基于多时相Landsat TM影像的汶川地震灾区河岸带植被覆盖动态监测——以岷江河谷映秀-汶川段为例

基于混合像元分解方法,利用Landsat TM卫星遥感数据监测了岷江上游干旱河谷区映秀\汶川段河岸带植被在汶川地震前后的植被覆盖动态变化,并结合高程、坡度及坡向数据,分析了植被受损及地震3a后植被恢复的空间分布特征。结果表明,地震造成研究区河岸带植被的受损总面积为2736.61hm²,且集中分布在海拔1100-1700m,坡度25-55°之间以及东、东南和西坡;地震3年后,受损植被与震前相比,共恢复了56.20%。     

岷江上游不同景观结构小流域水量平衡的比较

研究了1988～2002年岷江上游两个小流域（镇江关流域和黑水河流域）不同景观结构（土地覆盖、海拔、坡度、斑块密度、最大斑块指数等）对水量平衡的影响.基于两个流域土地覆盖类型、1988～2002年多年平均降水量和蒸散量的空间分布、两个流域土地覆盖类型同期多年平均径流深度的数据,得到不同土地覆盖类型的海拔、坡度、坡向与降雨、蒸散、径流的关系.结果表明,两个流域有林地海拔、坡度、坡向的不同导致其降水、蒸散降水比、径流降水比各异;两个流域草地水量平衡对景观格局的响应模式与有林地基本一致;由于黑水河流域的耕地分布在干旱河谷中,其蒸散量远远大于降水量,耕地本身的景观结构（坡向、坡度,斑块密度）并不对其水量平衡产生影响,这一点与镇江关完全不同.     

三江并流地区干旱河谷植物物种多样性海拔梯度格局比较

在滇西北三江并流地区典型干旱河谷段,在怒江、澜沧江和金沙江的东、西坡共设置了6条海拔梯度样带,通过标准样地的植物群落调查,分析各条样带植物的物种丰富度、物种更替率的海拔梯度格局,并比较了地理和植被变量对分布格局的解释。干旱河谷植被带位于海拔3,000 m以下,以灌丛和灌草丛为主,其在各河谷的分布上限自西向东依次升高。植物物种丰富度的分布主要与海拔、流域、经纬度和植被带有关,沿纬度和海拔梯度升高而显著增加的格局主要表现在草本层和灌木层,灌木物种丰富度还呈现自西向东显著增加的趋势。怒江的灌木和草本种物种丰富度显著高于金沙江和澜沧江,三条江的乔木种丰富度差异则不显著。森林带的样方草本物种丰富度显著低于灌草丛带样方,并且还拥有后者没有的乔木种。不同样带的植物物种更替速率呈现了不一致的海拔梯度格局,但均在样带海拔下部的灌草丛群落与海拔上部森林群落之间的交错带出现峰值。森林–灌草丛植被交错带在怒江样带处于海拔1,900–2,100 m处,在澜沧江河谷位于海拔2,300–2,400 m,在金沙江河谷位于海拔2,700–2,900m。所有海拔样带的森林段或灌草丛段相对于同一样带不同植被段之间的物种更替程度为最小,不仅小于同一流域不同样带相同植被段之间物种更替率的均值,更小于所有样带相同植被段之间的更替率均值。在三条河流6条海拔样带的12个植被带段之间的物种更替变化中,空间隔离因素可以解释34.2%,而植被类型差异仅能解释不到0.5%。本研究结果显示了环境差异对不同植被类型物种丰富度的首要影响,和各河流之间的空间隔离对植物群落构建和物种构成的主要作用。     

