI數據求平均值。得到的年均NDVI值可以較好的反映該年份地表植被覆蓋狀況，而且消除了不同地區季節變化對地表植被覆蓋變化的影響[17]。

2.2.2 NDVI趨勢分析

為了定量研究NDVI的變化趨勢，本文采用一元線性回歸分析的方法，該方法可以模擬每個柵格的變化趨勢，以單個像元時間變化特征反映整個空間變化規律，綜合反映區域時空格局演變[18]。對時間自變量和NDVI因變量數據，采用最小二乘法，計算數據集中所有像元的NDVI與時間的回歸斜率[19]。

Slope是像元NDVI回歸方程的斜率，若Slope>0，表示隨時間變化植被指數是增加的趨勢，并且數值越大植被覆蓋度增加越明顯；反之，若Slope<0則代表植被指數呈現下降的趨勢。

式中,i為年序號；n為年跨度，即12年；NDVIi為第i年最大化NDVI值。

2.2.3 相關分析

采用最小二乘法擬合NDVI和氣候要素隨時間的變化速率，即NDVI和氣候要素y隨時間t的線性回歸系數[20]。

計算兩個變量相關系數公式[21]如下：

2.2.4 統計分析

為探究NDVI與氣候因子之間的相互關系，利用統計分析軟件SPSS采用Pearson相關系數和偏相關系數對NDVI與各氣候因子進行相應的分析。

3 結果分析

3.1 湖北省NDVI時間變化

3.1.1 NDVI月變化

圖2 湖北省2001—2012年NDVI月變化 Fig.2 Monthly variation of NDVI in Hubei Province from 2001 to 2012

根據2001—2012年月平均MODIS/NDVI資料統計出NDVI平均值，圖2為湖北省近12年NDVI月平均值，明顯看出，隨月份變化NDVI值也隨之發生改變，8月NDVI值最高為0.80，1月NDVI值最低為0.43。2—8月全省NDVI呈明顯上升趨勢，主要是因為2月份開始鄂中部平原地帶種植棉花、水稻秧苗處于生長的階段、鄂北崗地的冬小麥和山區的油菜正處于生長時期[22-23]、鄂東、鄂西山地的樹木也抽枝發芽；至8月份，研究區內陽光充足、雨水豐沛植被處于生長旺盛階段[24]，各類植被均處于生長旺盛階段NDVI達到一年中最高值；9月份開始農作物逐漸成熟，大部分植被落葉，植被覆蓋減少，NDVI下降，至次年1月降到全年最低值。

3.1.2 NDVI年際變化

圖3 湖北省2001—2012年NDVI年均值曲線及其線性趨勢 Fig.3 Annual variation of NDVI and linear trend in Hubei Province from 2001 to 2012

圖3是NDVI年均值曲線及其線性趨勢，2001—2012年湖北省地區植被覆蓋整體呈增加趨勢，增速為1%每10年，變化趨勢不顯著。2001年NDVI值為0.588，達到最低點，這主要是由于三峽工程的實施導致長江上、中游地區植被遭到破壞，生態移民對植被造成了一定的影響；而后NDVI持續上升，2004年NDVI值上升到極點0.619，2005—2006年經歷小幅波動后直線上升且在2007年NDVI值達到最高值0.633；2007—2012年間NDVI值呈現先下降減小后上升增加的趨勢，其中2008—2010年間有明顯的下滑趨勢，主要是該時期全國天氣異常，遭遇極端天氣，南方遭受冰凍、寒潮、冰凍等災害性天氣導致植被受災，NDVI不斷下降[25-27]。研究區這種波動性的變化與所實施的城市建設、水利林業工程有關，后期一系列的退耕還林、造林綠化的工程實施取得了明顯的成效。

3.2 湖北省NDVI空間變化

圖4為湖北省2001—2012年平均NDVI空間分布圖。由圖可知，湖北省NDVI空間分布呈現自東向西逐漸遞增的趨勢。NDVI高值區主要分布在鄂西北、鄂西南部地區，其中最大值高達0.821；NDVI低值區分布于鄂中部及東部大范圍區域。出現這種分布差異現象的主要原因是由于鄂中部、東部地勢較為平坦，河網水系密布，利于居民居住和城市發展，主要城市如武漢市、黃岡市、黃石市、鄂州市、孝感市都聚集分布于此，故中、東部地區植被覆蓋度比較低。而西部地勢較高，從西南到西北分布著大巴山、武當山，植被類型豐富多樣，人類活動相對而言較少所以該地區NDVI值高。

