基于Landsat影像的合肥市地表温度空间特征分析

文章以合肥市为例，选择2008—2020年内5期Landsat影像，对包河区、蜀山区、庐阳区、瑶海区4个行政区进行地物分类与地表温度反演；采用地理加权回归(geographically weighted regression, GWR)模型与标准差椭圆(standard deviational ellipse, SDE)分别分析不透水层对地表温度的影响程度及其空间分布演化特征。在500 m格网化划分尺度下，4个行政区不透水层与地表温度的GWR全局拟合系数R²基本上大于0.8,其中包河区与庐阳区的R²随时间变化相对稳定，而蜀山区与瑶海区的R²增加，不透水层变化显著；2008—2020年，不透水层对应SDE演化趋势与对应城区扩张趋势基本一致，椭圆面积呈增长趋势，这与合肥市由以主城区为主的发展模式变为多地区共同发展模式相关。研究结果可为合肥市未来城市规划提供参考。     

基于改进的遥感生态指数的合肥市生态环境质量评价

城市扩张是合肥市近年来的主要特征，精准地评估城市生态环境质量的演变，给我国快速发展城市的生态建设和环境保护提供重要的参考依据.基于2000年、2010年、2020年的遥感影像图，通过改进的遥感生态指数(MRSEI),对合肥市近20 a的生态质量进行监测和成因分析.结果表明：(1)2000—2020年合肥市的生态环境质量先增后减，3 a的MRSEI均值分别为0.525、0.539、0.503,整体下降了4.19%;(2)研究区内中等级的生态质量占主导地位，占研究区总面积的50.60%,其中，优良等级呈“V”趋势，而较差等级的面积逐渐增加，说明生态环境出现局部恶化；(3)2000—2020年间合肥市生态质量呈总体下降趋势，在未来的经济发展中依然要遵循自然规律，合理地开发和利用自然资源.     

肯尼亚蒙内铁路区域植被覆盖度时空变化分析

通过分析长时序MODIS-NDVI数据,得到2000—2017年的植被覆盖度(Fractional Vegetation Cover,FVC),使用相关性分析、变异程度分析等方法对肯尼亚蒙内铁路区域植被覆盖度进行时空变化分析.结果表明:①2000—2017年研究区域FVC值总体呈增加趋势,增速为0.02%/10 a;2013—2017年蒙内铁路修建期间该区域FVC值缓慢上升,从74.82%上升到了76%.②FVC的总体特征为内罗毕国家公园、察沃国家公园以及蒙巴萨周边低海拔区域植被覆盖度较高,FVC值保持在80%左右;蒙内铁路中段车站等中小城市的FVC值较低,在60%以下.根据2000—2017年FVC值稳定性表现为面积增加占44.04%,稳定占52.45%,减少趋势占3.51%.③2000—2008年时段,面积转移矩阵比值为0.87,表现出轻度的减少,2009—2013年和2014—2017年2个时间段比值均1,表现出植被覆盖度(FVC)有改善的趋势.     

长江源区气温序列趋势变化及突变年份识别

对长江源区气温变化规律的研究,能为该地区气温变化政策的制定提供理论依据。文中以长江源区9个标志性的站点为研究对象,分析其1961—2019年的月均值、月均最高值和月均最低值气温走向,并且运用Spearman相关检验法、Mann-Kendall检验法、线性回归检验法和ArcGIS地图法对长江源区的气温走向进行趋势分析和突变年份的识别。结果表明:1961—2019年长江源区的气温为上升趋势,年均最高气温的倾向率最快,为1. 28℃/10a,年均气温及年均最低气温无明显上升趋势,平稳波动。用Mann-Kendall检验法对长江源区的气温检测显示,最低气温和最高气温突变年份在1968年和2000年,年均气温无较大波动。长江源区总体温度为中纬度地区高纬度地区低纬度地区。     

巴尔喀什湖流域1936—2005年气温特征

根据巴尔喀什湖流域4个代表站1936—2005年的逐日气温资料,应用滑动平均法、气候倾向率法和距平分析法对该流域年均气温进行年际和年代际变化特征分析,运用R/S分析法对年极端气温及其频数的年际变化进行未来趋势的预测.结果表明:该流域年均气温的年际变化呈增加趋势,且气温上升的倾向率从南向北、从东向西逐渐降低;年均气温年代距平值由负变正,变幅逐渐增大.以阿拉木图站为例,其年极端最高、最低气温均呈上升趋势,且未来年极端气温将呈持续上升趋势,未来年极端最低气温上升持续性强.     

