北京市平原百万亩大造林工程降温效应及其价值的遥感分析

随着城市化进程的加快,城市热岛效应已经严重影响到了城市居民的生产与生活。大量的研究成果证明,以植被和水体为主导的冷岛效应是减弱城市热岛效应的最有效、最持久、最经济手段,但过往的研究成果主要以城市公园作为研究对象,样本数量少,研究结果的不确定性大,对于大范围人工林地的冷岛效应关注较少。北京市在2012—2014年间实施了"百万亩平原大造林"工程,累计形成10648个林地斑块,这为人工林地冷岛效应问题的进一步研究提供了绝好的研究样本。利用2014年9月4日的landsat-8卫星影像数据,通过定量遥感手段反演了北京市平原区的地表亮温,并以造林地斑块的GIS数据为基础,对造林工程的降温效应进行了分析。结果表明,虽然造林时间短,但由于采用了大苗造林措施、公司实施模式,这些造林地的平均降温幅度可达1.023℃,其冷岛效应的辐射范围可到达林地边缘外350m,其中0—100m距离范围内的降温效果最为显著,达到了0.392℃。从降温效应的区域差异来看,延庆盆地造林地块的降温效果最显著,达到了3.519℃,6环以内造林地块的降温效果最小,只有0.111℃。通过不同年份造林地块的降温效应分析发现,造林地块的景观格局和湿地保护与建设工程类型的规模对林地斑块的降温效果有显著影响。从全部林地斑块的大小看,其呈现了数量上以小斑块占优、面积上以中、小型斑块为主的数量特征,降温效果则呈现了斑块规模愈大降温效果愈显著的特点。初步的价值估算表明,平原区大造林工程的降温效益达到了4.8882×10~8元,其中林地本身的降温效应占到了53.73%,林地外围辐射降温的效益占到了46.38%。在今后的造林工程实践中,要注意造林地块大小的设计问题,应以超大斑块和巨斑块为主体,同时要注意将林地斑块的空间邻接距离保持在100—500m的范围内,以充分利用林地斑块冷岛效应空间上的辐射扩散特点。     

绿洲景观动态变化分析

以新疆石河子150团场为研究地区,对其1982－1995年景观动态及其原因进行了研究。结果表明,景观变化主要体现在以下方面：首先是景观基质由耕地转变为荒草地;其次,从嵌块体类型看,在绝对面积上,荒草地、林地和居民点是增加的,其余的嵌块体类型均呈现出减少的趋势。第三从嵌块体的转换过程看,菜地、弃耕地、园地和沙地的转化率最高,均在40％以上,而荒草地和耕地的转化率无在20％左右。就其原因而言,主要有人工绿洲垦殖过程中非人力为主观原因引起的绿洲地下水高水位区的形成,以及人口变化、粮食单产提高和经济环境变动等。     

南京市景观时空动态变化及其驱动力

选择南京市1995、2000和2008年的土地利用/土地覆盖数据,对其土地利用斑块动态变化与景观斑块的空间稳定性进行探讨。结果表明,全市总体上以耕地、林地和草地的减少,以及建设用地和水域的大幅度增加为典型特征。1995-2000年间耕地、林地和草地面积净减少了12017.2 hm²,2000-2008年间净减少41029.13 hm²;全市的建设用地面积1995-2000年间仅增加了11981.3 hm², 2000-2008年间面积增加了41027.06 hm²。从斑块类型的面积稳定性来看,各种土地利用斑块的空间稳定性都非常高,除了2000-2008年间未利用土地的自身空间保持率为50.66%外,其他土地景观类型的保持率都在90%以上。从不稳定斑块的空间分布看,1995-2000年间,主要集中在南京市的栖霞区、浦口区和江宁区,呈离散分布特征; 2000-2008年间,不稳定斑块一方面呈现出集中连片的分布态势,这在江宁区和栖霞区最为典型,另一方面这种集中分布趋势也扩大到了六合区与高淳县。从不稳定斑块的转化方向看,均以建设用地所占比例最大,两个时段内转为建设用地的不稳定斑块分别占到了不稳定斑块总面积的87.09%和68.46%,其次的转化方向为水域,两个时间段内分别达到了10.61%和23.86%。从景观斑块变化的原因来看,对当地景观斑块稳定性影响最大的主要是人口与经济发展、城市规划的引导和重大的生态建设工程等人为因素。     

