藏北那曲地区草地退化动态评价

利用1982—2000年NOAA/AVHRR 第1通道、第2通道和NDVI的旬资料反演得到的藏北那曲地区历年植被覆盖度、年最大牧草鲜质量和6—9月平均改进型土壤调节植被指数，分析了近20年来那曲地区草地荒漠化的动态变化规律.结果表明：以草地荒漠化评价“基准”和5年滑动平均的方法，得到那曲地区近20年平均草地退化面积占土地总面积的43.1%，草地退化面积总体呈减少趋势，其中前10年呈减少趋势，后10年呈增加趋势，西部地区的退化面积大于其它地区.在气温、降水、潜在蒸散、水汽压、风速、日照时数、降水蒸散比和温度降水比8个气候因子中，潜在蒸散量对草地退化面积的影响最显著.     

基于近20年遥感数据的藏北草地分类及其动态变化

利用1982—2000年NOAA/AVHRR的旬合成归一化植被指数(NDVI)资料,采用主成分分析和非监督分类方法对藏北那曲地区植被进行分类,分析不同草地类型代表像元的NDVI年内和年际变化特征;定义那曲地区牧草主要生长期平均NDVI≥0.1的地区为植被区,NDVI<0.1的地区为植被稀少区,进一步分析植被区每个像元NDVI的时空变化特征.结果表明:该地区草地类型可分为高寒草甸、高寒草甸草原、高寒草原和高寒荒漠,分类结果与实际情况相符.4种草地类型的NDVI年内变化均呈单峰型,年最大值出现在8月;近20年来那曲地区植被区7—8月平均NDVI由东南向西北逐渐减少,约在0.1~0.6之间变化,变异系数在0.05~0.40之间.NDVI高的地区,变异系数相对较小;NDVI低的地区,变异系数相对较大,年变率的范围在-0.005~0.008之间.近20年来那曲地区植被变化不明显,约20%地区(主要分布在西部的尼玛和东部的嘉黎、比如、索县和巴青等县)的植被活动在减弱.     

青藏高原草地退化特征及其与气候因子的关系

了解草地退化的分布、特征、变化趋势及持续性,揭示草地退化机理,可为有效管理和保护草地提供重要的科学依据。本研究选择草地覆盖度作为草地退化的遥感监测指标,建立了草地退化遥感监测和评价指标体系,对青藏高原草地退化现状(2016—2020年)进行了评价,利用线性回归和Hurst指数分析了长时间序列尺度上(1982—2020年)草地覆盖度变化的趋势及持续性,并且基于草地覆盖度与气候因子的偏相关分析,研究了气候因子对草地退化的影响。结果表明: 2016—2020年,平均草地退化面积达24.3%,主要表现为轻度退化和中度退化,主要分布在低海拔和高植被覆盖地区。1982—2020年,草地覆盖度在青藏高原北部、西部和西南部地区呈增加趋势,在东部和中部地区呈减少趋势。98.1%的地区草地覆盖度的Hurst指数小于0.5,草地覆盖度变化表现出反持续性。草地覆盖度与降水量的偏相关系数(0.096)整体高于其与温度的偏相关系数(-0.033),温度占主导地位的面积占比为16.0%,主要分布在青藏高原的中部和东南部,降水量占主导地位的面积占比为12.2%,主要分布在青藏高原东北部和西部。     

长江源区土地覆盖变化与草地退化格局的时空分异

基于野外调查、遥感影像和统计资料,分析了1987-2007年长江源头地区土地覆盖变化和草地退化格局的时空分异特点,并从海拔、坡度和坡向3方面探讨了导致长江源区草地生态环境变化的主要自然因素.结果表明:研究期间,长江源头地区土地类型破碎化整体呈增加趋势,自然地理条件和气候变化是导致土地格局变化的主要驱动因素;不同海拔草地退化面积差异显著,研究区草地退化主要发生在海拔4800～5100 m范围内,且退化面积随海拔的升高呈增加趋势,退化面积比重在不同坡度和坡向的差异较大.1987-2007年,长江源头地区气候呈暖干化趋势,区域土地覆盖类型空间结构变化明显;不同坡向、坡度和海拔的草地退化分布格局与高寒环境和人为干扰的格局基本一致,高寒环境和气候演化对草地生态系统格局起决定作用.     