2006-2016年岷江上游植被覆盖度时空变化及驱动力

基于MODIS NDVI遥感数据,采用像元二分模型估算岷江上游植被覆盖度,运用一元线性回归分析和稳定性分析方法,研究2006-2016年岷江上游植被覆盖度时空变化格局及稳定性,并分段讨论2008年"5.12汶川地震"对岷江上游植被的破坏程度以及震后植被恢复情况,利用地理探测器模型对岷江上游植被覆盖度影响因子及影响力进行探测,分析岷江上游植被覆盖度变化驱动力。结果表明：（1）2006-2016年岷江上游植被覆盖整体状况良好,植被覆盖总体情况较为稳定,多年平均植被覆盖度为0.79,植被覆盖度大于0.8的区域占整个岷江上游地区面积的69%。（2）2008年"5.12汶川地震"给整个岷江上游植被造成了严重的破坏,植被覆盖度退化区域面积为14013.41 km²,占整个岷江上游面积的57%,2008-2016年岷江上游植被恢复状况良好,植被覆盖度改善区域面积为17390.69 km²,占整个岷江上游面积的71%,岷江上游植被覆盖度已经超过震前水平。（3）岷江上游植被覆盖度主要受海拔、气温、土壤类型、降水4个因子的影响,其解释力均在40%以上;地貌类型、植被类型的解释力在20%-40%之间;坡度、坡向的解释力均小于1%。     

岷江上游干旱河谷区域空间变化的定量判定

采用遥感和地理信息系统技术,准确界定了岷江上游干旱河谷的范围,在此基础上分析了岷江上游干旱河谷的面积变化及其边界分布海拔的最高上限在垂直方向上的抬升距离。结果表明,干旱河谷面积在不断扩大,由1974年的93140hm2扩大到2000的123078hm2,其中1995～2000年间年变化率较1974～1995年有所降低;岷江上游干旱河谷的边界沿山体向上攀升非常迅速,1974岷江上游干旱河谷边界的最高上限海拔为3128m,1995年为3167m,较1974年抬升了39m;2000年为3181m,与1995年相比沿垂直方向向上抬升了14m。1974到2000年间岷江上游干旱河谷边界最高上限沿垂直方向抬升了53m,大约平均每年抬升2m。为了遏制干旱河谷进一步扩大的趋势,必须加大植被恢复和生态建设力度。     

岷江上游干旱河谷景观边界动态及其影响域

采用遥感和地理信息系统技术,界定了岷江上游干旱河谷的范围,在此基础上分析了岷江上游干旱河谷的边界动态及其影响域.结果表明,岷江上游干旱河谷的范围不断扩大,干旱河谷边界长度增加,边界形状复杂性先增加后降低.岷江上游干旱河谷的边界沿山体迅速向上攀升,1974其最高上限为海拔3128m,1995年为3167m,较1974年抬升了39m;2000年为3181m,比1995年抬升了14m.1974—2000年间岷江上游干旱河谷边界最高上限沿垂直方向向上抬升了53m,平均每年约抬升2m.岷江上游干旱河谷边界的显著影响距离为800m,800～1200m为干旱河谷和周围其它景观影响的过渡区域.干旱河谷外缘800m范围内的区域,是干旱河谷抵抗周围景观影响和外来干扰的缓冲地带,在对岷江上游干旱河谷生态环境进行综合治理的过程中,应对其给与充分关注.     

中国西南干旱河谷植物群落的数量分类和排序分析

中国西南干旱河谷植被是我国西南横断山区特有的植被类型,目前关于西南干旱河谷植被还没有整体性的群落类型划分研究。根据对甘肃、四川、云南三省九条主要河流的干旱河谷段野外调查和文献来源的1,339个植物群落样方数据,采用自适应仿射传播聚类方法,对我国西南干旱河谷的植物群落进行数量分类,并采用典范对应分析方法进行排序分析。结果表明:(1)调查样方的植物群落分为7个植被型(稀树草原、肉质灌丛、常绿阔叶灌丛、暖性落叶阔叶灌丛、常绿硬叶林、落叶阔叶林和暖性针叶林),24个群系,31个群丛类型。暖性落叶阔叶灌丛是本植被区的代表性植被类型;分布最广的群系为鞍叶羊蹄甲灌丛(Form.Bauhinia brachycarpa,样方比例50.9%)、黄茅灌草丛(Form.Heteropogon contortus,样方比例11.9%)、孔颖草灌草丛(Form.Bothriochloa pertusa,样方比例5.6%)、黄荆灌丛(Form.Vitex negundo,样方比例4.2%)、知风草灌草丛(Form.Eragrostis ferruginea,样方比例3.8%)、车桑子灌丛(Form.Dodonaea viscosa,样方比例3.4%)、云南松疏林(Form.Pinus yunnanensis,样方比例3.3%)。(2)冬季低温和降水的季节性是限制干旱河谷植物群落分布的主要气候因子。稀树草原、肉质灌丛是典型的干热河谷植被类型;暖性落叶阔叶灌丛、常绿硬叶林、常绿阔叶灌丛是干暖河谷植被的优势类型;暖性针叶林、落叶阔叶林则主要在干温河谷环境占优势。     

