雅鲁藏布江中游河谷风沙化土地砂生槐群落结构特征

基于样方调查和等级聚类分析,研究了雅鲁藏布江中游风沙化土地不同恢复演替阶段砂生槐群落的结构特征.结果表明:雅鲁藏布江中游风沙化土地植物群落可分为砂生槐群落、固沙草群落、砂生槐＜固沙草群落、砂生槐-固沙草群落、藏沙蒿+砂生槐群落和砂生槐+藏沙蒿群落6种类型.自然恢复演替从流动沙丘上分布的砂生槐对流沙的初步固定开始,随后固沙草开始侵入群落,逐渐形成了砂生槐-固沙草群落.另一种演替途径开始于固沙草群落,砂生槐在演替过程中出现在固沙草群落中,最后亦达到砂生槐-固沙草群落阶段.在一些半固定沙地阶段,藏沙蒿开始侵入群落,形成砂生槐+藏沙蒿群落.雅鲁藏布江风沙化土地的顶极群落是以砂生槐为优势种的灌丛群落.随着坡度增加,砂生槐群落盖度和高度有降低的趋势.生物结皮对土壤的理化性质有一定的改善作用,结皮覆盖处土壤水分含量显著高于其他演替阶段的表层土壤水分含量.流动沙地砂生槐灌丛冠幅、株高和萌蘖枝数量最高,其次是固定沙地,半固定沙地最低.各阶段枯死枝数量说明固定沙地阶段以后砂生槐种群有衰退的趋势.     

基于RS与GIS的海南西部土地沙化/土地退化动态趋势研究

遥感和地理信息系统技术的发展为研究沙化／土地退化动态趋势变化提供了有效手段,以１９８７年和１９９８年的ＴＭ遥感资料为信息源,综合ＧＩＳ参与监督分类及目视读的方法,以ＧＩＳ为工具提取土地沙化／土地退化动态信息。结果表明海南省西部研究区土地沙化面积在减少,严重沙化区已基本得到整治,但由于对部分地区生态环境的保护不力,使得这些地区继续沙化同;同时,该研究区土地 化区明显的向着逆转的方向发展,但季雨林面积     

青藏高原植被生长季NDVI时空变化与影响因素

青藏高原是中国乃至亚洲的生态屏障,研究其植被对气候变化的响应对区域生态保护具有重要的现实意义.基于MOD09A1数据反演的生长季归一化植被指数(NDVI),分析2001-2018年青藏高原植被生长季NDVI时空特征和变化趋势,结合气象站点数据阐释NDVI与气候因子的关系.结果 表明:研究期间,青藏高原植被生长季NDVI...     

西藏拉萨机场周边风沙源空间分布及演变趋势

运用3S技术,通过大量野外调查与遥感数据人机目视解译方法,解译了拉萨机场周边5县1990年、2000年和2008年3期近20a遥感数据,并结合1∶250000DEM数据和气象资料,分析了风沙化土地的空间分布及其随高程、坡向的变化特征,以及近20a来风沙化土地的演变趋势和驱动因素。结果表明:(1)2008年拉萨机场周边各类型风沙化土地共有42462.38hm2,其中,由风积和风蚀活动引起的风沙化土地面积分别为33088.87hm2和9373.51hm2,风积沙地比例为77.93%。(2)拉萨机场周边0—20km风沙化土地面积为14200.54hm2,20—40km面积为10351.03hm2,在40km内风沙化土地占总面积的57.82%。(3)拉萨机场周边风沙化土地增长趋势开始放缓,近20年增长率为53.78hm2/a,其中,20世纪90年代增长率为62.83hm2/a;2000年后增长率为43.72hm2/a。(4)近20a间,气温平均增长率1990—1999年和2000—2008年分别为1.29℃/10a和1.96℃/10a。气温升高是造成风沙化土地进一步发生发展的主要动力。平均风速下降和降水量增长是抑制其发生发展的原因之一。(5)2000年后拉萨机场周边河谷地段人工林面积大幅度增加,裸露河床面积显著减少,在一定程度上减缓了河床沙源向河岸及山坡的搬运,这是近10a风沙化土地增长速度有所放缓的原因之一。     

