1982-2003年东北林区森林植被NDVI与水热条件的相关分析

以气象站点为研究单元,将1982—2003年东北林区森林植被月平均、季平均和年平均NDVI数据与其对应的水热条件(温度和降水)进行相关、偏相关和复相关分析。结果表明:温度是影响东北林区森林植被NDVI的最主要气候因子。春季、秋季不同森林植被平均NDVI与温度和降水呈极显著相关(P<0.01),其与温度的相关性高于其与降水的相关性。寒温带针叶林NDVI在生长季与温度和降水呈极显著相关(P<0.01),其与降水的相关性略高于其与温度的相关性,而全年温度对寒温带针叶林生长的影响高于降水。寒温带针叶林NDVI在4月份与降水的时滞偏相关性高于其他月份,相关系数达-0.385。温带针阔叶混交林NDVI在4—7月与温度的时滞偏相关性较高,相关系数分别为0.581,0.490,-0.266和-0.297。暖温带落叶阔叶林NDVI在4月份与温度的时滞偏相关性高于其他月份,相关系数为0.571;在7月份与降水时滞偏相关性高于其他月份,相关系数为-0.367。森林植被生长增长阶段NDVI受综合水热条件(温度和降水)的滞后影响显著。  

中国东北地区植被NDVI对气候变化的响应

结合1982—2003年GIMMS-NDVI数据集和GIS技术，应用基于像元的相关分析方法，分析了东北地区植被NDVI对气候变化的响应。结果表明：1）1982—2003年，东北地区年平均气温呈上升趋势，而年降水量呈下降趋势;东北地区植被NDVI与年平均气温呈显著正相关的像元占12.84%，主要分布在松嫩平原南部、三江平原中部和西辽河平原，植被类型为农田、阔叶林、草原。植被NDVI与年平均气温几乎不存在显著负相关性;植被NDVI与年降水呈显著和极显著正相关的像元比例为4.55%，主要植被类型为草原和农田;植被NDVI与年降水量呈显著负相关的像元比例为7.52%，主要植被类型为针叶林和阔叶林。2）东北地区植被与生长季气温显著正相关和显著负相关的比例分别为3.96%和4.35%;植被与生长季降水显著正相关和显著负相关的比例分别为8.81%和8.54%。3）东北地区58.21%的植被像元与春季气温显著或极显著正相关，主要分布在大兴安岭中部、小兴安岭、长白山及完达山-张广才岭等地区，主要植被类型为阔叶林、农田、针叶林和草甸;植被NDVI与春季气温几乎不存在显著负相关性。植被NDVI与春季降水呈显著正相关和显著负相关的比例分别为4.81%和1.67%。4）东北地区植被NDVI与夏季气温和降水呈显著相关的比例明显少于春季，与夏季气温正相关的比例为7.61%，与夏季降水显著负相关的比例为6.29%。秋季气温和降水对东北地区植被NDVI影响较小，其中植被NDVI与秋季气温显著正相关的像元占植被像元总数的6.05%，几乎不存在与秋季气温显著负相关的植被像元;植被NDVI与秋季降水显著负相关的比例为5.43%，几乎不存在与秋季降水显著正相关的植被像元。  

1982～2003年中国东北地区不同类型植被NDVI与气候因子的关系研究

利用1982～2003年GIMMS NDVI遥感数据集和气象数据,运用GIS技术提取气象站点周围的NDVI值,结合统计分析方法对东北地区不同类型植被NDVI与气候因子的关系进行研究.结果显示:(1)东北地区不同区域植被NDVI与气温和降水均极显著相关(P<0.01),而且与气温的相关性普遍高于降水,说明气温对植被生长影响更明显.(2)不同类型植被受气温(或降水)影响差异不大,同一植被受气温影响强于降水.过去22年,不同植被NDVI受同期气温影响由高到低的顺序为:灌丛>沼泽>森林>草地>农田;降水对同期植被NDVI的影响按:灌丛>森林>草地>农田>沼泽的顺序依次降低.(3)过去22年中,东北地区不同植被夏季NDVI变化趋势不明显,针叶林、草丛和草原NDVI呈上升趋势,沼泽、灌丛、阔叶林、草甸和农田NDVI则表现为下降趋势,其中针叶林NDVI变化幅度最大(R2=0.114 2).(4)夏季气温变化对同期各植被夏季生长状况影响不大,同期降水除灌丛和沼泽外则主要表现为促进作用.研究表明,气候变化和人为保护共同导致东北地区草地NDVI增加;降水是促进针叶林和农作物生长的决定性因素,但却是灌丛和沼泽夏季生长的抑制因子,人类活动是过去22年东北地区沼泽退化的主要原因.  