基于NDVI监测5.12震后岷江河谷映秀汶川段滑坡体植被恢复

汶川5.12地震造成岷江流域生态环境严重受损,评估地震后自然植被恢复过程,对生态环境恢复和重建有着重要的意义。本研究以5.12地震前后（2007、2008及2011年）空间分辨率为30 m×30 m的TM遥感影像的NDVI指标为数据源,监测了岷江上游干旱河谷（映秀—汶川段）植被在地震前后的动态变化,并结合地形因子,分析了植被受损及地震3年后植被恢复的空间分布特征。结果表明：（1）地震造成的研究区滑坡体面积约5 413.95 hm²,占总面积的34.74%;（2）滑坡体发育总体上与海拔呈负相关,与坡度呈正相关,与坡向无显着相关;（3）地震3年后,受损植被的平均恢复率达66.71%,其中中等及良好恢复的面积为3 942.54 hm²,占滑坡总面积的72.82%。研究结果也显示植被恢复与坡度、海拔有很高的一致性,及植被恢复的复杂性。     

四川茂县土地岭大熊猫走廊带植被恢复格局及其与干扰的关系

通过样带调查和TWINSPAN、DCCA分析,从植物种、植物群落及其多样性与环境关系方面,研究了岷江上游土地岭大熊猫走廊带恢复植被的干扰状况。结果表明：应用TWINSPAN分类,并结合优势种组成、干扰状况分析及DCCA排序,可将植被划分为6个群落类型,同时划分出响应型、迟钝型、中度干扰忍耐型和重度干扰忍耐型4类干扰响应的植物类型。以样方物种和以样方多样性指数的DCCA分析结果基本一致,物种及群落的空间分布呈明显的聚集格局,反映其与环境因子间的密切关系。DCCA排序图上,海拔差、坡形、与公路距离、坡度及道路条数对群落和物种分布有明显的影响,与干扰相关性最大的坡度、样地道路数目、与公路间的距离3个因子反映了植被的干扰梯度。干扰对土地岭恢复植被影响显著,干扰降低了群落的物种多样性,同时阻碍了演替进程。     

雅鲁藏布江河岸植物物种丰富度分布格局及其环境解释

沿环境梯度物种多样性的分布格局及其环境影响因子的研究是生态学研究的重点内容之一。雅鲁藏布江是我国海拔最高的大河,目前还没有针对其流域的河岸植物群落物种丰富度分布格局的系统研究。作者沿海拔梯度从雅鲁藏布江上游源头区至下游共设置了15个海拔样带,在每个海拔样带随机取6个5 m×5 m样方,共对90个样方的河岸植物群落物种组成和植被类型进行了调查,共记录到238种维管束植物。DCA排序结果表明物种组成变化主要受海拔和经度控制。CCA排序区分出5种大的植被类型,即高寒草甸或高寒草原、高山草原、两种亚高山灌丛草原和林缘灌丛植被。各植被类型的分布和变化主要受海拔和经度影响。雅鲁藏布江河岸植物物种丰富度沿海拔和经度梯度呈浅"U"形分布格局,物种丰富度与年均降水量和植被盖度成显著正相关。     

岷江上游土地利用/覆被变化及其驱动力

岷江上游具有自然环境的复杂性、生态系统的脆弱性、经济发展的边缘性、社会文化的过渡性等特性,其土地利用/土地覆盖变化的特点可以代表我国西南山地土地资源及利用中所存在的普遍问题.林地和草地是岷江上游地区的主要土地利用类型.从1974～2000年间各个土地利用类型均发生了不同程度的变化,林地面积持续减少,其它类型面积均有不同程度的增加.类型间的面积变化均为双向,主要发生在有林地、灌木林地、经济林地、草地、居民用地和耕地之间,且主要在林地和草地两个类型之间.其中1974～1986年的变化大于1986~2000年.人口和经济是该区土地利用变化的主要驱动因素.自实施天然林保护工程和退耕还林还草工程以来,该区土地利用状况有所好转,正在向好的方向发展.     