黄河流域植被NDVI与温度、降水关系的时空变化

归一化差值植被指数(NDVI)是植被生长状态和空间分布的指示因子,区域气候对植被生长起着重要作用,两者具有密切的相互关系。通过对黄河流域NDVI与降水、温度的年际变化趋势及相互关系的时空变化规律分析,发现该流域NDVI与降水、温度相关显著的植被类型以草地、灌木为主,但相关区域的空间位置随时间变化。流域尺度上,NDVI年较差、年均温度、月均温度在1982~1999年呈升高趋势,年降水量呈减少趋势;NDVI年较差与年降水、年均温度相关不明显(P>0.05);7月ND-VI与同期降水、温度相关显著,相关系数分别达0.855、0.943。栅格尺度上,流域内大部分地区NDVI年较差与年均温度相关不显著;与年降水相关显著的区域以正相关为主,分布于上游的草地、灌木区;与夏季降水相关显著的区域面积最大,占13.74×104km2,分布于上游的灌木和部分草地,其中7月NDVI与同期降水相关性较好,相关区域的面积有9.91×104km2,分布于中上游干流河道附近的草地、灌木;NDVI年较差与春、夏、秋季的平均温度以正相关为主;4月NDVI与同期温度以正相关为主,分布于兰州上游的草原和灌木,而10月以负相关为主,分布于兰州与宁夏北部石嘴山之间的草地、灌木区。     

京津冀风沙源区沙化土地治理关键技术研究与示范

京津冀风沙源区是我国北方生态屏障的重要组成部分。面向我国北方风沙区沙化土地综合治理、典型脆弱生态修复与保护等重大科技需求,京津冀风沙源区沙化土地治理关键技术研究与示范项目将综合运用长期定位观测、控制实验、多源遥感数据融合、技术示范等方法,重点研究京津冀风沙源区土地沙化形成机制与生态修复机理,研发一批沙化土地治理与产业化关键技术,并在各治理区开展试验示范,集成京津冀风沙源区沙化土地治理与产业化技术体系,构建沙化土地综合整治空间决策支持系统,为京津风沙源治理工程建设、保障京津冀地区生态安全及满足2022年北京冬奥会生态需求提供科技支撑。     

基于NDVI假彩色合成法的土地覆被变化监测

土地覆被变化监测对区域生态系统保护、环境变化研究具有重要的作用,研究旨在提供一种基于归一化植被指数(NDVI)的假彩色合成法的土地覆被变化监测方法。该研究以黄河三角洲为研究区,以3期 Landsat TM影像(成像时间分别为1987年5月7日,1998年5月5日,2009年5月3日)为数据源,在进行相对辐射校正的基础上,生成3期NDVI图像,然后分别以三期的NDVI图像作为红、绿和蓝波段生成假彩色合成图像。基于彩色合成原理,对黄河三角洲的1987-2009年间的土地覆被变化进行了分析。结果表明:(1) 假彩色合成图像上的灰白色区域表示其土地覆被状态稳定,三个时期的NDVI值均较大,黑色区域的土地覆被状态也较稳定,但是三个时期的NDVI值均较小,而青色、绿色、红色则反映相应地区的NDVI处在不稳定状态;(2)不同的颜色反映了不同的土地覆被变化方式,较为直观地反映了土地覆被的变化特点,尤其是自然植被与农田之间的转换;(3)限于NDVI的瞬时性,该方法需要与基于遥感影像分类的方法相结合,才能更好地监测土地覆被变化。     

宁夏银川平原沙化土地不同人工林土壤质量评价

沙化土地土壤贫瘠、生产力低,人工植被恢复是重要的土壤改良措施。为研究宁夏银川平原沙地不同人工林栽植对土壤的影响,以银川腹部沙地银川植物园沙化土壤恢复区的2017年3月种植的文冠果(Xanthoceras sorbifolium)和欧李(Cerasus humilis)人工林地为研究对象,以邻近的长期撂荒地为对照,对土壤质量进行了研究。2020年7—8月采集土样并测定了土壤物理、化学、生物学等20个指标作为土壤质量评价的总数据集,方差分析筛选出差异显著性的9个指标作为重要数据集指标,采用主成分分析法和Norm值建立土壤质量评价指标最小数据集(MDS),利用线性和非线性两种评分方法计算土壤质量指数(SQI)。结果表明：与长期撂荒地相比,银川平原沙化土壤恢复区人工文冠果、欧李林地的土壤理化性质较好,土壤砂粒百分比减少、粉粒和黏粒百分比有所增加,pH降低;有机质、全氮、全磷、全钾等主要养分指标提高,蔗糖酶、脲酶、纤维素酶等主要生物酶活性也高于撂荒地,筛选出的研究区土壤质量评价MDS指标为土壤粉粒百分比和全磷。2种评价方法下,文冠果和欧李人工恢复林地的SQI高于撂荒地,但提高不显著(P>0...     