黄河三角洲草地退化的研究

黄河三角洲位于东经118°7′—119°10′,北纬36°56′—38°12′;东自山东省小清河口,西至徒骇河口,以利津县宁海为顶点向渤海湾呈扇形分布。自50年代以来,随着国营及地方农场的建立以及人口的不断增长,这一地区的草地资源得到了广泛的开发利用。但是,由于一些单位只顾盲目地开垦草地和过度放牧、割草,30多年来整个黄河三角洲盐碱化、退化草地达6.67×10~4ha多,约占当地草地总面积的40%。本文研究了该地区草地退化的现状并就退化程度与累计开发时间的关系初步进行了数     

科尔沁沙地生态环境及其可持续管理--科尔沁沙地生态考察报告

中国科学院沈阳应用生态研究所和中央电视台于 2 0 0 3年 8月联合对科尔沁沙地进行了生态科学考察。草地退化仍呈加剧态势。大面积开垦荒地造成科尔沁草地退化和面积减少的主要原因之一。科尔沁水资源目前存在的主要环境问题是水资源呈现明显减少趋势、主要河流供水量减少、沙地内部水体明显减少、部分地区地下水位明显下降。科尔沁沙地的沙地面积在近些年呈减小的趋势 ,人工植被恢复力度日益加大效果显著但分布在科尔沁沙地的沙丘面积还很大 ,且未治沙丘的治理难度相对更大。     

藏北地区生态与环境敏感性评价

藏北地区自然条件极为严酷,生态与环境非常脆弱和敏感。采用地理信息系统手段与综合评价方法,对藏北地区主要生态与环境敏感性问题进行评估,分析了土壤侵蚀、沙漠化和草地退化等方面的敏感性空间分异规律,指出了今后生态与环境建设的优先区域。结果表明:藏北地区土壤侵蚀敏感区占土地总面积的42.5%,主要分布于东中部区域;藏北地区沙漠化敏感区面积较大(占土地总面积的78.8%),主要分布在人类活动强度相对较低的西北部;藏北中东部和北部地区草地退化较为严重,尤其是藏北地区冰川与雪山及其周围等气候变化较为敏感区域和交通要道沿线等人类活动较为频繁区域的草地退化相对严重,对草地退化也比较敏感,是今后草地退化治理和恢复的优先区。     

气候变化对藏北地区草地生产力的影响模拟

利用政府间气候变化委员会(IPCC)排放情景特别报告(SRES)的A2和B2方案,通过区域气候模式系统PRECIS与草地生态模型SPUR相联接,模拟评估未来2071—2100年藏北地区草地生产力的变化。结果表明:2种温室气体排放情景下,温度升高、太阳总辐射降低和降水量增加的区域,各类型草地地上生物量基本呈增加的趋势;降水量减少的区域,高嵩草型草地地上生物量呈减少的趋势;藏北地区的草地生产力不大可能从CO2富集上得到多大好处。     

基于马尔柯夫模型的内蒙古锡林浩特典型草原退化格局预测

以锡林浩特典型草原的TM影像为基础,结合野外路线考察,建立退化草地的分类体系,将草地分为轻度退化(含无明显退化)、中度退化和重度退化3个等级。利用马尔柯夫模型,步长为1年,预测2002—2011年的锡林浩特地区的3类退化草地面积变化。结果表明,整个预测期的退化草地面积变化明显,轻度退化、中度退化草地面积减少,而严重退化草地面积增加明显。到2011年,锡林浩特严重退化的草地比例增加到68·61%,而其轻度退化草地、中度退化草地、重度退化草原的面积比例为2∶2·6∶10,说明该地区草地退化趋势严重,有必要采取措施减轻草地退化。     

近20年藏北地区AVHRR NDVI与气候因子的关系

利用藏北那曲地区1981~2001年NOAA/AVHRR的旬合成NDVI资料和6个站的逐日气象资料,分析了(归一化指数NDVI)的年内和年际变化规律以及NDVI与8个气候要素的相关关系,主要结论:影响NDVI年变化最显著的气候因子是温度,其中水汽压与NDVI的相关程度明显大于降水量;日照时数与NDVI呈负相关;NDVI与日照时数的滞后时间约0~10d,与风速没有滞后现象,与潜在蒸散、温度、水汽压和降水约20~40d;影响NDVI年际变化最显著的气候因子是潜在蒸散量。     

