本书围绕中国西北生态环境脆弱区植被覆盖变化问题，以石羊河、黑河及疏勒河三个完整的内陆河流域为研究对象，基于2000—2015年MODIS NDVI数据和典型区域1982—2006年GIMMS NDVI数据，同时结合气候、水文、DEM和植被类型等基础资料，系统分析和阐述三大内陆河流域的植被覆盖时空变化特征、气候因子时空变化特征及二者之间的相关关系，并进一步探讨植被覆盖与河流径流量之间的关系，有效揭示了西北地区植被在流域尺度上的变化规律及其对不同因素的响应机理。本书可作为测绘、地理、地质、城市规划、区域开发、资源与环境及相关领域科技工作者和管理人员的参考书，也可作为普通高等学校相关专业研究生或高年级本科生的教材。

中国西北地区是全球植被变化最为敏感的地区之一，生态环境脆弱、气候干旱、植被稀疏、风沙频繁，长期制约着该地区经济和社会的可持续发展。近年来，由于气候变暖、极端事件频发等原因，西北地区的植被变化明显。因此，有针对性地开展植被覆盖变化及其影响因素研究，有助于更好地理解区域植被变化的时空异质性，对于加强区域生态建设有着重要的指导意义。目前，已有学者借助遥感技术，针对不同时空尺度的植被覆盖动态变化问题进行了研究，并取得了丰硕的成果。然而，相关研究多是基于行政区划或者大的空间尺度进行的，极少有基于多流域系统分析生态环境脆弱地区植被变化的研究成果。针对区域植被变化及其影响因素的理解还远远不够，对于不同时空尺度特别是一些典型区域依然缺乏有效的系统论证。 本书以中国西北地区生态环境脆弱的石羊河、黑河及疏勒河三大完整的内陆河流域为研究对象，基于2000—2015年MODIS NDVI数据和典型区域1982—2006年GIMMS NDVI数据，结合气候、水文、DEM和植被类型等基础资料，系统分析和介绍内陆河流域的植被覆盖时空变化特征、气候及水文因子时空变化特征以及它们相互之间的关系，并初步探索典型区域植被覆盖与河流径流之间的关系。在编写过程中，作者力求内容翔实，深入浅出，循序渐进，突出理论性与科学性。全书共8章，各章的主要内容分别为： 第1章为绪论，主要介绍本书研究的背景及意义，对国内外相关问题的研究现状进行综述，并对本书的研究内容、技术路线及组织结构进行概述。第2章围绕石羊河、黑河和疏勒河流域的地理区位、气候特点、植被分布、水文特征、社会及经济概况进行介绍，阐述NDVI数据、气候资料、径流数据、植被类型数据和DEM数据的来源及处理方法。第3章主要运用时间序列线性回归方法和趋势线模拟方法对石羊河、黑河、疏勒河流域2000—2015年的植被NDVImax时空变化特征进行分析，介绍其在不同海拔、坡度和坡向上的分异规律，并计算三大内陆河流域植被NDVImax的变异系数，同时还对各流域不同时间尺度植被覆盖变化特征进行对比讨论。第4章运用多种研究方法详细分析1980—2015年石羊河、黑河和疏勒河流域气温、降水等主要气候因子的年内、年际和季节变化特征，计算气温、降水的周期性和突变情况，并重点讨论2000—2015年各流域平均气温和降水的时空变化特征。第5章基于年、季和月等不同时间尺度深入分析气候因素对三大内陆河流域植被覆盖的影响，利用残差分析方法研究非气温、降水因素，特别是人类活动对内陆河流域植被覆盖变化的影响情况，最后运用Hurst指数方法模拟研究区植被NDVImax的演化趋势。第6章选取黑河流域中上游地区作为典型区域，结合1957年以来的径流资料和气象资料，计算、分析该区域径流的年内分配特征和年际变化规律，探讨气候要素和人类活动对径流变化的影响。第7章主要结合1982—2006年GIMMS NDVI数据和2000—2015年MODIS NDVI数据以及近30年的径流数据，利用线性回归、相关系数计算、小波分析等方法探讨典型区域植被覆盖变化与径流的关系。第8章介绍本书的主要研究工作、所得出的结论及创新点，并对研究中存在的不足和下一步工作展望进行阐述。 本书可作为测绘、地理、地质、城市规划、区域开发、资源与环境等相关领域科技工作者和管理人员的参考书，也可作为普通高等学校相关专业研究生或高年级本科生的教材。 本书在编写和出版过程中，得到了兰州交通大学测绘与地理信息学院的大力支持，感谢院长闫浩文教授的悉心指导和帮助。同时，杨树文教授、何毅博士、肖强博士、邱丽莎同学、陈宝山同学、朱俊文同学等分别参与了本书的资料收集和文字整理工作，在此一并表示衷心的感谢。 由于受作者水平所限，书中不足之处在所难免，敬请广大读者多提宝贵意见。 作者 2020年9月

