黄河源园区归一化植被指数的时空格局与预测模型

摘要： 黄河源园区作为黄河流域生态安全的重要屏障,其生态功能对区域水源涵养、气候调节和生物多样性保护具有重要意义。本研究融合2000—2020年MODIS遥感影像、气象、水文和地形数据,运用Sen斜率法、偏相关性分析、方差膨胀因子分析、交互作用探测,以及随机森林及地理加权随机森林模型,全面剖析黄河源园区归一化植被指数(NDVI)的时空变化趋势、驱动机制并构建预测模型。结果表明: 2000—2020年,黄河源园区年NDVI以0.0028·a^-1的速率显著上升,从0.3301增至0.3924,整体增长率达18.9%,空间分布呈现从西北向东南递增的规律。通过偏相关分析、方差膨胀因子筛选及地理探测器交互作用探测,发现风速、降水和最低气温是NDVI变化的主要驱动因子,各因子间存在交互关系,共同影响植被生长。地理加权随机森林模型(决定系数R²=0.976,均方根误差RMSE=0.017,平均绝对误差MAE=0.013)相较于随机森林模型(R²=0.465,RMSE=0.082,MAE=0.063),在揭示NDVI变化的空间异质性与局部驱动机制上表现更优,能为不同区域分配合理特征权重,有效提升预测精度。