2001-2020年新疆阿勒泰地区归一化植被指数时空变化特征及其对气候变化的响应

气候变化是干旱区植被变化的重要驱动因素,探究干旱区气候与植被关系的时空变化,有助于理解生态系统演化特征。基于MODIS-NDVI与CRU数据集中气候数据（降水、平均气温、最高气温、最低气温、水汽压及潜在蒸散）,采用Sen+Mann-kendall、Hurst指数及相关分析法,在不同时间尺度评价了阿勒泰地区NDVI的时空变化特征及其对气候变化的响应。结果表明：（1）在年尺度上,植被NDVI整体呈上升趋势,但存在弱反持续特征。区域内植被退化现象严重（12.11%）,植被改善区域与退化区域呈破碎化分布。（2）月尺度与季尺度上,NDVI与降水、气温、极端气温、水汽压和潜在蒸散呈正相关,其中降水因素在季尺度上的相关性高于月尺度。（3）不同土地利用方式下NDVI与气候因子的滞后效应表现为短期正效应与长期负效应。     

三江源区草地植被返青及其与气候因子的关系

为厘清三江源地区草地植被返青及其与气候因子的关系。以三江源地区为研究对象,选取该区2003—2012年日照时数、平均气温和降水以及草地植被返青资料,采用线性倾向率和Pearson相关分析法,较为系统地分析探讨了近10年三江源地区气候变化趋势及其与草地植被返青的相关关系。结果表明:(1)近10年来,三江源地区草地植被返青呈"提前—推迟—再提前—再推迟"的变化趋势。(2)海拔4000 m以上的地区草地植被返青期极差较大,相差约40 d;且高寒草原和高寒荒漠草地植被返青时间突变最为显著。(3)三江源地区草地植被返青日期与返青期前30 d光、温、水的相关性较好。除局部地区草地植被返青与光、温、水呈显著负相关外,其余地区均显著正相关。以上研究结果表明,三江源地区草地植被返青期不是由单一因素决定,而是光照、气温和降水等因素综合作用的结果。     

基于3S的京津风沙源治理工程区植被覆盖和气候要素变化分析

为分析评估京津风沙源治理工程区植被覆盖和气候要素变化,收集工程实施前、后各时期工程区域土地利用类型数据、MODIS产品植被覆盖(NDVI)数据和气象站点月值数据,利用最小二乘法拟合分析工程区NDVI和蒸散时空变化规律;利用MK非参数检验分析区域气候要素时空变化格局.结果表明(1)近25年来工程区土地利用类型变化不大,植...     

Plant species change and water budget in restored grasslands in Taibus Banner,Inner Mongolia,China

2008年和2009年(均为枯水年), 在半干旱区内蒙古太仆寺旗农田-草地生态系统国家野外站开展观测实验, 通过观测蒸散发(波文比系统)、土壤水分(烘干称重法)、降水量, 以及植被土壤特征调查, 基于水量平衡理论, 对比研究了3块天然草地、3块不同退耕时间草地共6个样地的水分收支, 旨在定量地评估退耕草地的水分收支, 为采取科学措施促进退耕草地尽快向天然草地过渡提供依据。结果表明: 1)随着退耕时间增加, 植被盖度逐渐增加, 但是群落中科、属、种的数量趋于减少, 且优势种从一年生的中旱生草本植物逐渐转变成多年生的旱生草本植物; 2)植被蒸腾是草原植被主要的耗水途径, 随着退耕时间增加, 退耕草地的蒸散发量呈增加趋势, 其最大值在4.5-5.8 mm·d^-1之间; 3)退耕草地土壤含水量平均值为0.09 m³·m^-3, 其水分剧烈变化主要发生在距地 表60 cm内, 且随退耕时间增加土壤含水量减少, 而天然草地土壤含水量平均值为0.06 m³·m^-3, 其水分剧烈变化发生在距地 表20 cm内; 4)随退耕时间增加, 退耕草地与天然草地的土壤水分与蒸散发在数值上差距逐渐缩小; 5)退耕草地水分收支基本平衡, 但在极枯年份(降水量174 mm)的生长季, 降水不能满足蒸散发需求, 呈现水分亏损。退耕草地逐步向天然草地过渡, 但是退耕草地的土壤水分在逐渐减少, 呈现“生境干旱化现象”。今后应加强对草地的封育与监测, 促进植物群落向水分利用效率更高、更适应半干旱环境的方向演替。     

