黑河流域地下水埋深与气候变化对植被覆盖的影响研究

植被是联结土壤、大气、水分的自然纽带,在一定程度上,植被变化能在全球变化研究中充当"指示器"的作用.黑河流域位于我国西北干旱地区,气候变化敏感,以黑河流域为研究区,采用1998—2008年Spot-Vegetation的NDVI数据,以同时期的气象数据和区域地下水埋深数据为基础,通过ENVI、Arcgis等软件对数据进行统计分析,利用多元统计模型分析植被指数NDVI与年均温、年地下水埋深之间的定量关系,得出如下结论:1)黑河流域植被覆盖呈上升趋势,其中春季增加趋势最大;在空间分布上,黑河流域上中游的张掖、金塔等地区植被覆盖增加趋势明显,植被覆盖下降的区域主要在下游地区.2)黑河流域的年均地下水水位整体上呈下降趋势,地下水位埋深由年均3.09m上升到4.67m,其中地下水埋深较深的位置主要集中在上游,处于张掖市张掖农场周围,下游地区埋深普遍较浅.3)植被覆盖指数NDVI与温度成正相关,与地下水位埋深呈现负相关,综合分析NDVI变化趋势与气候变化和地下水之间的关系,建立三者之间的定量关系.本研究为定量评价由植被覆盖为主要表征的区域生态环境状况提出了科学的依据.     

石羊河流域下游植被覆盖变化与地下水和气候的响应分析

基于1998-2008年Spot-Vegetation归一化植被指数(NDVI)数据集,采用遥感与地理信息技术以及最大值合成法获取了石羊河流域下游植被覆盖的时空变化特征,利用同期气象数据和地下水埋深数据,构建Matlab多元回归模型,综合分析了NDVI与地下水埋深、年降水量和年均气温的响应关系,平均相对误差为5.83%.研究发现11年来石羊河流域下游植被覆盖整体上经历了1998~2002年持续增加期、2003-2004年短暂下降期及2005-2008年稳步回升期,植被改善的区域面积大于植被退化的区域面积,植被覆盖整体呈现增加趋势.研究区NDVI与年降水量和年均温呈现显著相关,且年降水量对NDVI的影响大于年均气温,而NDVI与地下水埋深的相关性不显著.研究区植被覆盖受年降水量的影响相对于年均气温和地下水埋深较大,且与当地退耕还林政策和关井压田政策的实施关系密切.     

敦煌绿洲地下水时空变异特征及其对土地利用/覆被变化的响应分析

应用遥感和地统计学方法,分析敦煌绿洲土地利用/土地覆被变化对地下水位时空变异的影响,通过半变异函数模型、克里格插值拟合敦煌绿洲1987年和2008年地下水位时空变异性特征,结合遥感解译生成的1987年和2007年二期土地利用/土地覆被类型分类图,叠加分析不同地下水埋深变化与土地利用类型转移之间的关系.结果表明:人为因素对地下水位空间异质性变化有较大影响,1987-2007年间地下水位的最大自相关距离显著增大,地下水资源的连通性和脆弱性也在增加.耕作区、城建用地和无植被区面积增加,各类草地和灌木林地面积减少,生态环境有退化趋势.地下水时空变化与土地利用与覆被变化具有一定的响应关系.干旱区温度的升高对绿洲地下水位变化具有一定的影响,而耕地的增加、抽水灌溉、渠系衬砌、旅游业蓬勃发展等人类活动加大了耗水量,减少了地下水补给,占用了生态用水,是导致绿洲地下水位持续下降的主要原因.     

