长江上游近19年植被覆盖度动态变化及驱动力分析

为探究2000—2018年来长江上游植被覆盖度动态变化及驱动力,基于2000、2010及2018年3期Landsat TM影像,以长江首城宜宾为例,对其19年间植被覆盖度动态变化进行监测。应用ENVI和GIS技术对数据进行预处理,运用像元二分模型计算植被覆盖度,结合主成分分析和相关性分析方法探讨其变化的驱动力,实现对长江上游植被覆盖度的局部动态分析。这对于长江上游沿岸的生态保护意义重大。结果表明:1)中植被覆盖区在2000年和2010年面积占比最大,而2018年高植被覆盖度占比变为最大,宜宾市域整体植被覆盖度向好的方向发展。2)近19年植被改善和退化面积分别占33.51%、29.48%。退化区域遍布整个研究区,改善区主要分布在东部边缘。3)植被覆盖度随海拔升高而上升;随坡度的增加而呈不同变化;坡向对植被覆盖度的影响主要表现在温度上,阴坡小于阳坡,但宜宾正西北方向植被覆盖度最高,这是由于西北方向有大面积原始森林。4)研究区植被变化受经济、社会和人口的共同影响。森林面积、建设用地面积、GDP、总人口、耕地面积等因子是影响研究区植被覆盖变化的主要驱动力因子。     

南充市辖区近15年植被覆盖度变化特征

植被覆盖度是自然条件和社会经济活动的综合反映, 研究一个区域植被覆盖度的时空变化对于认识该地区的社会发展状况、制定更加合理的生态环境政策、实现经济可持续发展具有重要意义。基于2002年Landsat 7 ETM、2014年Landsat 8影像和DEM数据, 利用ENVI和ArcGIS软件进行处理, 运用归一化植被指数(NDVI)方法对南充市辖区植被覆盖度进行估算, 并划分为5个不同盖度等级。根据DEM数据提取海拔、坡度和坡向因子, 然后将植被覆盖度图与海拔、坡度、坡向图进行叠加, 定量分析了南充市辖区植被的空间分布特征及其变化情况。结果表明, 南充市辖区植被覆盖度在2002—2014年总体变化不大, 其中以Ⅴ级(fc ≥ 0.8)植被覆盖度为主, 其覆盖面积达42.49%。2002—2014年, Ⅳ级和Ⅴ级增加了60 km2和191 km2, 增幅率分别为7.61%和21.39%, 而Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ级分别减少了84 km2、124 km2和42 km2, 降幅为31.7%、56.62%和10.91%。其中植被集中分布在海拔300 m—400 m和坡度2°—6°的地带, 植被覆盖度坡向差异呈现半阳坡>半阴坡>阳坡>阴坡的特征。     

疏勒河源区高寒草地景观对地形因子和冻土类型的响应

基于我国环境小卫星的多光谱数据,结合野外实测数据,得到疏勒河源区的植被覆盖度图,并结合地形因子和多年冻土数据分析植被覆盖度对地形因子和多年冻土的响应.结果表明:疏勒河源区整体植被覆盖度低,区域内植被覆盖度差异性大、离散程度高,冰川、积雪、裸岩石砾地、裸地等非植被景观是疏勒河源区最主要的景观类型;坡度、坡向是限制植被分布的主要因子,坡度越小,平均植被覆盖度越大,随坡向由无坡向、阴坡、半阴(阳)坡到阳坡平均植被覆盖度不断减少;不同冻土类型区植被覆盖度差异性显著,极稳定型、稳定型、亚稳定型、过渡型、不稳定型、季节型冻土区平均植被覆盖度呈现出先增加后减少的趋势,且亚稳定型冻土区域的植被覆盖度最高.     

2000-2016年秦岭山地植被覆盖变化地形分异效应

利用2000-2016年MODIS NDVI数据,采用趋势分析及地形差异修正法,探讨秦岭山地植被覆盖变化在南北坡、不同海拔以及不同坡度坡向下的空间分异性。结果表明：近17年来,秦岭山地植被覆盖度良好,整体呈上升趋势,南北坡、不同海拔、不同坡度、不同坡向下植被覆盖度有所差异,植被变化趋势也不同。（1）就南北坡而言,近17年来秦岭南坡植被覆盖度上升趋势大于北坡,南坡植被覆盖以上升趋势为主,而北坡以稳定为主。（2）不同的海拔高度上秦岭山地植被覆盖变化在存在分异性：低海拔区域呈减少趋势,中海拔区呈明显的上升趋势,2000 m以上的高海拔区域北坡的植被覆盖度较为稳定,而南坡的2500到3100 m区域内有较明显的减小趋势。（3）从坡度来看,随着坡度的增加秦岭山地植被覆盖度由减少转为增加再转为稳定,南北坡植被变化分异性不明显。（4）不同坡向上,秦岭南北坡植被覆盖度变化差异明显,由阴坡转为阳坡时,北坡植被覆盖有明显的增长趋势,而南坡则不明显,植被覆盖度减小区在南北坡的分布呈相反趋势,分别分布在南坡的阳坡以及北坡的阴坡。     