1981—2018年新疆草地归一化植被指数时空特征及其对气候变化的响应

在新疆开展长时间序列的草地监测,分析草地生长的时空变化特征,有利于草地环境压力分析和草地生态健康预测。以NOAA-AVHRR NDVI为数据源,采用最大值合成、一元回归分析与相关性分析,分别在年际尺度和多个空间尺度(全疆、南北疆与各地区及其11种草地类型)上探讨了1981—2018年新疆草地归一化植被指数(NDVI)时空特征及其对气温、降水的响应。结果表明：(1)1981—2018年,新疆草地NDVI多年均值0.326,变化范围0.259—0.386,具有轻微年际波动特征;(2)北疆、南疆草地NDVI均表现为轻微增加趋势;全疆占草地总面积41%的区域NDVI呈显著增加趋势,9%为显著减少区域,北疆草地NDVI显著增加的面积是南疆的1.7倍;(3)由于垂直地带性及区域差异,新疆草地NDVI由山区向盆地的荒漠降低;北疆草地NDVI是南疆1.4倍,总体上北疆各地区草地NDVI高于南疆各地区;(4)草地类型植被NDVI对降水的显著响应高于气温,其中温性荒漠类、温性荒漠草原类与温性草原类草地NDVI对降水变化的响应明显高于其余草地类型,降水对草地NDVI的影响更为显著,表明降水引起的地表水分变化...     

2000—2015年陕西植被净初级生产力时空分布特征及其驱动因素

利用MOD17A3 NPP时间序列数据、地表覆盖类型数据、气象数据、MOD16蒸散产品、地形数据等,分析2000—2015年陕西省植被净初级生产力(NPP)时空变异特征,探讨NPP的时空变异对各影响因素的响应特征.结果表明: 研究期间,陕西植被NPP 整体呈极显著上升趋势,NPP变化趋势线斜率为5.02 g C·m^-2·a^-1.NPP年平均值为344 g C·m^-2·a^-1,变化范围为247～390 g C·m^-2·a^-1.陕西NPP显著增加的区域占全省国土面积的61.2%,主要分布在陕北、渭北地区和秦巴山地西部;显著减少的区域主要分布在西安市、宝鸡市等城市周边区域,仅占2.5%.陕西年平均气温和年降水量变化趋势均不显著,气温呈现不显著升高,降水呈现不显著降低,具有暖干化趋势.NPP与降水量、平均气温显著相关的区域分别占全省总面积的9.4%和1.5%.由于人类活动的频繁干预大大降低了气候环境对NPP变化的影响程度,人类活动逐渐成为影响NPP变化的主导因素.陕北、关中地区的NPP与蒸散显著相关,随着植被NPP的增加,势必对这些地区水平衡造成重大影响.各土地覆盖类型NPP平均值为耕地>林地>草地>园地,NPP增加速率为园地>草地>林地>耕地,NPP变化百分率为草地>园地>林地>耕地.研究区内坡度0°～5°、5°～25°和>25°区域的NPP增长百分率分别为14.6%、25.7%和35.9%.     