黑河流域1988—2000年土地利用/覆被变化研究

利用1988年和2000年Landsat 5的4、3、2（RGB）波段合成影像解译结果,采用中国科学院资源环境数据库中的全国1∶10万土地资源利用分类系统,基于GIS（ArcView 3.2a）对黑河流域近12年来土地利用/覆被变化（LUCC）进行了研究。结果表明：（1） 土地利用结构变化表现出耕地、林地和城镇用地明显增加,草地和水域减少的趋势,反映出区域城镇化进程加快和生态环境恶化的趋势;（2） LUCC的区域差异显著：上游地区水域在减少,草地和未利用地大量增加,林地和城镇用地变化不大;中游地区耕地、城镇用地大量增加,草地急剧减少;下游地区水域面积大量减少,草场严重退化,未利用地大量增加,生态环境遭到严重破坏。最后,对研究区LUCC的原因和土地持续利用途径进行了讨论。     

基于SWAT模型的锦绣川流域土地利用和覆被变化的水文响应分析

为了解决济南锦绣川流域土地利用变化显著的问题,保护济南泉水的重要补给区,研究流域土地利用和覆被变化的水文响应,构建建立SWAT模型所需的流域的土地利用数据库、土壤数据库以及2006—2012年的水文气象数据库,利用SWAT模型模拟流域径流过程并率定模型参数;通过遥感影像分析1988、1996、2002、2009、2014年夏季的系列土地利用和覆被变化,利用率定后的模型模拟降水条件相同而下垫面条件不同时的流域径流过程,定性评价流域土地利用和覆被变化的水文响应,并分析其影响因素。结果表明:SWAT模型可以较好地模拟研究区的径流过程,具有较强的适用性;土地利用变化会引起流域年径流总量与年内流量过程的变化,1988—2002年及2002—2014年流域地表径流分别增加了0.92%、0.66%;水体、道路、居民点用地面积大幅增加与草地面积减少是流域径流变化的主要原因。     

典型干旱区绿洲植被-地下水埋深-土壤盐分的空间分异与耦合分析

干旱区绿洲内部植被与水土的相互作用直接影响到绿洲的稳定。为了探索绿洲植被-地下水埋深-土壤盐分的空间分异与耦合关系,本文以典型干旱区绿洲——新疆和田地区克里雅绿洲为实例,根据归一化植被指数(NDVI)、地下水埋深和土壤盐分数据,采用地统计、3S技术、回归分析及K-S检验等方法,在耦合系数模型的基础上,研究植被覆盖、地下水埋深及土壤盐分的空间分异规律及相互关系。结果表明:(1)植被覆盖空间格局围绕克里雅河新老河道、平原绿洲内稻田区和绿洲外围过渡带等景观呈梯度分布;(2)克里雅绿洲区域内地下水埋深整体上由北向南逐渐增加,土壤表层含盐量整体上由西至东呈带状分布;(3)研究区植被覆盖、地下水埋深及土壤盐分的空间分异趋势比较一致;(4)克里雅绿洲地下水埋深、土壤含盐量及植被覆盖指数三者存在较高的耦合关系,耦合度在0.6以上,属中级协调。     

三峡库区土地利用/覆被变化对碳储量的影响

【目的】土地利用/覆被变化通过改变陆地植被覆盖度对生态系统产生影响,笔者估算1990—2015年三峡库区不同土地利用类型碳储量的变化,及时有效地评估土地利用变化与区域生态系统碳储量的关系,了解三峡库区生态系统碳储量对土地利用变化的响应,为区域碳循环研究提供参考。【方法】以1990年、2000年、2015年Landsat影像获取三峡库区土地利用/覆被变化数据,应用InVEST模型定量分析了土地利用/覆被变化对三峡库区生态系统碳储量的影响。【结果】1990—2015年三峡库区土地利用格局和各类土地面积发生了明显变化,林地、水域、建设用地和未利用地面积均不断增加,而耕地和草地面积减少; 1990—2015年三峡库区生态系统碳储量呈持续增加趋势,净增加量为90.43 Tg,增加率为24.47%,年增加率为0.98%; 三峡库区生态系统碳储量空间分布不均,呈现出东高西低、南高北低的趋势; 耕地转化为林地是库区生态系统碳储量增加的主要原因,碳损失途径主要源于林地开垦为耕地、其他土地利用类型转为水域和建设用地。【结论】三峡库区土地利用类型变化导致生态系统碳储量时空分布格局发生了相应变化,生态系统碳储量随林地面积的增加而增加。因此,在保障耕地安全的前提下,加大三峡库区退耕还林力度,加强三峡库区林地保护,有助于增加库区碳汇潜力并改善库区生态环境。     