第1章?绪论 001 1.1?研究背景及意义 001 1.2?国内外研究现状 002 1.2.1?植被覆盖变化及其对气候因素的响应研究 003 1.2.2?石羊河、黑河、疏勒河流域植被变化研究 005 1.2.3?植被变化与地表径流的关系研究 006 1.2.4?存在的问题 007 1.3?研究内容 008 1.4?技术路线 009 第2章?区域概况及数据 011 2.1?研究区概况 011 2.1.1?地理区位 011 2.1.2?气候特征 012 2.1.3?植被特征 013 2.1.4?水文特征 015 2.1.5?社会经济概况 015 2.2?数据源及处理方法 016 2.2.1?数据源 016 2.2.2?植被NDVI数据处理 017 2.2.3?气候资料 019 2.2.4?植被类型数据 020 2.2.5?数字高程模型（DEM）数据 020 2.2.6?水文数据 020 2.3?本章小结 021 第3章?石羊河、黑河、疏勒河流域植被覆盖时空变化特征 022 3.1?研究方法 022 3.1.1?一元线性回归趋势线法 022 3.1.2?变异系数 023 3.2?三大内陆河流域植被覆盖空间分布特征 023 3.2.1?植被NDVImax空间分布 023 3.2.2?植被NDVImax沿经纬度分布特征 024 3.2.3?植被NDVImax沿海拔分布特征 026 3.2.4?植被NDVImax沿坡向、坡度分布特征 027 3.2.5?植被稀疏区年际变化特征 029 3.3?三大内陆河流域植被覆盖变化时序特征 030 3.3.1?植被NDVImax年内变化 030 3.3.2?植被NDVImax年均值和生长季均值的年际变化 031 3.3.3?不同季节植被NDVImax均值的年际变化 032 3.4?三大内陆河流域植被NDVImax空间变化特征 035 3.4.1?植被NDVImax变化趋势的空间分布规律 035 3.4.2?植被NDVImax变化趋势的海拔分异规律 037 3.4.3?植被NDVImax变化趋势的坡向和坡度分异规律 039 3.4.4?不同季节植被NDVImax的空间变化特征 041 3.5?三大内陆河流域植被NDVImax稳定性分析 043 3.6?讨论与小结 045 第4章?石羊河、黑河、疏勒河流域气候时空变化特征 048 4.1?研究方法 048 4.1.1?小波分析 048 4.1.2?突变点检测 049 4.2?气温和降水年内特征 050 4.3?气温和降水时序特征 051 4.3.1?气温和降水年际变化 051 4.3.2?不同季节气温、降水年际变化 056 4.3.3?气温和降水突变性检测 060 4.3.4?周期性分析 061 4.4?气温和降水空间特征 064 4.4.1?1980—2015年气温和降水空间分布特征 064 4.4.2?2000—2015年气温和降水空间变化特征 067 4.5?讨论与小结 072 第5章?石羊河、黑河、疏勒河流域植被覆盖变化与气候的关系 075 5.1?研究方法 075 5.1.1?有效降水的计算 075 5.1.2?相关系数、偏相关系数、复相关系数的计算 075 5.1.3?残差分析法 076 5.1.4?Hurst指数 077 5.2?基于不同时间尺度的植被覆盖与气候关系分析 078 5.2.1?有效降水特征 078 5.2.2?植被NDVImax与气温、降水和有效降水的相关性 079 5.2.3?各季节植被NDVImax与气温、降水的相关性 080 5.2.4?各季节植被NDVImax与气温、降水的滞后性 082 5.2.5?植被NDVImax与4—8月气温、降水相关性 083 5.3?植被覆盖变化与气候关系的空间特征分析 084 5.3.1?植被NDVImax与年均气温、降水相关性的空间特征 084 5.3.2?不同季节植被NDVImax与气温、降水相关性的空间 ???特征 085 5.4?非气候因素对植被覆盖变化的影响研究 090 5.5?三大内陆河流域植被覆盖变化趋势分析 091 5.6?讨论与小结 092 第6章?典型区域径流变化特征及其驱动因素 098 6.1?典型区域的选取 098 6.2?处理方法 099 6.3?年内径流特征 100 6.4?径流年际变化特征 101 6.5?径流变化的影响因子分析 107 6.6?讨论与小结 109 第7章?典型区域植被覆盖变化与径流的关系 111 7.1?黑河流域植被NDVImax空间分布特征 111 7.2?黑河流域植被NDVImax的空间变化趋势 113 7.3?植被NDVImax时序数据融合 116 7.4?黑河流域植被NDVImax与径流的年内特征分析 117 7.5?黑河流域植被NDVImax与径流的年际特征分析 118 7.6?植被NDVImax与径流的相关性分析 120 7.7?植被NDVImax与径流深的关系分析 121 7.8?讨论与小结 122 第8章?主要工作与展望 124 8.1?主要研究工作 124 8.2?特色与创新 126 8.3?不足与展望 126 参考文献 128