圖5為湖北省2001—2012年年均NDVI變化趨勢圖，圖中發現，2001—2012年湖北省地區植被覆蓋變化有明顯的區域差異。其中植被覆蓋度減小的區域主要集中在武漢、黃石、鄂州、黃岡、孝感、荊州等城市；植被覆蓋度增加的地區廣泛分布在恩施西南部、十堰西北部、隨州東北部等地區。造成這種明顯分化的主要原因是自2007年以來“武漢城市圈”的興起發展，城市的建設用地侵占了耕地、林地資源，導致植被覆蓋度嚴重降低。

圖4 湖北省2001—2012年平均NDVI空間分布圖Fig.4 Distribution of annual averageNDVI in Hubei from 2001 to 2012

圖5 湖北省2001—2012年年均NDVI變化斜率趨勢圖Fig.5 Variation trend of annual averageNDVI in Hubei from 2001 to 2012

圖6 湖北省2001—2012年年均NDVI變化斜率分級圖 Fig.6 The picture of average annual NDVI change slope classification in Hubei Province from 2001—2012

根據已有數據的分布規律，采用等間隔等分法將變化斜率分為7個等級(表1，圖6)。結果顯示，嚴重退化的區域主要是武漢市及其周邊地區，退化面積為10.67676km2，占總面積的0.0057%；中度退化的區域零散分布于東部地區，退化的面積為348.8389km2，占總面積的0.19%；輕度退化的區域范圍較廣，幾乎分布于整個湖北省地區，但集中連片的區域主要分布于中東部地區，以武漢市、黃岡市、赤壁市、仙桃市為主，退化為面積11308.63km2，占總面積的6.08%；基本不變的區域的面積為172670.4km2，占總面積92.88%；輕度改善面積1426.35km2，占總面積0.77%；中度改善面積126.5681km2，占總面積的0.6%；植被覆蓋明顯改善的區域僅占全省陸域面積的0.0046%。NDVI有所改善的區域零星分布于鄂西北角、鄂北部頂端以及鄂東北部小部分地區。據上述分析可以得出，湖北省在近12年中植被覆蓋狀況基本保持不變，這主要是因為該省東部、北部、南部、植被以常綠闊葉林為主，且西部為神農架原始生態區，神農架地區是保持完好的亞熱帶森林生態系統，物種多樣。

表1 2001—2012年湖北省年均NDVI變化趨勢統計

Slope: 斜率

3.3 氣候因子變化特征

圖7為湖北省2001—2012年均氣溫、年均降水量變化及其線性趨勢。圖中顯示，近12年湖北省年均氣溫變化幅度小，多年年均氣溫約為16.64℃；2001—2003年呈下降趨勢，2004年反彈回峰值，2005年又下降至谷底，2006、2007年維持在峰值階段，2008—2012年持續下降。從整體上來看年均氣溫呈下降趨勢，大致呈W型，下降的速率大致為0.63℃/10a，通過0.05的顯著水平檢驗。在全球氣候變暖的大背景下，區域氣候呈現變冷趨勢的原因需要進一步探討。

由圖可知，近12年湖北省年均降水量波動較大，2001、2003、2006、2009、2011這5年的降水量相對于其他年份的降水量而言偏低，分別為736、749、873、1035、921mm；而2002年降水量最高，為1285mm；2004—2005年、2007—2008年降水量相對比較平穩，基本維持在同一水平；2010年降水量則達到一個小高峰為1238mm。從整體而言湖北省近12年的年均降水量是呈現上升的趨勢，平均增長幅度為11.95mm/a，12年來降水量變化并不顯著，未通過0.05的顯著水平檢驗。

圖7 湖北省2001—2012年年均氣溫、年均降水量變化趨勢Fig.7 Variation trend of annual average temperature and annual precipitation in Hubei from 2001 to 2012

3.4 植被覆蓋與氣候因子的響應

3.4.1 年變化尺度上NDVI與氣候因子的相關性分析

圖8為湖北省NDVI與氣溫和降水的相關關系圖，分析圖8可知，NDVI與降水正負相關并存，整體上呈正相關關系。湖北省NDVI與降水量呈正相關的區域面積占湖北省總面積83%，但置信度超過0.05水平的區域不多，僅占總面積的9.47%。這些區域零星分布于湖北的東北部、鄂西北、鄂西南以及鄂東部地區。

圖8顯示了NDVI與氣溫和降水的空間相關性系數，從圖看出，氣溫和NDVI之間是正負相關并存，呈負相關的區域面積較正相關的區域稍大。湖北省內NDVI與氣溫的空間相關沒有達到0.05顯著性水平。由此可見湖北省NDVI受溫度影響小。