东北地区植被物候对气候变化的响应

使用1982—2003年GIMMS-NDVI数据和气候数据,借助GIS空间分析和统计分析方法,分析了东北地区不同植被物候期与气候变化的关系。结果表明:22年东北地区年均温度以升高趋势为主,年降水量以减少趋势为主;针叶林、针阔叶混交林、阔叶林、草甸和沼泽植被生长季开始日期提前受春季温度升高影响显著(P<0.05)。春季降水对植被生长季开始日期变化影响较小,仅对针叶林生长季开始日期的推迟有显著的影响(P<0.05)。植被生长季结束日期受温度变化影响较小,仅草原植被生长季结束日期提前受秋季温度降低影响显著(P<0.05)。降水对东北地区植被生长季结束日期的变化影响高于温度。随着秋季降水量的减少,针阔叶混交林、草原和农田植被生长季结束日提前(P<0.05)。草丛生长季结束日期提前受夏季降水减少的影响显著(P<0.05);农田生长季结束日期提前亦受夏季和9月降水量减少的显著影响(P<0.05)。阔叶林和沼泽植被生长季延长受春季温度升高影响显著(P<0.05);灌丛植被生长季缩短受春季降水量减少影响显著(P<0.05);草丛和农田植被生长季延长受夏季降水量增加影响显著(P<0.05)。  

氮磷营养对夏玉米水分敏感性及生理参数的影响

依据盆栽试验数据，采用Jenson模式，研究了黄土区夏玉米的水分模型。结果表明，玉米在拔节—抽穗期和抽穗—灌浆期对缺水最敏感，拔节前和灌浆—成熟期敏感性小；较高肥力水平使需水关键期水分敏感性指数增加相对较多，而在非水分关键期增加较少。较高的N、P水平增大了玉米叶片的光合速率，中度干旱条件下，N、P肥对Pn的增加幅度大于充分供水时的增加幅度；施用N、P增加了玉米叶片的蒸腾速率，但土壤水分条件影响了N、P对蒸腾速率的作用；施用N、P肥可以提高玉米的单叶WUE，随水分条件的改善而增加。高N处理的玉米根重均低于相应的低N处理，施P对玉米根系生长有明显的促进作用，中度干旱条件下的增幅大于充分供水时的增幅；不同施P处理玉米地上生物量的增幅明显大于不同施N处理的增幅；随水分条件的改善，玉米的根冠比增加，不同水分条件下施N均降低了根冠比，而施P增加了根冠比。  

1982～2003年东北地区植被覆盖变化特征分析

利用1982~2003年GIMMS-NDVI数据集和GIS技术,结合多种统计分析方法,定量分析了东北地区植被覆盖时空变化规律。结果显示:(1)1982~2003年东北地区森林、草地和农田植被年内变化曲线均为单峰型,峰值都出现在夏季,森林植被年内NDVI变化曲线峰值最高,农田次之,草地最低。(2)22年期间,森林植被覆盖呈下降趋势;草地和农田植被覆盖总体亦呈下降趋势,但西辽河平原草地和松嫩平原农田植被覆盖呈上升趋势;相同植被类型比较,长白山东北部林地、西辽河平原草地、松嫩平原农田植被覆盖均比较稳定。(3)1982~2003年,东北地区植被覆盖总体呈缓慢下降趋势,其中1982~1992年,东北地区植被覆盖呈增加趋势,植被覆盖增加的面积为545 435 km2,占东北地区总面积的43.91%;植被覆盖减少面积为96 491 km2,占总面积的7.77%;1993~2003年,东北地区植被覆盖呈减少趋势,植被覆盖减少的面积为626 839 km2,占东北地区总面积的50.45%,植被覆盖增加的面积较少,仅为27 025 km2,占总面积的2.18%,且呈零星分布。研究表明,人类活动和自然因素的变化是东北地区植被覆盖下降的主要原因。  

