2001-2010年疏勒河流域植被净初级生产力时空变化及其与气候因子的关系

通过改进的光能利用率CASA模型估算2001-2010年间疏勒河流域陆地生态系统的净第一性生产力（NPP），采用线性趋势分析、变异系数和Hurst指数等方法，分析了NPP的时空变化特征及其与气候因子的相关性。结果表明：①疏勒河流域NPP的空间分布具有明显差异，空间上呈现西北低、东南高的趋势，且具有较明显的经向"条带"分布特征，2001-2010年，NPP平均值为102.26 gC m^-2 a^-1。②2001-2010年，疏勒河流域NPP总体呈增长趋势，年际波动较大，NPP明显增加的区域占总面积25.15%，明显减小的区域约占11.93%。③Hurst指数分析显示，疏勒河流域NPP变化的同向特征强于反向特征，其中持续改善地区占总面积的78.3%，21.7%的区域将由改善转为退化。④在年尺度上，降水是植被NPP变化的主要影响因素，NPP与降水呈弱的正相关关系，与温度相关性不显著；在月尺度上，温度是NPP变化的主要控制因子。疏勒河流域NPP对气候因子不存在明显的时滞和累积效应。     

基于生态系统服务价值重构的干旱内陆河流域生态安全格局优化——以张掖市甘州区为例

干旱区内陆河流域的生态环境极为脆弱,生态系统的微小变化也可能给流域生态安全带来巨大影响。甘州区位于干旱内陆河流域,生态问题突出,重视生态系统自身安全、构建合理的生态安全格局是保障该地区生态安全的有效措施。通过当量因子法估算2000、2005、2010年甘州区生态系统服务的静态价值,在充分考虑各项生态系统服务功能变化率及空间集聚程度对功能发挥影响的基础上,采用生态系统服务优先指数和空间丰富度指数,对甘州区2010年生态系统服务静态价值的估算结果进行动态重构。利用重构后的生态系统服务价值构建了甘州区3种不同安全水平情景下的生态安全格局。结果表明:1)甘州区生态系统服务价值总量逐步上升,各项服务多年变化率差异不大。2)重构后生态系统服务价值量为1438.21—390993元/hm~2,大部分地区为中低值。3)低、中、高安全水平生态安全格局中,生态源地面积分别为155.75 km~2,191.25 km~2和224.5 km~2。基于生态系统服务价值构建的生态安全格局是立足于生态系统服务现状提出的规划策略,可为区域生态保护规划和生态文明建设提供重要依据。     

2000年以来中国潜在植被净初级生产力的时空分布模拟

潜在植被的净初级生产力（Potential net primary production, PNPP）是在无人类干扰情况下,立地所能发育形成最稳定成熟植被的净初级生产力,PNPP能够直接反映自然生态系统的质量状况,是分离人类活动对生态环境影响的重要指标。本文改进了CASA（Carnegie-Ames-Stanford Approach）模型,引入潜在光合有效辐射吸收比例（Fraction of photosynthetically active radiation, PFPAR）模拟了2000－2020年中国植被PNPP的时空分布格局。结果表明：中国PNPP空间分布差异较大,东南沿海和东北大、小兴安岭地区PNPP较高,新疆、西藏等西部干旱、高寒地区PNPP较低,呈现以400mm等降水量线为界的空间分异格局。2000－2020年,中国PNPP总体上呈现递增趋势,年际波动小,PNPP减少的区域与增加的区域面积基本相等。PNPP波动较大的地区主要位于青藏高原、四川盆地和贵州高原。研究结果量化了气候变化背景下真实的生态状况和潜在生态状况的差异,可分离出人类活动对自然生态系统的直接影响,为制定针对性的生态修复对策提供了科学依据。     

疏勒河中游土地利用与景观格局动态

利用1976年Landsat MSS、1989年Landsat TM、2000年Landsat ETM+和2010年TM遥感影像,运用GIS和景观生态学方法,分析了1976-2010年疏勒河中游玉门市土地利用/覆被和景观格局的变化.结果表明:1976-2010年间,玉门市土地利用类型转移的主要方向是草地和戈壁转化为耕地、耕地转化为建设用地、草地转化为戈壁;土地利用变化经历了“缓慢变化-急剧变化-显著变化”的过程,景观密度持续增大,最大斑块指数先增大后减小,面积加权形状指数增大,形状趋于不规则;斑块间的最邻近距离减小,景观逐渐向具有多种要素的密集格局演变,更加破碎;不同斑块间的分离度减小;景观的多样性和均匀度先减小后增加.农业人口增长和经济发展是研究区土地利用/覆被变化的最直接驱动力,气候和政策因素也是重要的影响因素.     