基于土地覆盖和NDVI变化的拉萨河流域生境质量评估

气候变化和人类活动导致的土地覆盖和植被变化都会对生境质量产生影响。青藏高原是众多珍稀高原动植物的栖息地,具有重要的生物多样性维持价值。拉萨河流域是青藏高原经济最发达、人口最密集的核心地区,人类活动对生境质量带来的胁迫和压力持续增加。为揭示近些年来土地覆盖和植被变化对拉萨河流域生境质量的影响,选择生长季NDVI作为植被变化的指示因子,通过对不同植被类型各年份的生境适宜度进行修正,利用In VEST模型评估了拉萨河流域1990—2015年的生境质量时空变化。研究结果表明,1990—2015年拉萨河流域土地覆盖变化整体相对较小,其中人工表面和湿地面积增幅相对较大,分别为82.65%和32.40%;土地覆盖变化的转移方向主要为稀疏草地转化为草原和草甸、耕地转化为人工表面以及冰川/积雪转化为荒地。植被变化方面,1990—2000年,除流域中上游的裸岩、裸土地区和念青唐古拉山地区外,流域NDVI整体有较显著上升;而2000年以后略有下降。从生境质量的空间分布来看,高质量生境主要分布在流域下游、念青唐古拉山南侧河谷地区以及拉萨河源头等地区,低质量生境主要分布在拉萨市市辖区及周边、林周县县城及周边,以及流域中上游的荒地等地区。从时间变化上来看,1990—2000年,拉萨河流域整体生境质量指数从0.51上升到0.57; 2010年和2015年整体生境质量指数分别为0.56和0.55,较2000年略有下降。相比于土地覆盖变化,NDVI对生境质量变化的影响更为显著。     

基于Google Earth Engine的青藏高原土地沙化模拟与动态评估

青藏高原广布的高寒草原和高寒草甸,在气候变暖以及超载放牧等人类活动的影响下面临着沙化的风险,并且高寒干旱的气候条件使得高原草地生态系统极为脆弱,发生沙化后修复难度极大,对高原土地沙化时空动态评估极为必要。但目前针对大范围进行长时间快速沙化模拟监测的方法存在不足,通过对比实验构建了基于植被状况-地表反射率-土壤湿度(NDVI-Albedo-Wet)三维数据空间的沙化遥感模拟监测模型,利用Google Earth Engine遥感大数据对模型进行了代码实现,最终分析了青藏高原土地沙化时空格局的动态变化。结果揭示了青藏高原土地沙化总体缓解但问题依然存在的现象,具体体现在：(1)沙化总面积逐年减少,平均每年减少的面积达到55.13万hm²,但沙化模拟数据显示有大量的未沙化土地向轻度沙化转移。(2)沙化程度总体上趋于逆转状态,但部分区域土地沙化问题不断出现,主要分布于“一江两河”、唐古拉山南麓、柴达木盆地周边以及昌都地区,在三江源和川西甘南地区也有零星分布。     