连江流域植被的空间分布特征

利用1973、1988和2006年3期遥感数据,以归一化植被指数像元二分法为植被覆盖度估算模型计算连江流域不同时期的植被覆盖度,然后运用DEM地形高程数据及回归分析法和相关分析法,分析海拔高度、坡向、坡度与植被覆盖度的关系.结果表明:(1)高程200～1600 m、坡向90°～160°和坡度10°～30°范围内,因人类活动干扰较少和温度、水分等条件较好,植被覆盖度高、质量较好.(2)植被覆盖度的空间分布特征主要受高程影响,其次为坡向,与坡度的相关性较小.(3)近33年连江流域植被覆盖度以剧烈增加区和稳定区为主,多分布于林场、自然保护区和人造林区等植被生境优越点.     

温带大陆性半干旱季风气候区植被覆盖度时空变化及其地形分异研究

以内蒙古大青山为研究区,基于4期TM/OLI影像,提取NDVI,采用像元二分模型,计算植被覆盖度,探测温带大陆性半干旱季风气候区2000-2017年间植被覆盖度的分布格局、动态变化及其地形分异规律。研究结果表明：（1）研究期间,随着研究区从经济开发到国家自然保护区功能规划的改变,植被覆盖度先降低后升高,整体上趋向良好,平均有64.19%的区域以中高植被覆盖度为主。（2）植被覆盖度空间格局总体上呈"东高西低,南高北低"的分布特征。中高植被覆盖度集中在大青山呼和浩特段南部和乌兰察布段,而低植被覆盖度主要分布在西段山体。（3）研究期间,研究区32.46%的植被覆盖度得以改善,12.92%的植被退化,表明研究区植被覆盖度总体改善。（4）地形因子对研究区植被覆盖度分布格局影响显著：植被覆盖度随海拔升高呈增加趋势,在2000-2296m高程带最高。植被覆盖度与坡度正相关,坡度越高,植被覆盖度越大。植被覆盖度在不同坡向上差异明显,总体上呈现阴坡 > 平地 > 阳坡的分布规律。     

砒砂岩区植被覆盖度环境驱动因子量化分析——基于地理探测器

砒砂岩区地形破碎,生态环境恶劣,降水量少且以暴雨为主,研究该区植被覆盖变化及环境驱动因子作用机制对区域植被建设具有重要的理论意义。基于1999—2018年的NDVI数据分析了砒砂岩区近20年植被覆盖度时空变化特征,利用了地理探测器方法量化分析了不同环境因子对植被覆盖度的影响。结果表明：1)近20年砒砂岩区平均植被覆盖度为42.3%,时间尺度上1999—2018年区域植被覆盖度呈增加趋势,平均上升幅度为0.086/10 a,空间尺度上植被覆盖度呈现从东南向西北递减的空间分布特征;2)近20年区域植被覆盖整体得到改善要比退化的区域面积大,45.5%的区域面积植被覆盖度极显著增加,主要分布在砒砂岩区东部区域,该区植被覆盖度未来变化趋势将以持续性改善为主,但仍有约41.6%的植被将由改善向退化方向变化;3)降水、土壤水分和气温是影响砒砂岩区植被覆盖空间分布的主导环境因子,且降水同其他环境因子的交互作用对植被覆盖影响最大。     

FAST电磁波宁静区植被覆盖度与地形因子的时空关系分析

植被覆盖度对FAST电磁波宁静区的生态系统环境变化有着重要指示作用, 研究选取2008年、2013年和2018年3个时期的Landsat TM/OLI影像, 获取FAST电磁波宁静区的植被覆盖度数据, 并探讨其与海拔、坡度、坡向等因子的时空变化关系。结果表明: (1)近10年来, 植被覆盖度整体呈增加的趋势, 且森林覆盖增加速率远高于退化速率; (2)根据IR-MAD变化检测来看, 植被覆盖变化较剧烈的区域沿道路和居民区分布, 此时受人类活动的影响较大; (3)地形因子不同程度地影响着植被覆盖度的变化, 中低山的植被覆盖度较高, 坡度较缓区域植被覆盖度占比大, 阳坡的植被覆盖度高于阴坡, 平地稀少植被覆盖可忽略不计。研究结果可为FAST电磁波宁静区生态环境保护提供参考价值。     