重庆植被覆盖度时空演变及驱动力地理学探究

为了分析2000年以来重庆市植被时空变化情况及其驱动力作用性质,基于MODIS-NDVI数据,采用像元二分模型、差值法、均值法、一元线性回归模型研究重庆市2000—2015年遥感影像的植被覆盖度年、季时空演变特征,并利用地理探测器分析气温、降水量、人口密度、国内生产总值(gross domestic product, GDP)等因子对植被覆盖度的交互影响作用,及重庆市植被适宜性生长区域。结果表明:2000—2015年重庆市植被覆盖度季节均值呈春季到夏季增加,夏季到冬季减少的趋势;低覆盖度、中低覆盖度和中等覆盖度呈春季到夏季减少,夏季到冬季增加的趋势。2000—2015年重庆市植被覆盖度总体趋于改善,植被覆盖度提升面积远远大于退化面积,植被覆盖度在空间分布上东部地区高于西部地区。影响因子对植被覆盖度(fractional vegetation cover, FVC)影响的强度依次为:气温降水量人口密度GDP。人为因子和气候因子共同作用时,增强了对植被覆盖度的影响力。重庆市植被生长适宜性区域是年均降水量等级为1 383.3～1 567.6 mm、气温分区为5～10.2℃、人口分区为22.7～211.5人/km~2及年均GDP为17万～2 947.7万元/km~2的地区。研究结果可为重庆市生态环境治理和保护提供科学依据,丰富地理探测器模型研究成果。     

天山一号冰川对周边气候变化的响应

在全球气候变暖的大背景下,冰川对气候变化极为敏感。文章以天山一号冰川为研究区,使用的冰川面积变化数据有1962年、1973年、1980年和1986年由中国科学院地理研究所冰川冻土研究室测量绘制的冰川面积数据;1991—2019年的影像数据是通过谷歌历年影像、GF1、ZY3、GF2和GF6获取的面积数据。通过目视解译提取1962—2019年一号冰川面积现状,分析近60年天山一号冰川时空变化特征,结合近60年周边6个水文观测站和气象站点的气温、降水量数据,通过对一号冰川面积变化与气候气象数据的相关关系,分析了天山一号冰川对气候变化的响应。得出以下结论:(1)天山一号冰川面积变化:1962—2019年天山一号冰川面积在不断减少,1993年分为东西两支不同规模的冰川;发现2019年冰川面积已经减少为1.55 km~2,80年代至90年代面积减少量最大,退缩率最快;由遥感影像图发现冰川东西支之间的距离越来越远;也通过柱状图对比发现东支面积退缩量比西支更加明显。(2)研究区气候变化:1957-2019年62年间,周边地区年均总温度和年均总降水量均呈现持续上升趋势;年均降水量的上升程度相比年平均气温趋势不明显;但两者都有很高的线性拟合度。根据计算,发现气象站的平均温度趋势率为0.27℃·10a-1,这意味着在过去60年中,它增加了1.9℃。这个温度趋势率明显高于全国平均值0.22℃·10a~(-1)。(3)冰川与气候变化关系:根据冰川面积变化图和年均气温变化图发现,随着冰川面积的退缩,周边地区年均温度和年均降水量总体呈现上升趋势;因此得知冰川退缩的最关键因素是周边地区气温的升高和降水量的增加;该地区冰川面积的变化和气候变化可能有10年左右的停滞期。     

中国不同时段气候变暖速率的时空分异研究(1961—2014)

基于多种统计方法,采用534个站点数据诊断中国1961-2014年年均气温变化.结果表明:在时间序列上,中国年均气温整体呈现出增加趋势,但是各时段变化趋势却又各不相同,分别表现出“减-增-增-增-减”的动态变化特征,并且在不同时间尺度上表现出2~6、20、40和60a左右的波动特征,在1998年左右中国年均气温发生突变,气温变暖出现停滞.在空间分布上,中国年均气温1961-2014年近100%的站点均呈增加趋势,且此时段各年代相对整个研究段呈增加趋势的站点比例依次是2.6%、32.9%、78.8%、86.0%和11.2%.尤其是1960时段和2000年以后是大面积气温趋势下降显著的时段,而1971-2000年是中国大面积显著增加的时段.不论是气温趋势增加或减少,青藏高原和东北地区均在空间分异格局中率先表现出十分显著的变化特征.尤其是2000年以来中国年均气温变化出现了明显的停滞现象,与此时段的二氧化碳急剧上升形成了十分鲜明的对比.对于气候变暖停滞的原因,仍存在诸多不确定的认识,亟待进行深入系统的研究.      

