基于MODIS的黄河流域生态环境质量演变及驱动力分析

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黄河流域是中华民族文明的重要发源地,其生态环境是我国生态文明建设的重要组成部分,对其生态环境质量演变趋势及不同驱动因素的影响作用进行分析,对黄河流域生态保护和高质量发展有着重要意义。本研究基于遥感云计算平台Google Earth Engine,调用MODIS遥感地表反射率数据、植被指数数据和地表温度数据,通过主成分分析法构建黄河流域遥感生态指数,利用生态指数分级与差值分析、标准差椭圆、Theil-Sen斜率估算、Mann-Kendall检验、变异系数和Husrt指数等多种研究方法对黄河流域2000—2020年的生态环境质量时空特征及变化趋势进行了综合分析,并引入地理探测器模型定量探究了影响流域生态环境质量空间分布格局的驱动因素。研究的主要结论如下:(1)黄河流域生态环境质量的空间分布差异显著,整体上呈现“南部优、北部差”的分布格局。生态优良区主要位于黄河流域南部和西部,其中生态环境质量为优的区域主要位于流域南部的秦岭山系、中条山、子午岭及吕梁山系,生态环境质量为良的区域主要位于流域西部的青藏高原和祁连山地区。生态脆弱区主要集中在黄河流域北部的库布齐沙漠、毛乌素沙地及西北部的共和盆地。(2)黄河流域生态环境质量存在改善与退化并存的现象,总体上改善面积大于退化面积。生态环境质量改善区域主要位于流域中部及北部地区,如河套平原、陕北高原、六盘山自然保护区、毛乌素沙地和吕梁山脉;生态环境质量退化区域主要位于西安市、洛阳市、郑州市、泰安市、银川市等人口分布较密集的大中型城市及周边区域。黄河流域生态质量等级为优的区域重心略向东北方向发生转移,其它等级区域的重心位置相对集中。(3)黄河流域生态环境质量受多种驱动因子的共同影响,且不同因子在流域上中下游地区的驱动作用存在明显差异。全域驱动力中年降水量因子的q值最大,其次是土壤类型与地貌类型因子,表明自然因素是影响黄河流域生态环境质量空间分布格局的主要原因;黄河上、中、下游流域生态环境质量受人文因素的影响程度不同,其中中游流域与下游流域受土地利用类型因子的影响明显高于上游流域;不同驱动因子间的交互均呈现协同作用,具体表现为双因子增强与非线性增强,不存在独立与减弱的现象,交互作用强度最高的因子组合为年降水量与土地利用类型,其次为年降水量与人口密度。
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