Χωροχρονική διερεύνηση των σχέσεων βλάστησης-κλίματος στη Β. Ελλάδα με χρήση δεδομένων από την πλατφόρμα Google Earth Engine
Creators: name: Καζαμίας, Αναστάσιος-Πέτρος Κωνσταντίνου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2020
Subjects: Δυναμική της βλάστησης
Google Earth Engine
Δείκτης βλάστησης NDVI
Χρονοσειρές δορυφορικών δεδομένων
Ανάλυση τάσεων
Vegetation dynamics
NDVI
Time series remote sensing
Trend analysis

description: Η λειτουργία της βλάστησης στη βιόσφαιρα είναι πολυσύνθετη και για αυτό είναι εξαιρετικά σημαντικό να μελετηθεί η δυναμική της και να διερευνηθούν οι σχέσεις αλληλοεπίδρασης που αναπτύσσει με τους κλιματικούς παράγοντες, ιδιαίτερα υπό το πρίσμα της κλιματικής αλλαγής του πλανήτη. Χρησιμοποιώντας τη διαδικτυακή πλατφόρμα Google Earth Engine δημιουργήθηκαν για το χρονικό διάστημα 1985-2018 ετήσιες χρονοσειρές του δείκτη βλάστησης NDVI της θερινής περιόδου από δορυφορικά δεδομένα Landsat και χρονοσειρές κλιματικών δεδομένων (βροχόπτωση, μέγιστη/ελάχιστη θερμοκρασία) οι οποίες καλύπτουν 5 Υδατικά Διαμερίσματα (ΥΔ) της Β. Ελλάδας. Με αυτές τις χρονοσείρες μελετήθηκε η χωρο-χρονική εξέλιξη του ΝDVI και των κλιματικών παραγόντων σε επίπεδο Υδατικού Διαμερίσματος και σε επίπεδο κάλυψης γης, πραγματοποιήθηκε ανάλυση τάσης της χρονοσειράς του NDVI με τον μη-παραμετρικό έλεγχο Mann-Kendall σε επίπεδο εικονοστοιχείου και τέλος έγινε διερεύνηση των σχέσεων του NDVI με τους κλιματικούς παράγοντες μέσω ανάλυσης γραμμικής συσχέτισης και πολλαπλής γραμμικής παλινδρόμησης. Η μέση τιμή του NDVI της περιόδου βλάστησης παρουσίασε αύξηση από 0.48 σε 0.67 για το σύνολο της περιοχής μελέτης, ενώ παρόμοια επίπεδα αύξησης παρουσίασαν όλες οι επιμέρους κατηγορίες κάλυψης γης. Σύμφωνα με τα αποτελέσματα του ελέγχου Mann-Kendall το 78% των εικονοστοιχείων του NDVI της περιοχής μελέτης παρουσιάζει στατιστικά σημαντική θετική τάση (tau&gt;0, p&lt;0.05) για το χρονικό διάστημα 1985-2018, με μέσο ρυθμό αύξησης 0.005/έτος. Οι δασικές εκτάσεις της περιοχής μελέτης είχαν την υψηλότερη μέση τιμή για την στατιστική παράμετρο Kendall tau (≈ 0.60) και παράλληλα τη μεγαλύτερη χωρική ομοιογένεια. Οι μέσες ετήσιες τιμές των κλιματικών παραγόντων που μελετήθηκαν παρουσίασαν αυξητική πορεία στο χρονικό διάστημα 1985-2018, ενώ οι τιμές τους την τελευταία δεκαετία είναι πάνω από το μέσο όρο των 34 ετών. Η βροχόπτωση και η ελάχιστη θερμοκρασία είναι οι δύο κλιματικοί παράγοντες που εμφάνισαν συσχέτιση με το δείκτη NDVI, η οποία διαφέρει ανάλογα με τη γεωγραφική θέση και το είδος βλάστησης. Οι δασικές εκτάσεις εμφάνισαν σχετικά υψηλές τιμές συσχέτισης με την ελάχιστη θερμοκρασία (≈0.62), ενώ οι θάμνοι-χερσότοποι με τη βροχόπτωση (0.67).
description: Vegetation serves several important functions in the biosphere and for this reason it is of great importance to assess long-term vegetation dynamics and their relationship with climatic factors, especially under future climate change. The cloud-based Google Earth Engine platform was used to construct annual time-series of growing season NDVI for the time period 1985-2018 based on Landsat satellite data and annual time-series of gridded climate data (precipitation, min/max temperature) that cover five Water Districts in Northern Greece. Based on these data the spatiotemporal vegetation and climate dynamics were studied at different spatial scales (Water District and land cover), the non-parametric Mann-Kendall test was used to assess vegetation trend at pixel level and finally vegetation-climate interactions were explored through correlation analysis and multiple linear regression. The average growing season NDVI for the entire study area showed an increase over the years from 0.48 (1985) to 0.67 (2018). Also, all land cover classes exhibited the same behavior. The Mann-Kendall trend test results revealed that 78% of the area is under statistically significant positive trend (tau&gt;0, p&lt;0.05) for the time period 1985-2018, with an average rate of 0.005/year. Forest-covered areas had the higher values of statistical parameter Kendall tau (≈ 0.60) and showed great spatial homogeneity. The annual average values of all climatic factors demonstrated an increase during the period 1985-2018, having above average values in the last decade. Precipitation and minimum temperature are the two most important climatic drivers of NDVI, with variations in correlation according to location and land cover type. Forest-covered areas exhibited positive correlation with minimum temperature (≈0.62), while moors and heathland with rainfall (0.67).