A study on the relationship between vegetation pattern and environment in the upstream of Minjiang River,China

The vegetation pattern in the upstream of Minjiang River,and its relationship with environment factors,such as landscape position(elevation,slope,aspect),precipitation and temperature and soil are analyzed in this paper.The data used in this Paper were based on the landscape map derived from 1994 TM imagery.The results were as follows:1)dominant landscape types were forest,shrub land and grassland,which were very similar in terms of area ratio(32.87%,31.85% and 28.44%,respectively);2)the patch shape of conifer forest and mixed forest was complicated while that of broad-leaved forest and cultivated land was simple;3)the fragmentation of conifer forest and mixed forest was serious in contrast with low fragmentation of broad-leaved forest and cultivated land;and 4)closed scrub and grassland had a high contagion and good connectivity while mixed forest had a lower contagion and bad connectivity.In addition,the vegetation distribution pattern of upstream of Minjiang River Was closely related with elevation and temperature,but the relationship between vegetation and precipitation was not statistically significant.     

岷江上游景观格局及生态水文特征分析

基于1994年岷江上游TM遥感影像分类,结合6个不同集水区1992、1993、1995年植被生长季降雨、径流及同期NOAA/AVHRR的N DVI数据,构建了植被保水指数作为表征植被生态水文功能分析的指标。并用此对岷江上游6个不同集水区景观格局与生态水文特征进行分析。结果表明:不同集水区植被组成及景观结构有显著差异;不同集水区植被保蓄降雨能力即保水指数有明显差异;不同集水区景观结构指数与保水指数之间具有很高相关性,其中边界密度、多样性指数与保水指数呈负相关,聚集度指数与保水指数呈正相关。保水指数的构建对植被建设具有一定的科学意义     

A study on the relationship between vegetation pattern and environment in the upstream of Minjiang River, China

The vegetation pattern in the upstream of Minjiang River, and its relationship with environment factors, such as landscape position (elevation, slope, aspect), precipitation and temperature and soil are analyzed in this paper. The data used in this paper were based on the landscape map derived from 1994 TM imagery. The results were as follows: 1) dominant landscape types were forest, shrub land and grassland, which were very similar in terms of area ratio (32.87%, 31.85% and 28.44%, respectively); 2) the patch shape of conifer forest and mixed forest was complicated while that of broad-leaved forest and cultivated land was simple; 3) the fragmentation of conifer forest and mixed forest was serious in contrast with low fragmentation of broad-leaved forest and cultivated land; and 4) closed scrub and grassland had a high contagion and good connectivity while mixed forest had a lower contagion and bad connectivity. In addition, the vegetation distribution pattern of upstream of Minjiang River was closely related with elevation and temperature, but the relationship between vegetation and precipitation was not statistically significant. __________ Translated from Journal of Beijing Normal University (Natural Science), 2005,41(4) [译自: 北京师范大学学报(自然科学版), 2005,41(4)]     