天津地区降水和气温的变化趋势及多尺度交叉小波分析

由于降水量和气温的变化对水循环研究与水资源规划和利用具有重要意义,运用线性倾向估计、Mann-Kendall检验和交叉小波的方法分析了1954年—2013年天津地区主要气象站点的年降水量和年均气温.结果表明:天津站点的降水倾向率为-16.92—14.11mm/(10a),年平均气温的线性倾向率为0.181~0.309℃/(10a);天津地区气温在1954年—1982年波动变化,1982年发生突变呈上升趋势,且在1991年后上升显著;天津地区降水量和气温的周期性具有相似性,降水量和气温在1960年—1970年呈负相关关系,其共振周期高能量区主要分布在1965年前后的2a;天津地区的降水量和气温在多时间尺度上主要呈非线性关系,降水量减少而气温升高,总体呈现干旱化趋势.     

基于遥感的合肥市建成区时空变化分析

以合肥市为研究区,以6期Landsat 卫星影像为数据源,采用目视解译法和支持向量机法对合肥市遥感影像进行监督分类与精度评价,在此基础上结合紧凑度指数、分形维数、重心转移指数等指标分析合肥市建成区的时空变化。研究结果表明:(1)1995—2013年合肥市建成区扩展以边缘式扩张形式为主,由主城区边缘向外以发射状延仲;2013—2018年建成区扩展主要在区域内部扩张即“填充式扩张” ;2018—2020年建成区扩展以“飞地式扩张”为主。(2)建成区的重心向西和西南方向转移(其中2013—2020年重心向北转移)。(3)合肥市建成区面积一直处于增加状态,增速较快,从1995年的129.64 km''增加到2020年的884.03 km''。     

1973-2015年年楚河上游流域径流变化趋势及驱动因素分析

青藏高原是对全球气候变化响应敏感且不确定性最大的地区。本文选取青藏高原雅鲁藏布江年楚河上游流域为研究区,基于流域两气象站(江孜和帕里站)1973—2015年逐日气温、降水数据,以及江孜水文站月流量数据,采用Mann Kendall检验、线性趋势法等多种趋势分析方法,分析了气温、降水、径流的年际和年内变化特征,并探讨了影响径流变化的主要因素。结果表明:1)年楚河上游流域气温呈显著上升趋势,增加速率为0.02℃·a~(-1),降水呈不显著下降趋势,减少速率为0.39mm·a~(-1);2)流域径流量年内分配极不均匀,主要集中在5—10月,年均径流量整体呈减少趋势,但在1973—2000年表现为增加趋势,2000年之后呈减少趋势;3)流域内冰川和积雪面积在2006年后呈明显减小趋势,但降水变化仍是流域径流量变化的主要驱动因素。全球变暖引起年楚河上游流域气温升高,降水减少,径流出现先增加后减少的趋势,这将进一步加剧流域水资源短缺,影响流域水资源开发利用、合理配置和区域可持续发展。     

中国生态系统GPP变化热点区域检测与归因分析

结合趋势分析与热点分析检测中国GPP变化的热点区域，从热点区和像元2个尺度探讨了自然和人类活动对热点区域GPP变化的影响.结果表明：1982-2017年中国GPP总体呈增加趋势，变化均值为1.92 g·m^-2·a^-1;GPP正向变化的热点区域位于川西高原、黄土高原、华北平原及云贵高原；GPP负向变化的热点区域位于藏南、长江三角洲和东南沿海地区；研究考虑的3个自然因子中，气温与GPP相关程度最高；以气温和人类活动为主导因素的像元比例最高，达43.86%.气温和人类活动在各热点区域的影响方向不同，总体上在GPP显著增加的4个热点区域都起到了促进作用，在GPP显著减少的3个热点区域都起到了负面影响.     