雅鲁藏布江山南宽谷风沙化土地土壤养分和粒度特征

在雅鲁藏布江山南宽谷区,选择流动沙地、平缓沙砾地、半固定沙地、固定沙地和覆沙河滩地等类型样地,研究了不同深度(0—10 cm、10—20 cm和20—40 cm)土壤层的养分状况和粒度特征,探讨了风沙运动对土壤粒度组成和养分含量的影响。结果表明:1)风沙化土地土壤pH值呈中性、碱性和强碱性,土壤有机质和全氮含量均很低,但全磷和全钾均很高。土壤粒度组成表现为砂粒含量(53.83%—95.93%)>粉粒(3.3%—40.5%)>粘粒(0.77%—5.68%)。2)粘粒和粉粒含量均以覆沙河滩地(分别为4.02%和27.95%)最大、半固定沙地(分别为1.35%和5.27%)最小。粘粒含量表现为覆沙河滩地>固定沙地(2.98%)>河滩流动沙地(2.89%)>平缓沙砾地(1.69%)>河岸流动沙地(1.54%)>山坡流动沙地(1.49%)>半固定沙地。不同类型沙地粉粒含量的大小顺序与粘粒含量相似,仅在山坡流动沙地和河岸流动沙地的大小顺序有所差别。砂粒含量以半固定沙地(为93.40%)最大、覆沙河滩地最小(68.05%)。不同类型沙地的砂粒含量与粉粒含量的大小顺序正好相反。3)土壤养分含量与粘粒、粉粒、极细砂粒和细砂粒等细沙物质的相关性较强,与中砂粒、粗砂粒和极粗砂粒等粗沙物质呈负相关或相关性较弱。其中,粘粒和极细砂粒含量的增加对土壤养分的增加贡献较大。流动沙丘随风沙运动而不断往复摆动的现象和土壤细颗粒的迁移和损失,对不同类型沙地和沙丘部位的土壤养分状况及其再分配过程产生较大影响。     

基于时间序列分割算法的雅鲁藏布江流域NDVI(1985-2018)变化模式研究

归一化植被指数NDVI可有效表征植被生长信息,其中,长时间序列NDVI在分析全球和局部植被变化扮演重要角色。利用Google Earth Engine提供的全系列Landsat卫星数据,应用LandTrendr时间序列分割算法,讨论了雅鲁藏布江区域植被覆盖变化特征,并对植被变化模式进行判别。研究结果表明：1985-2018年间雅鲁藏布江流域,（1）NDVI总体呈现上升趋势,仅在局部区域出现下降,自上游至下游NDVI变化强度逐渐增加,1986-1990年NDVI变化最为剧烈,1991-2000年次之,2001-2017年NDVI变化强度逐渐减弱;（2）NDVI干扰变化95%集中在0-0.42之间,平均干扰时间4.96年;NDVI恢复变化95%集中在0-0.4之间,平均恢复时间12.55年;（3）NDVI干扰模式主要以持续下降为主,但2000年前的下降速率小于2000年后的下降速率;NDVI恢复模式以持续上升为主,但2000年前的上升速率大于2000年后的上升速率。     

中国东北多年冻土区植被生长季NDVI时空变化及其对气候变化的响应

多年冻土对气候变化十分敏感,尤其是多年冻土上的植被,易受气候变化影响.东北多年冻土区位于北半球中、高纬度地区,是我国第二大多年冻土区,同时也是欧亚大陆多年冻土带的南缘.本文基于1981—2014年LTDR和MODIS 两种数据集对东北多年冻土区植被生长季归一化植被指数(NDVI)时空变化特征进行分析,同时结合气象数据,分析植被对气候变化的响应.结果表明: 研究期间,东北多年冻土区植被生长季平均NDVI呈显著增加趋势,年增加0.0036.空间逐像元NDVI变化趋势具有明显的空间异质性. 研究区80.6%区域的植被NDVI具有显著增加趋势(P<0.05),7.7%的区域呈显著减少趋势(P<0.05).不同类型多年冻土区的植被NDVI增加强度不同,依次为连续多年冻土区>不连续多年冻土区>稀疏岛状多年冻土区>季节冻土区,NDVI增加趋势最大值(>0.004)所占的面积比例依次为连续多年冻土区>不连续多年冻土区>稀疏岛状多年冻土区>季节冻土区.多年冻土全区尺度下,植被生长季NDVI与平均气温呈显著正相关关系(r=0.79,P<0.01),与降水呈较弱的负相关,表明气温是东北多年冻土区植被生长的主控因子.研究区的多年冻土退化对植被生长起到积极的促进作用,尤其是在连续多年冻土区和不连续多年冻土区,植被NDVI增加强度更为剧烈.尽管增加的地表温度可以加快植被生长、增加植被覆盖,但长期来看,多年冻土退化甚至消失会阻碍植被生长.     