后寨河流域岩溶含水层脆弱性及其对土地利用方式的响应

岩溶含水层由于其本质脆弱性,对土地利用变化极其敏感,土地利用/覆被变化在很大程度上影响着地下水的水质和水量.以典型岩溶单元—贵州普定后寨河流域为例,分析了流域水文地质背景下的岩溶含水层本质脆弱性,结合流域地下河水近20年的水化学资料,分析了含水层脆弱性对土地利用变化的响应.结果显示:土地利用/覆被变化、农业活动、城镇建设及居民活动都对地下水质变化有明显影响.因此,调整土地利用结构,恢复岩溶植被,改善生态环境是保护和改善岩溶水资源的重要途径.     

干旱区内陆河流域荒漠河岸林变化研究

新疆塔里木河流域以胡杨为建群种的荒漠河岸林是我国及世界上胡杨分布最为集中的地区之一。通过分析该地区土壤含水率、地下水埋深、地形地貌类型与胡杨空间分布、龄级结构、郁闭度的关系,探讨其生长状况。同时,采用１９８３年、１９９２年及１９９６年遥感信息源编制植被专题图件,在ＧＩＳ支持下处理图件,并应用制图数据及相关自然及人文数据,分析胡杨面积变化及演替规律,强调了系统重建设及恢复的重要作用。     

内蒙古农牧交错区土地利用/覆被变化及土壤侵蚀——以太仆寺旗为例

为了研究生态恢复政策对农牧交错带土地利用/覆被变化及土壤侵蚀的影响,本文以内蒙古农牧交错带太仆寺旗为例,基于RS和GIS技术,利用土地利用、坡度、植被覆盖度等信息,分析研究区土地利用类型的空间分布和迁移特征,并运用GIS软件的空间叠加分析功能,对太仆寺旗土壤水蚀强度进行评价.结果表明:1975—2007年,农业用地、林地和水域面积稍有下降,草地和建设用地面积增加,未利用土地面积变化不明显;与1975年相比,2007年各种土地类型在空间上集中连片分布,土地利用重心发生了明显迁移;研究区主要受到微度和轻度水蚀的影响,农业用地更易受到强度和极强度水蚀.     

贵州省赤水河流域土地利用/覆被变化及驱动力分析

以遥感影像与土地利用/覆被详查资料为主要数据,在Arc-GIS支持下研究贵州省赤水河流域2000-2010年间土地利用/覆被变化,分析土地利用结构变化和动态变化特征,阐明耕地变化的驱动因素.结果表明：2000-2010年间,耕地（旱地、水田）面积减少51.84 km2;园地、水域、灌木林和裸岩面积变化程度较小;草丛、稀疏植被和森林面积分别增加了1.98 km2、2.19 km2和12.85 km2;其中,建设用地年变化率与动态变化最显著分别为10.98％、13.18％,面积增加了33.40 km2.研究认为,除自然因素外,政府政策、工业化、城镇化等人文因素是影响流域土地利用的主要驱动力.     

石羊河流域土地利用与景观格局变化

以1994,2005年TM影像为基础数据,在GIS技术、数学模型及景观生态学理论支持下,分析石羊河流域土地利用变化的时空特征和格局变化.结果表明:近11年来,研究区耕地、林地、城乡工矿居民地用地和未利用土地均有增加,草地和水域呈减少趋势;土地利用程度较高,存在地区差异;各区县各地物类型的相对变化率之间存在明显的差异,但空间格局并不明显;草地和城乡工矿居民地用地的重心漂移量明显,其中草地漂移量达到了19.837 km,各类用地重心分布的变化反映了石羊河流域下游荒漠化程度加剧,生态环境进一步恶化;研究区斑块数量明显减少,斑块密度下降,景观破碎化程度减轻,景观多样性指数和均匀度指数下降,区域内土地利用类型向非均匀化方向发展,在一定程度上反映了人类活动对景观整体的影响;人口增加是现阶段石羊河流域土地利用变化的主要原因.     