黑河河岸植被与环境因子间的相互作用

2009-2010年,对黑河流域河岸植被分季节进行了详细调查,并实地测定各样点环境因子数据,采用PC-ORD和Canoco软件对数据进行分类排序与环境因子的指示种分析:(1)黑河河岸带植被分为4个植被型和6个群系,位于黑河上游的高山苔草+矮嵩草群系植被种类和数量最为丰富,草本层盖度最大,也是唯一没有乔木分布的群系;金露梅+沙棘+膜荚黄芪+针茅群系是灌木层密度和盖度最大的群系,草本植物种类相对较丰富;位于湿地的沙枣+水柏枝+芦苇+香蒲群系,土壤养分含量最高;(2)影响黑河河岸带植被分布的主要环境因子是海拔、降水、温度、土壤有机质、含水率以及全氮含量,其中,海拔、降水和温度为最重要的影响因子,土壤影响因子中土壤含水率>有机质>全氮,而全磷和速效氮没有显著影响;(3)在黑河河岸带共有20种植物是环境因子指示种,柽柳和苦豆子是温度、降水指示种,胡杨对海拔和降水有很强的指示作用,草本植物中没有土壤含水率和海拔指示种,而在乔灌木中没有土壤有机质指示种,这为气候、土壤条件的变化提供了很好的参考价值。     

泾河流域植被覆盖时空演变及其与降水的关系

 在当前全球变化和人类活动剧烈影响下, 研究黄土高原植被覆盖的发展趋势及其与主要限制因子的关系, 对黄土高原退化生态系统的恢复和区域生态环境评价有着重要意义。我们利用GIMMS-NDVI数据和长期降雨数据, 对黄土高原中部泾河流域22 a的植被覆盖时空演变及其与降水的关系进行了研究。结果表明, 1)1982~2003年, 泾河流域植被覆盖整体呈微弱的增加趋势, 并在空间上表现出一定差异。植被覆盖增加的地区约69.62%, 其中显著增加的地区16.61%, 主要分布在泾河流域的中西部和下游小流域, 显著下降的地区约1.65%, 主要分布在泾河流域上游及周边地区; 2) NDVI与降水极显著相关。年NDVI随年降水服从对数分布, 生长季(4~11月)NDVI比降水滞后1个月; 3) 泾河流域降水利用效率不稳定变化, 土地退化状况未见有效改善, 并且泾河流域降水利用效率随降水量的增加而降低, 值得探索。     

岷江上游高原植被类型与景观特征对土壤性质的影响

土壤空间异质性是土壤的重要属性之一采用地统计学的理论和方法与传统统计学原理,研究了青藏高原东缘高原面土壤性质的空间异质性及其理化因子和植被类型、景观位置的相关性。变异函数分析结果表明,土壤水分与养分元素具有明显的空间异质性由于植被类型与景观性质的影响,利用传统统计学方法,对研究的样地进行了分类统计,结果表明,植被类型与土壤养分之间的相关性很大,海拔高度也是影响养分与水分分布的一个重要因子,灌丛群落类型土壤质量指数高;不同坡位对养分的影响具有相同的趋势,对于不同海拔的地貌来说,丘陵组下坡位>上坡位>中坡位,而低山组为下坡位>中坡位>上坡位;坡面尺度上土壤养分的空间变异受景观性质与生态系统类型的综合影响。     

Relationship between Riparian Vegetation and Stream Benthic Communities at Three Spatial Scales

We examined the influence of riparian vegetation on macroinvertebrate community structure in streams of the Upper Thames River watershed in southwestern Ontario. Thirty-three μ-basins (129–1458 ha) were used to identify land cover variables that influenced stream macroinvertebrates. Micro-basins represented the entire drainage area of study streams and were similar in stream order (first, second) and land cover (agricultural or forest; no urban). We described the structure and composition of riparian vegetation and benthic macroinvertebrate communities at the outflow reach. The nature of the land cover was quantified for the stream network buffer (30 m) and the whole μ-basin. The objective of this study was to measure the magnitude and nature of the relationship between the riparian vegetation and benthic macroinvertebrate community at the outflow reach, stream network buffer, and whole μ-basin scales. Taxon richness (including total number of Ephemeroptera, Plecoptera, and Trichoptera taxa) and Simpson’s diversity of the macroinvertebrate community all increased with increased tree cover in the riparian zone at the outflow reach scale. Simpson’s equitability was lower with greater agricultural land cover in the stream network buffer. No relationship between the macroinvertebrate community and land cover was found at the whole μ-basin scale. Analysis of the influence of land cover on stream communities within a spatial hierarchy is important for understanding the interactions of stream ecosystems with their adjacent landscapes.