砒砂岩区不同立地类型人工沙棘林下草本物种多样性环境解释

砒砂岩区是黄土高原区水土流失最为严重的地区之一。砒砂岩区沙棘人工林有良好的水土保持功能,沙棘林下草本植物是该人工林生物多样性的重要组成部分。目的是探明砒砂岩区人工沙棘林下草本物种多样性与环境的关系,依据生境条件的差异,沙棘林被划分为7个类型。野外调查记录了各类型所处的地形条件,采用样方法调查了每个样地草本的生物多样性,并取土样测定其养分和水分状况。采用Patrick指数、Pielou指数、Shannon指数、Simpson指数对砒砂岩区不同立地类型人工沙棘林下草本植物进行了物种多样性分析,并通过CCA、PCCA方法研究了物种分布与环境的关系。结果表明:(1)砒砂岩区不同立地类型人工沙棘林下草本层优势种不同,阴坡混交林物种数最多为23种,阳坡混交林Pielou指数最高为0.89,阴坡纯林和混交林Shannon指数均为最高,Simpson指数没有明显差异。(2)影响砒砂岩区人工沙棘林下草本物种的分布的环境因子顺序为地形因子土壤因子灌木层因子,其中坡向、坡度、土壤含水量、土层厚度、郁闭度、混交结构所占解释量较大。本研究可为当地沙棘人工林生物多样性保护和植被建设提供基础数据。     

青海省东部农业区植被覆盖时空演变遥感监测与分析

基于象元二分模型,利用MODIS植被指数产品定量估算研究区2000—2009年生长季(4—9月)植被覆盖度,采用相关系数法和有序聚类分析方法对植被覆盖度时空变化趋势及突变进行了分析,并结合DEM分析其对地形因子的响应。结果显示:1)研究区2000—2009年整体植被覆盖度在波动中呈不显著增加趋势,其中2001年是显著突变年份,表明研究区植被覆盖度发生比较显著的变化;2)通过对地形因子的响应分析,植被覆盖度在高程2500m和4100m,坡度4°和26°发生突变;对各高程带、坡度带植被覆盖度年际变化趋势及突变年份进行分析,获得了各带的变化趋势及其突变年份。对研究获得的结果进行讨论,结果表明:研究区降水量的变化及退耕还林措施是植被覆盖度变化的重要影响因素,其中退耕还林措施对植被覆盖度变化的影响较大。     

秦岭中段不同坡向锐齿栎种子雨、土壤种子库与幼苗更新

以秦岭中段不同坡向(阳坡、半阳坡、半阴坡及阴坡)锐齿栎天然林为对象,对锐齿栎种子雨、种子库的数量、质量动态以及幼苗发育过程进行研究.结果表明: 锐齿栎种子雨一般从8月中旬开始,9月中下旬到10月上旬达到高峰期,11月中上旬结束;不同坡向的种子雨降落历程、发生时间和组成不同;半阳坡种子雨强度最大,为134.13粒·m^-2,其余大小依次为阳坡、半阴坡、阴坡;阳坡种子雨降落时间最早、持续时间最长,高峰期持续时间也最长,阴坡种子雨降落时间最晚、持续时间最短,高峰期持续时间也最短;种子活力及成熟种子占其种子雨的比例大小顺序为半阳坡>阳坡>半阴坡>阴坡.从种子雨降落结束到翌年8月,各坡向土壤种子库总储量大小顺序均为半阳坡>阳坡>半阴坡>阴坡;各坡向的土壤种子库中成熟、未成熟、被啃食种子数量和种子活力均随时间变化呈递减趋势,而霉烂种子数量增加;各坡向土壤种子库中的种子均主要集中在枯落物层,其次为0~2 cm土层,而在2~5 cm土层中只有极少量种子存在.4种坡向中锐齿栎幼苗的密度差异显著,半阳坡幼苗最多,其余依次是阳坡、半阴坡和阴坡.半阳坡更适合锐齿栎种子的萌发和幼苗生长.     