岷江流域植被变化特征及其成因解析

本文使用1998-2018年的连续时间序列的SPOT/VEGETA-TION NDVI卫星遥感数据,分析岷江流域地区的植被时空变化,并利用趋势性分析、相关分析、归因分析方法量化植被变化对主要气候因子（年均降水、年均气温）和人为因子（城市化、人工造林、粮食产量、灌溉面积等）的响应关系, 该研究为岷江流域植被保护和生态建设,以及岷江流域土地的合理利用提供了理论支持。研究结果表明：近20年来岷江流域的NDVI整体呈现出增加趋势,其变化率为0.043/10a,耕地,草地、林地和荒丛的NDVI的变化率分别为0.032/10a、0.016/10a、0.054/10a和0.044/10a。岷江流域约有71.30%的区域NDVI指数呈现显著增加的趋势,这些地区主要分布在岷江下游和马尔康县、玛沁县的大部分区域。其中,降水、气温和人为因子对NDVI变化的贡献量分别为：0.004/10a、0.012/10a和0.027/10a,气候因子和人为因子对NDVI变化的贡献率分别为37.21%和62.79%,人类活动在岷江流域地区的植被恢复过程中起到了明显的作用。 关键词: 岷江流域;植被变化;气候变化;人类活动;归因分析     

三峡库区土地利用/土地覆被变化研究现状与展望 (三峡地区资源环境生态研究)

三峡库区土地利用/土地覆被研究是三峡库区生态环境变化研究的基础,而三峡库区已成为区域土地利用变化研究的热点。当前的研究印证了三峡工程的建设对土地利用土地覆被产生了一定程度的影响,其中,耕地向建设用地的流转是土地利用变化的主导方向,河流水面的面积增加显著,但相关变化机制因不同时间和地点有所差异;库区近几年的生态环境在总体上呈现恶化趋势,局部地区经治理后有所好转。但现有研究对土地利用/土地覆被的空间格局和变化及其和生态环境的空间变异性的认识不够,未来应加强三峡水库蓄水前后的土地利用/土地覆被变化(LUCC)对比研究,移民安置区土地利用变化的对比与土地生态安全评价研究,以及三峡水库未来土地利用/土地覆被格局与变化的模拟研究,以实现对库区土地利用/土地覆被未来变化发展趋势的预测和调控,并在此基础上进一步阐明库区LUCC与土壤侵蚀、库区水环境、库区利用生态安全、三峡水库可持续利用及全球变化的关系。     

草海湿地区域土地利用/覆被变化与预测研究

针对草海湿地区域典型性、特殊性,以1990、2000和2010年三期遥感影像为数据源,综合运用3S技术方法,从时间和空间两方面对研究区土地利用/覆被变化进行分析,继而利用MARKOV和CA-MARKOV模型预测研究区2020年土地利用情况.结果表明:草海湿地区域林地面积最大,耕地、草地面积变化较大,水域和建设用地的变化幅度和变化率明显且持续增加;从土地利用程度综合指数、变化量和变化率来看,土地利用集约化程度提高,土地利用正处于发展时期;从空间变化来看,1990-2000年土地利用/覆被类型间转化不大,2000—2010年转化较为复杂.通过对2020年预测分析结果可知,随着城镇化进程的加快,建设用地增加明显,水域面积持续增加,草海湿地继续得以保护.     