相關系數的平方即為擬合優度，可以相互進行比較而且能直觀判斷擬合優劣。因此可以利用相關系數平方之差判斷NDVI變化主要受氣溫還是降水量變化的影響[28]。NDVI與降水量的相關系數平方減其與氣溫相關系數平方的空間分布結果(圖8)。其中值為正表明NDVI與降水量的相關性大于其與氣溫的相關性，值越大表示降水量的影響力越強；反之，當值為負時，則表明氣溫的相關性大于降水量的相關性，負值的絕對值越大表明氣溫對NDVI的控制越強。分析圖可知，NDVI受氣溫控制的區域面積占研究區總面積的0.46%遠遠小于降水量對NDVI控制的區域面積。由此可見，氣溫對湖北省NDVI變化影響小，在少數區域降水對NDVI變化有顯著影響。

圖8 湖北省NDVI與氣溫和降水的相關關系，以及兩相關系數平方差Fig.8 Correlation relationship of temperature，precipitation with NDVI，and the difference between the square of two-coefficient

3.4.2 生長季各月NDVI年際變化對氣候因子的響應及其滯后性

滯后性是指植被不能對影響其生長的因子的動態變化做出及時的反應。氣溫、降水不僅可以影響植被當前生長狀況，同時還存在一定的滯后性，可用滯后期表示氣象因子對植被變化的影響[29]。為了研究湖北省植被NDVI對氣象因子的滯后響應，選用2001—2012年湖北省地區植被生長季(4—9月)的NDVI與同期氣候因子做偏相關分析，同時以2個月滑動平均(上月與本月)和3個月滑動平均(前2個月與本月)與該月NDVI作偏相關分析。

表2為湖北省近12年來生長季各月NDVI與氣溫和降水的相關關系。由表2可知，4月份降水豐富，此時NDVI與降水的相關性好，與當月降水偏相關系數為0.543，而與前2個月和前3個月的降水偏相關系數分別高達0.807、0.633，有著顯著相關(P<0.05)，與前2個月的氣溫呈顯著性負相關(P<0.05)，與前3個月的氣溫呈中度負相關，這表明前期的水分累積對植被生長有較大的影響。5月份植被生長達到較為穩定的狀態，受氣候因子的影響不大。6月份氣溫升高、植被蒸騰作用變強，植被NDVI與當月的氣候因子均無相關性，與前2個月的氣候因子有顯著的相關性(P<0.05)，與前3個月的降水有中度相關性。7月是研究區的盛夏季節，溫度不是植被生長的限制因子，植被NDVI與當月的降水偏相關系數為0.7，與前3個月的降水偏相關系數為0.73，均達到顯著性水平(P<0.05)。8、9月份植被NDVI與降水的相關性較好。研究表明，植被NDVI變化與氣候因子的相關性有著明顯的季節性，同時植被NDVI對氣候因子的響應存在滯后性，不同月份對氣候因子的滯后時間存在差異。

表2 湖北省近12年來生長季各月NDVI與氣溫和降水的相關關系

Table 2 Relationships of NDVI in different months during the growing season to temperature and precipitation in recent 12 years in Hubei Province

月份Month當月Duringthemonth前2個月Thefirsttwomonths前3個月Thefirsttwomonths復相關系數M-correlationcoefficientRNDVI-P/TRNDVI-T/P復相關系數M-correlationcoefficientRNDVI-P/TRNDVI-T/P復相關系數M-correlationcoefficientRNDVI-P/TRNDVI-T/P40．5430．5430．2920．8470．807?-0．770?0．7200．633?-0．56650．4130．3640．3190．1490．1170．1320．3180．2750．26960．069-0．064-0．0430．7350．612?0．723?0．5240．2130．51470．8390．700?-0．5570．4990．4120．3670．7320．730?0．11180．5600．5600．3600．4990．235-0．3040．4940．317-0．14990．6940．599-0．2380．5570．5530．2240．6280．575-0．086

T: 氣溫Temperature;P: 降水Precipitation; *P≤0.05;RNDVI-T/P(RNDVI-Temperature/Precipitation): NDVI 與氣溫偏相關系數;RNDVI-P/T(RNDVI-Precipitation/Temperature):NDVI 與降水偏相關系數

4 結論

本文利用RS和GIS技術，采用多種方法揭示了湖北省地區植被覆蓋變化狀況以及對氣候因子的響應程度。該研究區雨熱同期，并且水熱條件相對較好，因此氣溫和降水都是植被生長的主要驅動因素。氣溫上升和降水量的增加在總體上對多數植被生長有積極作用，但是對于略小部分地區的植被卻帶來了不良影響導致植被覆蓋度與氣溫、降水呈負相關狀態。