基于MODIS NDVI的长江中游区域植被动态及与气候因子的关系

基于1999-2015年的MODIS NDVI时间序列遥感数据,应用趋势分析、变异系数、重标极差分析和偏相关分析等方法,分析了长江中游的植被时空变化特征及其与气象因子的关系。结果表明,长江中游地区NDVI均值总体上呈上升趋势（从0.72增加到0.80）。从空间分布来看,NDVI低值区域（0.1-0.5）占1.40%,高值区域（>0.7）占87.15%;NDVI空间格局呈"西高东低、北高南低"的分布特征,低值区域表现为以三省省会城市为中心向外辐射。Hurst指数显示,研究区大部分区域（60.54%）的NDVI变化趋势具有不确定性,持续性改善区域（34.78%）主要分布在西部山地区,持续性退化区域（3.26%）主要分布在人类活动频繁的较发达城市区域。在年际尺度上,研究区NDVI与各气象因子关系均不显著;月际尺度上,NDVI与降水、相对湿度和日照时数显著相关,降水和日照时数有明显的时滞性。区域内NDVI动态趋势以不确定性发展为主,城市群周边NDVI呈现持续退化的区域应该引起关注。     

气候变化与放牧对西藏典型高寒荒漠草地植被指数变化的相对影响

高寒荒漠草地是青藏高原天然牧场的重要组成部分,对气候变化的响应敏感,且受放牧活动干扰较大,然而,目前仍缺乏数据解释气候变化与放牧对高寒荒漠草地生长的相对影响。西藏阿里地区的日土县,处于季风带和西风带的过渡区,形成以高寒荒漠草原为主的植被类型。基于西藏日土县2000—2016年间的MODIS遥感植被指数(NDVI),以牲畜存栏数(LN)作为放牧的关键指标,以气温、降水和标准化降水蒸散指数(SPEI)数据作为气候变化的指标,分析了研究区草地NDVI的时空变化格局以及气候变化与放牧对NDVI变化的相对影响,据此评估已实施的退牧还草生态建设工程效应。主要研究结果如下:1)2000—2016年间NDVI先减后增,总体呈现增加趋势,这与温度、降水、SPEI以及LN的变化密切相关,其中,LN对NDVI变化的影响相对更大;2)偏相关分析结果表明,退牧还草工程实施前(2000—2007),LN对NDVI变化的影响更大,而工程实施后(2008—2016),表现为SPEI对NDVI变化的影响更大。研究结果表明,高寒荒漠草地生态系统十分脆弱,在不同空间以及时间尺度受到气候变化和放牧活动的影响也有所不同。退牧还草工程通过控制牲畜数量,减轻放牧压力,在很大程度上遏制了该地区植被尤其是草原和湿地NDVI的降低趋势。     

呼伦贝尔沙地45年来气候变化及其对生态环境的影响

采用数理统计和对比分析方法,对近45年呼伦贝尔沙地气象观测资料和草场沙化、退化面积、植被状况等资料进行了分析。结果表明:呼伦贝尔沙地总体气候暖干化趋势显著;气温逐年升高、降水量减少、蒸发量增加和极端气候事件增多,使流动沙地面积不断增加,植被盖度下降。卫星遥感监测和全国沙漠化普查结果进一步表明,呼伦贝尔沙地的沙漠化正在扩展,生态环境正在恶化。逐年减少的大风日数和沙尘暴日数有利于该地区生态的保护与建设。20世纪80年代以来,沙区各级政府加大了对沙化的治理力度,沙地局部植被恢复较快。     

呼伦贝尔沙地45年来气候变化及其对生态环境的影响水

采用数理统计和对比分析方法,对近45年呼伦贝尔沙地气象观测资料和草场沙化、退化面积、植被状况等资料进行了分析。结果表明：呼伦贝尔沙地总体气候暖干化趋势显著;气温逐年升高、降水量减少、蒸发量增加和极端气候事件增多,使流动沙地面积不断增加,植被盖度下降。卫星遥感监测和全国沙漠化普查结果进一步表明,呼伦贝尔沙地的沙漠化正在扩展,生态环境正在恶化。逐年减少的大风日数和沙尘暴日数有利于该地区生态的保护与建设。20世纪80年代以来,沙区各级政府加大了对沙化的治理力度,沙地局部植被恢复较快。