顾及时空非平稳性的南方丘陵山区植被覆盖演变研究

本项目以地处南方丘陵山区森林覆盖率居全国首位的福建省作为研究区，以遥感、GIS、尺度分析方法、时间序列模型、多层次模型为主要技术手段，探讨最近30年来研究区植被覆盖时空演变规律，揭示气候与植被年际变化、季节模式与整体趋势，建立不同地形与植物群落区的气候-植被时序关系模式；基于探索性数据分析方法，获取植被覆盖多尺度空间异质性特征及其制约因素，建立亚热带季风气候下丘陵山区的环境本底植被覆盖指数时空分布模式；从土地利用类别、行政区划级别与植被覆盖格局等不同等级层次，建立植被覆盖变化多层次模型，综合分析气候变化和人类活动在不同层次上对植被覆盖变化的影响，为辅助多级多层次决策服务；在此基础上形成一套顾及植被覆盖时空非平稳性有效识别气候变化与人类活动对其影响的技术流程与方法体系。本项目对促进中国广大丘陵山区全球变化科学研究，构建科学家与管理决策者有效沟通合作的新模式，具有重要的理论与现实意义。

植被在生物圈占有重要地位，植被覆盖时空演变分析已经成为全球变化研究中的热点问题与前言领域。近年来，时空非平稳性分析在地理学与空间分析领域备受关注。鉴于植被指数时序数据集通常具有一定的时空非平稳性，加强植被演变的时空非平稳性分析具有非常重要的意义。本项目主要选取地处南方丘陵山区森林覆盖率居全国首位的福建省作为研究区，利用GIMMS NDVI、MODIS EVI时序数据和环境卫星遥感影像等系列数据集，开展了顾及非平稳性的植被覆盖时空演变研究，取得了以下研究成果：（1）综合运用地理加权回归模型、多层次模型、相干小波等非平稳性分析方法，全面揭示了南方丘陵区所呈现出的交通网、河网、山体、山脉交错嵌套的植被覆盖格局特征，并且阐释了坡度、水源、交通可达性以及气候等各种因素的复杂影响机制。（2）提出了一种自适应地获取分析单元、研究层次以及科学选取相关影响因子的植被覆盖空间格局分析方法。（3）揭示了植被演变的时空非平稳性与气候带、植被类型以及分析尺度密切相关，并且评估了原始数据中“云”出现的频率对分析结果的影响。（4）探索了南方丘陵山区植被-气候时序关系模式，建立了一种植被物候遥感监测方法，阐明了丘陵山区植被物候对海拔高程的依赖性与气候因素的年际水平密切相关的复杂时空变异规律。（5）建立了基于带参数的差分移动自回归模型的植被环境本底模式，并开展了南方丘陵山区植被覆盖演变对气候变化与人类活动干扰的响应研究。本项目完善和促进了时空非平稳性研究的新方法，加深了植被覆盖时空演变的研究和应用。