黄土高原草地植被碳密度的空间分布特征

草地是世界上分布最广的植被类型之一,作为陆地生态系统的重要组成部分,参与了全球碳源/汇及碳循环过程,在全球气候变化中扮演着重要角色,并对其产生重大影响。以黄土高原草地植被为研究对象,结合国家退耕还林草与封山禁牧工程的实施,对封禁前后的天然草地和退化草地,采用样带多点调查与多年定位测定相结合的方法,分析了黄土高原不同类型草地植物活体、凋落物和根系碳密度分布格局与地带性规律,系统研究了黄土高原不同草地类型退化草地和封禁草地生物量与碳密度沿海拔及降水梯度的时空变异特征,阐述了影响草地碳密度分布的主要驱动因子及其作用机理。结果表明:4种草地类型3种处理的草地生物量和碳密度自西北向东南均与降雨量呈指数增长趋势,并随海拔降低而显著降低,且二者呈显著的线性回归关系;各草地类型地上/地下生物量与碳密度分布规律均为荒漠草原<丘陵典型草原<梁塬典型草原<草甸草原;封禁11a草地活体植物、凋落物和根系碳密度总量:荒漠草原为7.066 t/hm2,丘陵典型草原为8.080 t/hm2,梁塬典型草原为15.319 t/hm2,草甸草原为20.982 t/hm2,分别是退化草地的14.8、8.33、6.5倍和15.88倍。充分表明,封禁不仅能使草地植被恢复和生物量提高,而且也是草地生产力和碳密度增加的一条重要途径。由此可见,气候干旱和草地退化是影响草地生物量和碳密度的关键因素,系统研究黄土高原封禁草地生物量增长与碳密度变化过程,将会对未来全球气候变化分析作出重要贡献。     

鹤山马占相思生态系统重建过程中对立地水热因子的调节作用

 分析南亚热带鹤山人工马占相思(Acacia mangium)生态系统水热的连续观测资料,采用时空互代的方法,并与邻近的退化草坡、裸地相比较,得到如下一些主要结果：1) 本区域年内降水分配不均,而热量输入却相对均匀,存在湿季水土流失和干季水分亏匮的可能性。2) 7龄后的马占相思林分反射率明显小于裸地与草坡,为该系统提高生产力和生物量累积提供了前提条件。3) 马占相思生态系统对立地气温、地温的调节集中表现在缩小其变化振幅,使得林地的气温、地温变化有其自身的规律,倾向于有益于生态系统发育方面的变化。4) 干季时     

Vegetation dynamics and responses to recent climate change in Xinjiang using leaf area index as an indicator

There is a strong signal showing that the climate in Xinjiang, China has changed from warm-dry to warm-wet since the early 1980s, leading to an increase in vegetation cover. Based on a regression analysis and Hurst index method, this study investigated the spatial–temporal characteristics and interrelationships of the vegetation dynamics and climate variability in Xinjiang Province using the leaf area index (LAI) and a gridded meteorological dataset for the period 1982–2012. Further analysis focused on the discrimination between climatic change and human-induced effects on the vegetation dynamics, and several conclusions were drawn. (1) Vegetation dynamics differ in mountain and plains regions, with a significant increasing trend of vegetation cover in oases and decreasing trend of vegetation growth in the Tienshan and Altay Mountain. The Hurst exponent results indicated that the vegetation dynamic trend was consistent, with a sustainable area percentage of 51.18%, unsustainable area percentage of 4.04%, and stable and non-vegetated area ratio of 44.78%. (2) The warm-dry to warm-wet climatic pattern in Xinjiang Province since the 1980s mainly appeared in the western part of the Tienshan region and North Xinjiang. Temperatures increased in all seasons over the majority of Xinjiang, and precipitation showed a significant increasing trend in the mountainous regions in spring, summer and autumn, whereas the rate of precipitation change was higher in the plains region in winter compared with that in other seasons. (3) A correlation occurs between the climate variables (precipitation and temperature) and mean LAI, and this correlation varies at the seasonal and regional scales, with coniferous forest, meadow and grassland more correlated with precipitation in spring and summer and not correlated with temperature, which indicated that precipitation was the dominant factor affecting the growth of mountain vegetation. The mean LAI of vegetation in the plains exhibited significant correlation with precipitation in winter and temperature in spring and summer. (4) A residual analysis showed a human-induced change that was superimposed on the climate trend and exhibited two effects: vegetation regeneration in oases throughout Xinjiang and desertification in the meadow located in the mountainous area of the western Tienshan Mountains and Altay Mountains. (5) Grassland is the most sensitive vegetation type to short-term climatic fluctuations and is the land-use type that has been most severely degraded by human activity; thus, local governments should take full advantage of this climatic warm-wet shift and focus on protecting vegetation to improve this fragile arid environment.