塔里木河下游输水条件下浅层地下水化学特征变化与合理生态水位探讨

结合2000—2005年塔里木河下游间歇性输水过程中地下水化学与地下水位变化的监测资料的分析发现：地下水化学特征对间歇性生态输水的响应表现出明显的阶段性；在地下水化学特征对输水响应的不同阶段，地下水化矿化度和主要离子含量的变化量与采样点距输水河道距离有较强相关性，而地下水埋深的变化是地下水化学特征阶段性变化的直接影响因素；地下水埋深在5m左右时主要离子含量和矿化度最小，水质状况最佳，植被盖度远大于荒漠化临界盖度.在该埋深条件下既能满足生态恢复的需要，又能避免水分的过度蒸发浪费.因此间歇性生态输水条件下，能维持较好水质并抑制荒漠化发展的合理生态水位为5m.     

基于遥感和GIS技术的祖厉河流域植被覆盖动态变化监测

利用祖厉河流域1987,1993,2003年的TM图像和2000年的ETM+图像共四期数据提取归一化植被指数(NDVI),运用混合像元模型(MPM)及NDVI反演植被覆盖度,并划分为4个不同的盖度等级.根据盖度等级的空间分布特征,比较分析了祖厉河流域植被覆盖变化情况.结果表明:整个祖厉河流域植被覆盖在1987-2000年逐步退化,到2000年起开始逐步恢复,经历了从逐步退化到逐步恢复的过程,植被的变化和土地利用方式紧密相关.基于遥感技术进行祖厉河流域植被覆盖度动态变化分析的研究思路和方法.为祖厉河流域生态环境保护提供参考依据.     

石羊河治理工程对下游地区地下水及其矿化度的影响

以民勤2001-2014年52眼观测井连续观测的地下水埋深、地下水矿化度数据为基础,分析地下水埋深及其矿化度的时空变化规律,与已采取的治理工程措施做了相关性分析.结果表明:空间上地下水埋深以泉山区最大,南湖区最小;地下水矿化度排序表现为湖区泉山区坝区南湖区;时间序列上,地下水埋深先增加(2001-2009年)后维持平稳并有减小的趋势(2010-2014年),地下水月变化特征整体呈V字型;地下水矿化度先变大(2001-2012年)后减小(2012-2014年),湖区和南湖区的地下水矿化度秋季大于春季,泉山区和坝区的春季大于秋季;地下水埋深及其矿化度与采取的治理工程具有显著相关性.     

岷江上游流域植被覆盖度时空变化分析

植被覆盖度是指示生态环境变化的重要指标。以Landsat系列遥感数据为基础,利用ENVI软件技术平台,通过像元分解法得出岷江上游流域1994-2014年20年间植被覆盖度的时空变化情况,确定植被覆盖度分类标准和等级的划分,并从研究区气象变化和人类活动对其影响及其变化规律进行探讨。研究结果表明:1994-2014年岷江上游流域植被覆盖度整体呈现波动向下减少趋势,特别是在2008年汶川大地震的影响下尤为明显,Ⅰ级植被覆盖度变化较为明显,减少面积占研究区的26. 4%,Ⅴ级植被覆盖度变化突出,增加面积占研究区6. 63%。空间格局上,岷江上游流域整体呈现出由西北河流沿岸逐渐降低的趋势,主要分布在维尔隆河和孟屯沟河流两岸以及理县西南部。岷江上游流域植被覆盖度结构趋于恶化,干涸河谷面积不断变大,需加强对干涸河谷的治理和林地保护,减少人为活动的干扰和提高抗自然灾害的能力,促进流域生态环境的可持续发展。     

基于“3S”技术的生态环境影响回顾性评价——以巫水流域水电梯级开发为例

采用"3S"(RS,GIS,GPS)技术对巫水流域1990年、2010年遥感影像进行处理,获得2期土地利用现状图、植被类型图和植被覆盖图,据此对该流域水电梯级开发引起的生态环境变化进行分析,为有效生态保护措施的制定、后期水利水电工程的合理规划提供科学依据.结果表明,流域内各土地利用类型发生了转变,主要植被类型未产生明显变化,植被覆盖度总体分布格局变化不大,水域面积的增加扩大了湿地动物生境,增加了水域的综合功能.