松嫩平原玉米带土壤碳氮储量的空间特征

利用第二次全国和县级土壤普查的382个典型土壤剖面资料和1∶50万数字化土壤图建立土壤剖面空间数据库，利用土壤类型法估算松嫩平原玉米带土壤碳、氮储量，分析土壤有机碳、氮密度的空间分布特征，探讨土壤有机碳、氮密度与土壤类型和土地利用类型之间的关系.结果表明：松嫩平原玉米带土壤有机碳、氮储量分别为(163.12±26.48) Tg和(9.53±1.75) Tg，土壤碳、氮储量主要集中在草甸土、黑钙土和黑土等土类中.土壤有机碳、氮密度分别为5.51～25.25和0.37～0.80 kg·m^-2，土壤C/N值大致在7.90～12.67.土壤有机碳、氮密度的空间分布均表现为东部和北部高、西部低.在不同土地利用类型中，旱田土壤的有机碳密度最高，为(19.07±2.44) kg·m^-2；林地土壤的氮密度最高，为(0.82±0.25) kg·m^-2；水田土壤的碳、氮密度均较低.    

吉林西部农牧互动及其引起的生态系统服务价值变化

吉林西部近年来农牧变化频繁,研究其农牧互动及由此引起的生态系统服务价值变化,可以为区域生态环境保护及维持生态功能的可持续性提供科学依据。本文从土地面积、类型及重心变化三方面对吉林西部1954~2000年近50年的农牧用地互动进行了分析,并扩展现有生态系统服务价值的评估方法,对研究区耕地、草地变化中的生态系统服务价值进行了估算。结果表明,1954~2000年,吉林西部耕地增加了3.96×105hm2,草地减少了9.07×105hm2,草地耕地转换频繁,互动比例有所增大;两种用地类型总体重心西移,且变化方向相反。由于耕地单位面积的生态系统服务价值较低,这种变化导致区域生态系统服务价值的整体下降。由农牧业用地变化引起的生态服务价值降低了1.22×108$,其中由低覆盖度草地退化引起的价值降低量占到了71.78%。表明虽然半荒草地的生态服务价值单价不高,但大面积半荒草地的开垦和破坏仍然会对区域总体生态系统服务价值造成不可忽视的影响。  

吉林省西部生态安全评价

依据人类与生态环境系统的相互作用,建立了压力.反馈.调控的概念模型;基于GIS和RS,采用栅格运算的方法运用复合模型对吉林省西部2000年生态环境安全程度进行了评价.并以压力驱动下生态环境跃点的变化作为阈值,将研究区分为绝对安全、安全、预警和不安全4种状态.结果表明,吉林省西部大部分地区处于安全状况,且东部安全状况好于西部,预警状况及不安全状况的区域集中分布在中部和西部.10个县市中,绝对安全状态比例极小,安全状态区域所占比例最大的是乾安县,最小的是大安县.预警状态区域所占比例最大的是洮南市,已达到了县域面积的43.08%,最小的是乾安县,仅占1.56%.通榆县、镇赉县和大安县处于不安全状态区域的面积已达到了10%以上,是吉林省西部生态环境需要重点治理的区域.各县市平均安全程度的排序依次为乾安县＞前郭自治县＞镇赉县＞松原市＞长岭县＞白城市＞扶余县＞洮南市＞大安县＞通榆县.障碍因素分析结果表明,经济发展水平、土壤类型和区域开发指数是3种主要障碍因素.  

东北地区农业土地资源潜力评价模型及其应用

对一个地区的农业土地生产潜力进行估算，可以反映该地区的气候生产力水平和农业资源协调的程度及其地区差异。选择应用目前通用的土地潜力分析评价模型进行参数调整，在此基础上形成东北地区农业土地资源潜力评价模型，并在GIS的支持下，计算了东北地区主要作物-玉米和大豆的农业气候生产潜力，并分析了各地农业自然资源利用率的空间差异。结果表明，东北地区各地光合潜力差异不大；由于南北跨度大，各地光温潜力差异非常大，且从北到南呈带状增加趋势；由于各地作物生育期降水呈地带性分布，使得各地气候生产潜力具有较大差异，由两向东逐渐增加。各地主要作物农业自然资源利用率差别较大，东北两部地区资源利用率较低，增产潜力巨大。