湖北省植被覆蓋整體較好，2001—2012年間該省植被覆蓋整體上呈現增加的趨勢，其增長速度為1%/10a，期間有小幅度的下降趨勢但下降區域范圍不大；從植被覆蓋月變化來看，冬季植被呈增加趨勢，主要由于冬季該地區農業生產活動加強所致；空間上，植被覆蓋格局呈現“西高，東低”的分布特征；根據逐像元的變化斜率分析發現，湖北省植被覆蓋在近12年里呈現出總體保持穩定，局部輕微改善的趨勢。植被覆蓋穩定區分布廣泛，其面積占全省面積86.42%；輕度和明顯改善的面積共占全省面積10%，主要分布在湖北省西部以及西北部、東北部地區；退化區主要集中在湖北省主城區，長江沿岸地帶。

由年際尺度分析可知，湖北省12年年均氣溫、年均降水與年均NDVI的相關系數較低，但NDVI與降水量的關系較氣溫更為密切，降水量的適量增加有利于植被的生長；月變化分析表明植被NDVI變化與氣候因子的相關性有著明顯的季節性也有滯后性。

[1] 孫紅雨, 王長耀, 牛錚, 布和敖斯爾,李兵. 中國地表植被覆蓋變化及其與氣候因子關系——基于NOAA時間序列數據分析. 遙感學報, 1998, 2(3): 204-210.

[2] Sellers P J, Dicknson R E, Randall D A, Betts A K, Hall F G, Berry J A, Collatz G J, Denning A S, Moone y H A, Nobre C A, Sato N, Field C B, Henderson-Sellers A. Modeling the exchanges of energy, water, and carbon between continents and the atmosphere. Science, 1997, 275(5299): 502-509.

[3] 白文龍, 張福平, 倪海燕, 劉焱序, 劉憲鋒. 關中地區植被覆蓋變化及其對氣候因子的響應研究. 農業現代化研究, 2013, 34(1): 104-108.

[4] Prince S D.A model of regional primary production for use with coarse resolution satellite data. International Journal of Remote Sensing, 1991, 12(6): 1313-1330.

[5] Carlson T N, Ripley D A. On the relation between NDVI, fractional vegetation cover, and leaf area index.Remote Sensing of Environment. 1997, 62(3): 241-252.

[6] Zhou L M, Tucker C J, Kaufmann R K,SlaybackD,Shabanov N V, Myneni R B. Variations in northern vegetation activity inferred from satellite data of vegetation index during 1981 to 1999. Journal of Geophysical Research- Atmospheres,2001,106(D17):20069-20083.

[7] 楊元合, 樸世龍. 青藏高原草地植被覆蓋變化及其與氣候因子的關系. 植物生態學報, 2006, 30(1): 1-8.

[8] 杜靈通, 田慶久. 寧夏植被覆蓋動態變化及與氣候因子的關系. 中國沙漠, 2012, 32(5): 1479-1485.

[9] 劉斌, 孫艷玲, 王中良, 趙天保. 華北地區植被覆蓋變化及其影響因子的相對作用分析. 自然資源學報, 2015, 30(1): 12-23.

[10] 余振, 孫鵬森, 劉世榮. 中國東部南北樣帶主要植被類型歸一化植被指數對氣候變化的響應及不同時間尺度的差異性. 植物生態學報, 2011, 35(11): 1117-1126.

[11] 廖建華, 李丹勛, 王興奎, 閻云霞. 長江上游植被覆蓋的時空分異季節變化及其驅動因子研究. 環境科學學報, 2009, 29(5): 1103-1112.

[12] 崔林麗, 史軍, 楊引明, 范文義. 中國東部植被NDVI對氣溫和降水的旬響應特征. 地理學報, 2009, 64(7): 850-860.

[13] 陳濤, 李平湘, 張良培. 武漢地區1988—2002年植被覆蓋度變化動態分析. 遙感技術與應用, 2008, 23(5): 511-516.

[14] 王映明. 湖北植被區劃(上). 武漢植物學研究, 1985, 3(1): 61-73.

[15] 王映明. 湖北植被地理分布的規律性(上). 武漢植物學研究, 1995, 13(1): 47-54.

[16] 王映明. 湖北植被地理分布的規律性(下). 武漢植物學研究, 1995, 13(2): 127-136.

[17] 劉詠梅, 李京忠, 夏露. 黃土高原植被覆蓋變化動態分析. 西北大學學報: 自然科學版, 2011, 41(6): 1054-1058.