中国国家湿地公园空间分布特征与可接近性

选取中国298个国家湿地公园样本,利用最近距离指数、K指数、核密度等计量地理学和GIS空间分析方法,对298处国家湿地公园的空间分布特征进行了分析;运用栅格成本加权距离算法,计算国家湿地公园的空间可接近性,并测算县域单元的整体可接近性;利用探索性空间数据分析方法(ESDA)分析了县域可接近性的空间差异。结果表明:中国国家湿地公园的空间分布类型属于凝聚型,省际和经济区的分布差异均较大;国家湿地公园的平均可接近时间为144.07 min,全国60%的区域国家湿地公园可接近时间在2 h以内,30 min以内的可接近性区域占全国总面积的13.29%,可接近时间最长的地点位于青藏高原,高达1283 min;可接近性的空间分布具有明显的交通指向性;县域可接近性的Moran I为正值,国家湿地公园与其邻近地区的可接近性呈显著正相关;可接近性热点分布表现出明显的热点-次热点-次冷点-冷点自东向西分布的格局;国家湿地公园的服务范围整体表现为西部东部中部的特征。     

基于DMSP-OLS数据和可持续生计的中国农村多维贫困空间识别

贫困是人类在21世纪发展所要长期面对的困境,消除贫困是中国全面建成小康社会的最大挑战。单纯依据经济、社会统计数据对贫困状况的测度缺乏空间视角,无法直观地分析贫困状况的空间差异、地域特征及致贫原因的生态地理背景分异机制。引入脆弱性-可持续生计框架模型,构建了可持续生计的测度指标体系,以宁夏回族自治区所辖县区为样本,借助遥感和GIS空间分析技术,建立了2002年和2013年夜间灯光指数和可持续生计指数(SLI)间的回归模型,并以青海省所有县区的数据对模型进行了验证。利用检验后的模型将持续生计指数空间化;采用空间自相关分析了县域持续生计指数的空间集聚状况。结果表明:2002年和2013年估算的SLI平均相对误差为10.84%和12.19%,精度较高。中国所有县区SLI的全局Moran's I值分别为0.636和0.579,具有较高的空间依赖性,"低-低"型贫困区域即空间贫困陷阱区集中在扎兰屯-百色一线以西。两时点上分别识别出642个、612个多维贫困县。2013年,多维贫困县区在空间上表现为东、中、西部岛状、块状、连片状3种地域类型。研究发现夜间灯光数据是一种有效的空间贫困测度数据源,可实现数据缺乏地区大尺度上的多维贫困动态监测。     

基于空间主成分和最小累积阻力模型的内陆河景观生态安全评价与格局优化——以张掖市甘州区为例

以干旱内陆河主要生态环境问题为出发点,利用景观生态学方法、空间主成分分析和GIS技术,获取甘州区生态安全格局的分布状况.选取海拔、坡度、自然和文化景观保护区、土壤类型、土壤侵蚀量、植被覆盖度、距道路距离、距工业用地距离、距居民点距离以及距水体距离等10个要素作为约束条件,并采用景观最小累积阻力模型构建生态廊道和生态节点来优化生态功能网络的结构及功能.结果表明： 甘州区生态安全综合状况一般,以中等安全水平为主,面积为1318.7 km²,占研究区总面积的36.7%.低度安全水平的区域主要位于研究区北部,占研究区总面积的19.9%.构建了由6条生态廊道、14个生态节点、1个较大的生态源区和若干个小面积源区组成的点、线、面交织的区域生态网络格局,将有效改善研究区的生态安全水平.
     

基于服务流的石羊河流域水供给服务关键区域识别

生态系统服务功能关键区识别对于区域生态系统服务功能提升和可持续发展精准高效施策有重要意义。以石羊河流域为研究单元,在探究2005、2010、2015和2020年水供给服务的供给与使用时空特征的基础上,利用水供给服务流模型模拟得到水供给服务空间流动情况,利用ZONATION模型识别出2020年石羊河流域水供给服务关键区域。结果表明: 2005—2020年,石羊河流域水供给服务的供给表现出南高北低的空间格局与逐步衰退的总体趋势,水资源使用呈现出耕地和工业用地为主导的空间格局和波动下降的变化趋势,流域每年有约10.8%的区域在得到上游水资源补给后需水缺口得以回补。2020年,石羊河流域水供给服务关键区域总面积为14455 km²。我们建议应从供给-流转-消耗的角度,有针对性地修复和提升关键区域保水、促流和节水能力。     

兰州中心城区用地扩展及其热岛响应的遥感分析

以兰州中心城区为研究区,以1978、1993、2001和2010年的Landsat MSS/TM/ETM+影像为数据源,采用NDBI-SAVI指数相结合的方法,提取建设用地信息,利用热红外波段的单窗算法反演城市地表温度.结合城市热岛比例指数和地表温度分级,定量研究城镇用地扩张对城市热环境的影响.结果表明:兰州中心城区建设用地在1978-2010年的30余年间面积由87.47 km2增加到172.61 km2,增幅近l倍.城市扩展与热岛扩展趋势具有空间一致性,在城市扩张的同时,城区地表温度逐渐上升,城市热岛面积不断扩大.     

基于分形网络演化算法和混合光谱分解的兰州市中心城区热岛的时空格局

利用1993年、2001年和2011年的Landsat TM/ETM+热红外遥感影像反演兰州市中心城区地表真实温度,采用面向对象的分形网络演化算法对地温图进行分割,获取热场基元,通过G*指数的空间聚集分析提取热岛范围,在景观级别上选取景观指数,从数量、形状和结构3个方面表征城市热岛空间格局变化,借助混合像元分解技术提取不透水面和植被盖度,探讨城市不透水面和绿地格局与城市热岛的相关性.结果表明:近20年来,兰州中心城区热岛效应大大增强,热岛比例指数提高了1.4倍,城市扩展和热岛增强具有时空一致性;热岛景观斑块数量和密度增加,形状指数和分离度增大,景观趋于破碎化,空间连接性降低;热岛景观等级以低温度等级斑块类型向高温度等级斑块类型转换为主;地表温度与植被盖度呈较显著线性负相关,与不透水面比例呈显著对数正相关.