地形对阔叶红松林物种多样性的影响

为了更好地了解阔叶红松林(Pinus koraiensis)物种多样性的维持机制,对不同地形下的阔叶红松林乔木和灌木种,进行了物种多样性指数比较、物种多度分布模型拟合及物种多样性指数与环境因子的排序分析。结果表明,乔木在阴坡、半阴坡的丰富度显著高于半阳坡;灌木在坡度25°处的均匀度显著高于坡度6°处,在谷地处的4个多样性指数显著低于其他坡位,在阴坡、半阴坡处的4个多样性指数显著高于平地。统计模型、生态位模型、中性模型在不同地形下均能够通过拟合优度检验,物种多度分布在不同地形间差异不明显;地形对乔木的多样性指数的影响:海拔凹凸度坡度坡向坡位,对灌木的多样性指数的影响:坡位海拔坡向坡度凹凸度,土壤对乔木的物种多样性指数的影响:土壤pH土壤容重土壤有效N含量土壤速效K含量,对灌木的物种多样性指数的影响:土壤pH土壤有机质含量土壤速效P含量土壤全N含量土壤全P含量。总体而言,物种多样性随着坡度的增加而增加,阴坡处最高,谷地处最低。     

新疆野核桃自然保护区不同坡向野核桃幼苗种群年龄结构及生长特征

为了解国家Ⅱ级渐危植物新疆野核桃不同年龄幼苗的数量组成及生长特性,在野核桃自然保护区不同坡向上设置4个2-hm²样地,应用相邻格子样方法对野核桃幼苗进行逐株调查,分析了野核桃幼苗种群的数量组成、基径和株高的生长特征及各性状间的生长关系.结果表明: 阳坡、半阳坡、阴坡和半阴坡野核桃1龄幼苗均较丰富,1～3龄幼苗数量均占绝对优势,不同坡向野核桃幼苗种群均呈增长型年龄结构.各坡向野核桃1龄幼苗平均5.7%可存活到4龄,平均1.7%可以存活到7龄.3龄是野核桃幼苗数量的一个转折点,幼苗种群在生活史中采用的是r对策.野核桃幼苗的基径和株高在3龄前生长缓慢,3龄后加快生长;基径平均生长速率为3.6 mm·a^-1,按阴坡、阳坡、半阴坡、半阳坡顺序减小;株高平均生长速率为9.0 cm·a^-1,按阳坡、半阳坡、半阴坡、阴坡顺序减小.不同坡向野核桃幼苗的基径与株高均随年龄的增加呈指数函数生长,株高与基径呈幂函数异速生长,幼苗各性状间的生长快慢可通过函数的性质和参数反映出来.     

桂林岩溶石山植物群落植物功能性状对不同坡向环境因子的响应

该研究以桂林岩溶石山不同坡向的植物群落为对象,探讨植物功能性状(比叶面积、叶绿素含量、木材密度和环境因子随坡向的变化规律。结果表明:比叶面积和叶绿素含量为阴坡>半阴坡>阳坡,阴坡和半阴坡分别与阳坡差异性显著;木材密度为阴坡<半阴坡<阳坡,阴坡、半阴坡分别与阳坡差异性显著。土壤有机质含量表现为阴坡大于阳坡,且阴坡与阳坡差异性显著;土壤全磷、土壤有效磷均表现为阳坡含量最高,且阴坡与阳坡差异性显著;土壤有效钾、土壤全钾则分别为阴坡、半阴坡含量最高,土壤全钾含量在各坡向上差异均显著,而土壤有效钾则为阴坡、半阴坡与阳坡均差异性显著。回归分析表明群落水平比叶面积在阴坡和半阴坡上与土壤有机质含量呈显著负相关;群落水平叶绿素含量与土壤全磷含量和土壤有效钾含量在阴坡上呈显著正相关;在不同坡向梯度上群落水平木材密度与环境因子无相关性。群落水平上植物功能性状随坡向的变化规律,反映了岩溶石山植物群落构建过程中环境对功能性状的筛选效应。     