甘肃民勤地区不同地下水埋深花棒蒸腾耗水研究

采用非称重式地下水恒位补偿蒸渗仪稳定供水系统、气候观测、土壤含水量测定等方法,研究了1995年分别定植于地下水埋深为1．6m、2．6m和3．6m蒸渗仪栽培池中的1年生花棒(Hedysarum scoparium)从1995年至2000年单株的蒸腾耗水规律。结果表明：(1)花棒不同生长阶段(年龄)蒸腾耗水对地下水埋深具有不同的响应特点。1年生花棒2．6m和3．6m地下水埋深条件下蒸腾量分别比1．6m高出188．35mm和113．7mm;4年生花棒蒸腾耗水量比1年生有显著增长,1．6m、2．6m和3．6m地下水埋深的花棒蒸腾量分别为440．96mm、397．78mm和471．88mm,较1年生增长了3．5倍、0.39倍和1．2倍;6年生各地下水埋深蒸腾量有不同程度的下降或稳定趋势,2．6m和3．6m埋深分别比4年生下降了16．3％和36．7％,而1．6m埋深几乎不变;(2)生长季花棒蒸腾耗水占全年蒸腾量的绝大部分,但由于受气候、不同生长阶段植物生理生态以及土壤含水量分布等的影响,各水位1年生和6年生花棒生长季蒸腾耗水主要集中在径生长期(7～8月份),而4年生花棒各水位条件下生长季不同阶段蒸腾耗水相差不大,同一生长季内各水位间的蒸腾耗相差较小;(3)生长季花棒蒸腾耗水量与环境因子单因素关系分析表明,不同地下水埋深条件下花棒蒸腾耗水主要相关因子不尽相同．但其机理仍需进一步研究。     

北京市城乡交错区绿地和植物种类的构成与分布

北京城市化过程中,沿着城-乡过渡带绿地类型与植物种类构成正发生着显著变化,认识这种变化对于城市植物多样性保护和城乡绿化一体化建设是十分必要的。本研究在北京市北部城乡交错区沿城-乡梯度设立由5个边长5 km的正方形(样窗1至样窗5)组成的总面积为125 km~2的样带,采用Geo Eye-1高分辨率卫星全色影像,结合实地普查,对样带内的土地利用情况、绿地类型及植物种类构成与分布进行调查分析,结果表明:(1)样带内不透水面指数为42%,绿地率56.08%,水面面积占总面积的1.92%。沿城-乡梯度不透水面指数逐渐减少,绿地率逐渐增加,绿地类型从城市绿地转变为平原农田为主的生产型与防护型绿地,到山区以风景林为主的林地;(2)样带区内共有维管束植物98科313属481种,其中北京本地种75科216属330种,占总数的68.61%;国内引进种37科62属72种,占总数的14.97%,国外引进种32科70属79种,占总数的16.42%;(3)样带各样窗植物属的区系地理成分包含全国全部15个分布区类型,其中北温带分布型是该区的最主要类型,占总属数的23.3%;之后依次是泛热带分布占17.3%、世界分布占14.1%和旧世界温带分布占10.9%,总的热带分布型植物达到31.6%,主要由一部分少种属和绝大多数单种属构成;(4)沿城-乡梯度植物种丰富度顺序为:样窗3样窗2样窗1样窗4样窗5,乡土种所占比例沿城-乡梯度升高,从样窗1的67.08%提高到样窗5的87.76%,除样窗3外,其余样窗中国外引进种的比例均高于国内引进种。     

中国生态用地稳定性空间分异及其影响因素

生态用地稳定性是生态用地数量与质量双重保护的重要载体。基于2000、2010、2020年的GlobeLand30土地利用数据,借助地理信息系统(GIS)空间分析方法,并应用生态用地稳定性指数,揭示中国2000—2020年生态用地稳定性空间格局特征;同时运用地理探测器,探究中国生态用地稳定性的主要影响因素。主要研究如下：(1)近20年中国生态用地面积总体减少了近7.44×10⁴ km²,以新疆西北部缩减最为明显;同时,耕地(76.5%)、建设用地(11.3%)的侵占是生态用地缩减的主要原因。(2)近20年中国稳定性生态用地数量变化不大,其空间分布与“胡焕庸线”较一致,其中热点面积分布在“胡焕庸线”西北侧(42.3%),冷点面积在“胡焕庸线”东南侧(21.2%);以占稳定性总面积53%的高稳定等级的生态用地为主,集中分布在生态脆弱的西部地区,中(24%)、低(23%)稳定等级数量相差不大,多在人口密集、经济发达的中东部地区。(3)自然因素,特别是年降水量与年日照时数,对生态用地稳定性变化的影响最为显著;同时自然与社会经济因素的交互作用,相较单一影...     