[18] 何月, 樊高峰, 張小偉, 柳苗, 高大偉. 浙江省植被NDVI動態及其對氣候的響應. 生態學報, 2012, 32(14): 4352-4362.

[19] 徐建華. 現代地理學中的數學方法. 北京: 高等教育出版社, 2002: 37-68.

[20] 張戈麗, 徐興良, 周才平, 張宏斌, 歐陽華. 近30年來呼倫貝爾地區草地植被變化對氣候變化的響應. 地理學報, 2011, 66(1): 47-58.

[21] 何彬方, 馮妍, 吳文玉, 范偉. 安徽省近十年植被指數時空變化特征. 生態學雜志, 2010, 29(10): 1912-1918.

[22] Moulin S, Kergoat L, ViovyN,Dedieu G. Global-scale as-sessment of vegetation phenology using NOAA/AVHRR satellite measurements. Journal of Climate, 1997, 10(6): 1154-1170.

[23] 陳效逑, 喻蓉. 1982—1999年我國東部暖溫帶植被生長季節的時空變化. 地理學報, 2007, 62(1): 41-51.

[24] 陳洪濱, 范學花. 2009年極端天氣和氣候事件及其他相關事件的概要回顧. 氣候與環境研究, 2010, 15(3): 322-336.

[25] 中國氣象局. 2010年以來全國天氣氣候特點. 中國防汛抗旱, 2010, 20(5): 1-3.

[26] 李才媛, 王海燕, 郭英蓮, 王繼竹, 鄧紅. 2009年初湖北省持續雨雪過程分析.暴雨災害, 2009, 28(4): 328-332, 356-356.

[27] 王昭生, 黃玫, 閆慧敏, 王軍邦, 岳溪柳. 1982-2006年加納植被覆蓋時空變化及其氣候影響. 地球信息科學學報, 2015, 17(1): 78-85.

[28] 張戈麗, 徐興良, 周才平, 張宏斌, 歐陽華. 近30年來呼倫貝爾地區草地植被變化對氣候變化的響應. 地理學報, 2011, 66(1): 47-58.

[29] 劉南威, 自然地理學. 北京: 科學出版社, 2007: 386-392.

Analyzing dynamic vegetation change and response to climatic factors in Hubei Province,China

YUAN Moxi1,2，ZOU Ling1,2，LIN Aiwen1,2,*, ZHU Hongji1,2

1 School of Resource and Environmental Sciences，Wuhan university，Wuhan 430079, China 2TheKeyLaboratoryofGeographicInformationSystem,Wuhan430079,China

Normalized difference vegetation index (NDVI) is an important remote sensing parameter, it can accurately reflect the degree of vegetation and vegetation growth status, biological, physical, and chemical properties; and the changes in ecological system parameters. Based on its sequence data, it is also used as a bioclimatic character in large vegetation areas and for basic land cover classification. Vegetation cover changes in Hubei in 2001—2012 were analyzed using moderate resolution imaging spectrometer (MODIS) NDVI data. The maximum value composites, trend analysis, and linear regression analysis were used to analyze the annual and monthly NDVI changes of different vegetation types and to characterize the temporal and spatial vegetation cover changes and their relationship with temperature and precipitation. The results showed that vegetation cover was good in most regions of Hubei Province: the NDVI value was the highest (0.82) for the northwest regions and was the lowest (0.13) for the central urban regions. In general, the yearly mean NDVI increased from 2001 to 2012 at a rate of 1%/10 a. A constant area accounts for 92.8% of the total vegetation coverage, which is consistent with the trend of China′s central region vegetation change. Precipitation had a crucial effect on the inter-annual variation of NDVI. The relationships of NDVI across different months during the growing season to temperature and precipitation over 12 recent years indicated that there was an obvious difference in the effects of temperature and precipitation on NDVI among different months in the growth season, and response of NDVI to the climate factors was lagged.

NDVI; vegetation cover change; climate change；lagging；Hubei province

國家自然科學基金資助項目(41301586)

2015- 07- 10;

2016- 03- 21

10.5846/stxb201507101464

*通訊作者Corresponding author.E-mail: awlin@whu.edu.cn

袁沫汐， 鄒玲， 林愛文，朱弘紀.湖北省地區植被覆蓋變化及其對氣候因子的響應.生態學報,2016,36(17):5315- 5323.

Yuan M X，Zou L，Lin A W, Zhu H J.Analyzing dynamic vegetation change and response to climatic factors in Hubei Province,China.Acta Ecologica Sinica,2016,36(17):5315- 5323.