坡向与龄级对新疆野核桃自然保护区野核桃病害的影响

为了解渐危植物新疆野核桃的病害情况,在新疆野核桃自然保护区调查不同坡向、不同龄级野核桃4种病害的患病比例,分析病害种类、病害等级与野核桃胸径及坡向的相关关系。结果表明: 保护区野核桃的主要病害为核桃褐斑病(95.8%)、核桃枯枝病(90.5%)、核桃黑斑病(74.4%)和核桃腐朽病(7.7%)。4个坡向的野核桃均易患核桃褐斑病,阴坡和半阴坡的野核桃易患核桃枯枝病,阳坡和阴坡的野核桃易患核桃黑斑病,半阳坡和半阴坡的野核桃相对易患核桃腐朽病。4个坡向野核桃的4种病害均随病害等级(1～4级)的增加而病株比例减小。4个坡向核桃枯枝病、核桃黑斑病、核桃褐斑病均以中龄树比例最大,其次是老龄树,再次是小树,未见幼苗患病;核桃腐朽病仅发生在老龄树。核桃枯枝病、核桃腐朽病、核桃黑斑病、核桃褐斑病与野核桃的胸径呈显著正相关,核桃黑斑病与坡向呈显著负相关,核桃枯枝病、核桃腐朽病、核桃黑斑病的不同病害等级与胸径和坡向存在相关性。     

黄土高原陕北丘陵沟壑区不同立地条件下刺槐水分生理生态特性研究

对黄土高原丘陵沟壑区不同立地条件下刺槐水分生理生态特性进行了初步研究.结果表明,不同立地刺槐林地0～500cm土壤平均含水量(2003年)分别为阳坡6.96%、半阳坡7.62%、半阴坡8.06%、阴坡8.87%,阴坡、半阴坡与阳坡差异达极显著,与半阳坡达显著水平,半阳坡与阳坡差异显著,而阴坡与半阴坡差异不显著.不同立地条件下刺槐叶片相对含水量和饱和亏与各立地土壤含水量关系密切,阳坡刺槐叶片相对含水量和叶水势始终维持在较低水平,而半阴坡和阴坡尤其是阴坡维持在较高水平.刺槐日蒸腾平均值大小顺序为阴坡(4.07μg·cm^-2·s^-1)＞半阴坡(3.89μg·cm^-2·s^-1)＞半阳坡(3.05 μg·cm^-2·s^-1)＞阳坡(2.70μg·cm^-2·s^-1),各立地刺槐蒸腾出现较大差异的时间在11:00和13:00.不同立地条件除阳坡外其刺槐蒸腾速率均与光照强度显著相关,各立地均与大气相对湿度显著相关,与土壤水分密切相关.阴坡生物量最高(8.50gk·株^-1),高于其他3种立地,阳坡最低(5.79kg·株^-1).     

基于多时相Landsat5/8影像的岷江汶川-都江堰段植被覆盖动态监测

植被覆盖度是衡量地表植被状况和指示生态环境变化的一个重要指标。基于像元二分模型,利用Landsat5/8遥感影像和DEM数据,对岷江汶川-都江堰段植被覆盖动态变化进行了监测,并结合高程、坡度和坡向数据,分析了汶川地震前后植被受损与恢复的空间动态格局变化。研究表明:植被覆盖总体良好,大部分区域的植被覆盖度均在中、高度以上,空间格局上呈现由汶川县东部、都江堰市西北部的龙门山区向两侧减少的总体趋势;地震造成植被受损面积达63808.7 hm~2,且集中分布于海拔567—4331 m、坡度26—51°的范围以及东坡、北坡、南坡和西坡;震后5a,植被恢复面积17786.47 hm~2,主要分布在海拔576—2180 m与3256—3793 m、坡度小于9°和26—51°以及东坡、东南坡和和南坡;高程和坡度对植被损毁与恢复的影响明显高于坡向。     

黄土高原不同立地条件下沙棘的生产力与水分关系研究

对黄土高原丘陵沟壑区不同立地条件下的沙棘生产力与水分关系作了初步研究．结果表明。5种立地条件下的沙棘蒸腾变化趋势不尽相同．半阴坡清晨蒸腾较强烈,其它几种立地蒸腾较弱．随着太阳辐射角度的变化和不同立地土壤含水量的差异,阴坡、阳坡上午蒸腾呈下降趋势,峁顶变化较平稳．至中午12：00半阴坡蒸腾达最大值．从午后蒸腾趋势可看出,除阴坡外,其余各立地蒸腾均不同程度地下降。尤其半阴坡下降幅度最大．阳坡蒸腾速率始终处在较低的水平．沙棘蒸腾大小顺序为半阴坡>阴坡>半阳坡>峁顶>阳坡．黄土高原半干旱地区沙棘蒸腾与光照强度没有直接的相关性,与相对湿度相关性显著．不同立地条件导致了沙棘生物量的差异,阴坡生物量要显著高于半阴坡、半阳坡和峁顶．