宜昌市生态安全网络要素时空动态及其影响因素

生态安全网络是维持城市生态系统结构完整性与功能多样性的重要框架,连接其中的生态要素对协调城市建设与生态系统可持续发展具有导向性意义。以三峡大坝所在地宜昌市为研究对象,基于“源地识别-阻力面构建-廊道提取-节点分析”的网络范式,对2000—2020年不同生态安全网络要素的时空动态特征及其影响因素进行分析。研究结果显示：(1)基于核心区筛选、生境质量热点提取、景观连通性判断以及自然保护地检验等步骤综合识别的宜昌市生态源地在三个时期分别为43.41、49.03万hm²和47.76万hm²,集中分布在三峡库区水土保持区;生态廊道数量、里程及覆盖面积逐渐减少,其中廊道数量与里程集中在平原浅丘生态建设区,而廊道覆盖面积聚集在三峡库区水土保持区,生态夹点数量与面积先增后减,均集中在三峡库区水土保持区,生态障碍点集中在三峡库区水土保持区和平原浅丘生态建设区;(2)生态阻力结构自西向东逐渐增加,不同时期阻力值分别为38.90、42.19和40.66,平原浅丘生态建设区内生态阻力强度显著高于其他分区;(3)以降水量为代表的气候要素对生态源地空间分布驱动效果最为显...     

基于MODIS和CASA模型的伊春市森林植被NPP变化特征及其影响因子分析

植被净初级生产力(net primary productivity,NPP)是判定生态系统质量状况和碳汇的重要因子,反映了植被群落的生产能力和生态过程,对调节全球碳平衡、增强生态服务功能具有重要的意义.本文基于MODIS卫星遥感资料和改进的CASA模型,利用2000-2019年MOD17A3HGF的NPP年际数据和气象...     

北京平原造林后景观格局与热场环境的耦合分析

在人类积极的土地利用调控下(植树造林),研究景观格局变化对城乡热场环境的影响,可为今后的城市造林工程建设与优化提供参考,并为未来景观格局与热场环境的相关研究提供新视角.本研究以北京平原区百万亩造林项目为背景,运用遥感技术和地理信息系统,利用矩阵转移及耦合分析,评估平原造林对城市热场环境的实际作用,探究因城市造林工程引起的景观格局变化与城市地表温度变化的相关关系.结果表明: 北京平原造林工程后,森林和公园的面积比例分别增加了7.6%和0.5%;平原区有19.2%区域热场强度降低,其中,城郊有23.3%区域的热场强度减弱,但仍有23.5%的城市区域存在热场增强的情况;在城乡尺度上,森林和公园面积比例、森林和湿地的平均斑块面积(MPS)与地表亮温(LST)变化呈显著负相关;在城市市区,森林的面积加权平均形状指数(AWMSI)与LST变化呈显著正相关;在城郊区域,森林的MPS和AWMST与LST变化均呈显著负相关,而公园则相反.北京实施平原造林工程后,增加的城市森林和公园对城市热场的缓解有一定作用,但范围有限,主要集中在城郊区的造林点周围,且森林与湿地越集中,越有利于热场的缓解;受研究粒度、时相、地形、人类活动等因素影响,土地利用结构调控引起的景观格局变化与地表温度变化之间存在非线性相关.     

太行山低山丘陵区景观变化特征分析——以河南省济源市为例

以位于太行山南端的河南省济源市为例 ,在对其内部环境进行区划的基础上 ,利用遥感影像数据对其 1995～ 2 0 0 0年的景观变化特点进行了分析。结果表明 ,济源市的景观基质没有变化 ,均是以耕地占绝对优势 ;在景观类型的绝对面积变化中 ,以耕地面积的减少最大 ,而草地和林地的面积则呈现出明显的增加。从景观斑块类型的区域相对变化速率来看 ,变化最明显的区域主要集中在黄土丘陵区 ,该区域的变化速率高于全市的平均变化速率。从景观斑块类型的变化速率看 ,黄土丘陵区的水域、居民点和未利用土地的平均变化速率也大于全市同一斑块类型的变化速率。从该市主要景观斑块类型的转化方向来看 ,耕地、林地、草地这三者之间相互转化比较频繁 ,在目前的国家环境政策下 ,这容易造成人财物的浪费 ,同时也导致了环境稳定性的下降 ,这是极不合理、也是极不经济的。促使上述变化的驱动力主要表现在环境安全驱动上 ,其中起到至关重要作用的为以政府行为所实施的太行山绿化工程、黄河中游防护林工程、天然林保护工程以及退耕还林工程等。