中国植被生长期的时空变化

基于822个气象站点1951—2017年的日均温度数据,采用世界气象组织给定的植被生长期(GSL)定义,利用Slope、Mann-Kendall和Hurst指数分析中国各省(区)不同时期的GSL变化趋势及相应时期150、200、250、300和350 d的GSL等值线移动速度。结果表明: 研究期间中国北方地区GSL变化显著。GSL增长速度表现为北方快于南方、高海拔快于低海拔。中国大部分地区未来GSL变化趋势与当前的变化趋势相同。北方绝大部分省(区)GSL增长速度在0.1~0.2 d·a^-1,西藏的增速最快,为0.44 d·a^-1。1981—2000年是中国各省(区)GSL变化最显著的时段。除新疆GSL延长是生长期终日(GSE)主导外,其他各省(区)GSL延长总体是生长期始日(GSS)占主导。在高纬度和高海拔省(区),GSL变化对年均温度的变化更敏感。年均温越高的省(区)GSL也普遍越长。1951年以来,中国150、200、250、300和350 d的GSL等值线出现了明显移动,东北地区200 d等值线的移动速度最快,其平均北移速度为6.11 km·a^-1。中国GSL等值线总体移动规律为:等值线数值越大,北移速度越慢。其中,350 d等值线在部分区段甚至出现了南移的情况。中国GSL延长将导致农作物种植边界北移,自然植被生长期延长。该变化对中国农作物的品质、产量和生态系统碳固定的影响还有待深入研究。     

基于GIS的梭梭年轮测量方法

年轮信息对重建气候和预测环境的动态变化有重要意义。为准确测量梭梭年轮间距等各项参数,研究基于GIS对扫描后的梭梭圆盘PS图像赋予坐标系统,通过ENVI图像分类软件结合GIS测量工具,完成梭梭年轮间距测量;利用WinDENDRO年轮分析系统验证测量结果的准确性。结果表明: 两种方法测量结果差异不显著(P=0.63),配对平均值差值为0.87 μm,测量结果准确可信。研究构建的方法可以用于梭梭年轮间距测量,并为面积、周长等年轮参数的自动化测量奠定了基础。该方法也可替代现有专业树木年轮分析系统用于部分年轮参数测量。研究结果有助于梭梭树轮气候学分析和种群年龄结构调查。     

多枝柽柳年轮生长速率测量及TRGR指标优势分析

灌木对生境和气候变化具有高度敏感性,其年轮资料在认识区域环境演变过程、全球气候变化和环境保护中具有重要作用。灌木植株在生长过程中受遗传和极端环境的影响,年轮常出现偏心和不规则生长,这使得专业年轮分析软件测量的年轮宽度数据难以准确反映其整体径向生长信息。为探讨适合于寒旱区灌木年轮学研究的年轮测量指标和测量方法,研究以该区域荒漠常见植物多枝柽柳(Tamarix ramosissima Ledeb.)为研究对象,通过U-net深度学习方法,获得年轮提取训练模型,自动获取扫描轮盘各年早材区域。轮盘扫描及语义分割后的图像经GIS配准赋坐标、ENVI图像处理后,借助GIS编辑和测量工具,完成多枝柽柳各年年轮生长速率(Tree-ring growth rate, TRGR)、年轮宽度(Tree-ring width, TRW)和树木基部断面积生长增量(Basal area increment, BAI)的测量;研究基于Timesat Savitzky-Golay(S-G)滤波时间序列拟合,获取点样尺度归一化植被指数(Normalized difference vegetation index, ND...     

中国西北及中亚主要绿洲农区分类

应用生态学原理以水为主线建立绿洲农区树形分类体系,将中国西北及中亚主要绿洲农区采用五级指标分类并进行区划。一级分类指标为水热配合状况,分水热同期型或不同期型;二级指标为水汽主要来源,分西风环流带来水汽型或太平洋季风带来水汽型;三级指标为灌溉水来源,分为"山地-绿洲-荒漠系统"产生河流灌溉型或由"系统"外来河流灌溉型;四级指标为不同河流类型灌溉形成的土壤,分地面河灌溉形成灌淤土型或地下径流(河)井、泉清水灌溉形成灌耕土型;五级指标为地理位置名称及当地的气候带。将分类结果用亿图图示专家软件绘成树形分类图,再用Arc GIS9.3软件制成分类分布图。经分析比较得出:中国西北水热同期型较中亚水热不同期型绿洲农区的光、温、水资源耦合效应更优越。     

准噶尔盆地植被与土壤盐渍化关联性变化趋势分析

准噶尔盆地作为北疆地区主要的气候单元其环境变化会影响北疆地区整体的的生态环境变化。植被作为衡量区域生态环境的重要指标直接反映了准噶尔盆地的生态状况,近年来受到全球气候变化的影响准噶尔盆地地区气候格局发生改变,盆地相比于往年降水和气温明显升高,这种改变影响了盆地的植被变化同时也会在部分地区诱发土壤盐渍化灾害。土壤盐渍化是我国西北地区常见的导致植被退化的因素,其生成原因与地形和气候因素有关。为了探究准噶尔盆地植被变化与土壤盐渍化的关联性,基于2002-2019年生长季MOD09A1遥感影像数据,利用最大值合成法、Mann-Kendall趋势分析,Hurst趋势分析法、相关性分析等方法对准噶尔盆地植被和土壤盐渍化变化趋势以及两者的关联性进行了分析。结果表明,受区域降水和气温升高的影响,近20年来准噶尔盆地生长季植被整体呈增加趋势,各季节增加区域面积占比为63.50%-90.93%,平均为77.98%。土壤盐渍化呈减少趋势,各季减少区域面积占比为46.50%-86.78%,平均为70.68%。在地形低洼、排水不畅的区域土壤盐渍化程度加重,植被因盐分胁迫导致衰退,植被减少及巨大的蒸发降水比使得该地区土壤进一步变干,湿度降低。关联性分析结果表明各季植被与土壤盐渍化的变化中呈显著负相关的区域面积占比为37.36%-57.83%,平均为51.75%。Hurst趋势预测结果表明,当前植被和土壤盐渍化两者呈显著性变化的区域未来预测与当前变化方向相同,两者呈一般性变化的区域未来预测与当前相反。研究有助于在全球气候变化背景下了解准噶尔盆地近年来生态环境变化,结果为区域生态环境的可持续发展提供参考。