1960—2013年重庆市气温变化特征分析

【目的】深入了解重庆市气温变化的时空分布格局。【方法】利用重庆市34个气象台站1960—2013年的逐日气温资料,采用线性倾向估计、滑动t检验、Mann-Kendall突变检验以及 Morlet小波等方法分析重庆市气温变化特征。【结果】1960—2013年重庆市的区域增温速率为0.008℃?a-1;四季气温也均呈上升趋势,其中秋季增幅最大,夏季最小;年平均气温存在显著的2~4a周期变化,年均温年代际变化具有阶段性,2000年前有降温的趋势,其中1980—1989年为低温期,2000年气温突变后为升温期;季节均温年代际变化表现为:春季、秋季、冬季呈“降温—增温—降温”的变化过程,夏季则只有“降温—增温”的变化趋势;气温增温速率在空间分布上由西向东逐渐升高,巫溪达到最高值,为0.056 ℃?a-1。【结论】1960—2013年重庆市的区域年平均气温略有上升,四季升温趋势存在差异;气温年代际变化具有阶段性:低温期、过渡期、升温期,2000年为重庆市气温突变年;气温增温趋势总体呈由西向东逐渐递增的空间分布格局。
     

黄土高原极端降水变化及其对植被覆盖度影响

全球变暖背景下,黄土高原极端降水事件频发,对社会经济及植被生态产生了重要影响,研究黄土高原极端降水变化特征及其对植被覆盖度(fractional vegetation cover, FVC)影响,可为生态环境保护和区域可持续发展提供科学支撑。基于2000—2020年黄土高原64个气象站点逐日降水数据和MODIS NDVI数据,采用趋势分析、相关分析等方法,分析了黄土高原地区极端降水和FVC时空变化特征及极端降水对FVC的影响。结果表明：2000—2020年黄土高原地区总降水量P_RCPTOT、中雨日数R_10mm、大雨日数R_20mm、强降水日数R_25mm和降水强度S_DII均呈显著上升趋势(P<0.05),区域西部和北部强降水总体增加,但区域南部呈干旱化。2000—2020年黄土高原FVC总体呈显著上升趋势(P<0.05),集中分布在区域中东部,占区域总面积的32.00%;显著下降趋势主要分布在南部少部分地区,仅占区域总面积的4.91%。2000—2020年黄土高原地区F...     

黄河中游龙潼区间水沙变化特征及其对降水和人类活动的响应

为实现黄河中游水土保持效益评价和生态环境政策调整，以1957～2019年龙潼区间降水、径流、输沙和遥感数据为基础，运用累积距平法和双累积曲线等方法，分析了降水和植被指数变化与水沙之间的关系.结果表明：龙潼区间降水量随时间变化呈不明显减小趋势，而径流量和输沙量随时间变化却呈显著减小趋势.径流在1985年发生了由丰到枯的突变，输沙在1985年和2002年发生了由丰到枯的突变.归一化植被指数(NDVI)呈现恢复态势，年均NDVI指数上升1.7%,空间上NDVI指数呈波动增加趋势，区间流域的南部地区植被覆盖度最佳.与基准期A(1957～1985年)相比，B时期(1986～2019年)降水对径流的贡献率为26.21%,而人类活动对径流的贡献率为73.79%.与基准期A(1957～1985年)相比，B时期(1986～2019年)和C时期(2003～2019年)降水对输沙的贡献分别为22.80%和11.73%,而人类活动对输沙的贡献率为分别为77.20%和88.27%.     

三峡库区植被覆盖时空变化特征及归因分析

采用趋势分析探讨了三峡库区植被NDVI(Normalized Difference Vegetation Index)时空变化格局及与海拔的关系；通过Mann-Kendall检验对NDVI变化的突变点进行了识别；通过相关分析明确了区域NDVI与气候、人文因素间的关联性和驱动分区.结果表明：(1)2000～2019年区域NDVI均值呈波动上升趋势，空间分布异质性明显，且随海拔上升呈先增加后略微降低的趋势；(2)2000～2008年NDVI增加趋势较明显，2009年以后放缓；(3)以气候为主要影响因素的区域仅占研究区面积的8.9%,人类活动是区域NDVI变化的重要因素.其中，退耕还林等生态工程具有正向作用，城镇化对经济发展起着负向作用，亟需采取相应措施以实现区域经济-生态系统良性互动.     

阿克陶县近50年来气候变化特征分析

根据阿克陶县气象站的1960-2009年历年月平均气温,降水量,日照数,蒸发量等资料,利用回归分析、趋势分析法分析了阿克陶县50年来气候变化的特征.分析结果表明：（1）近50年来阿克陶县的年均气温总体呈下降趋势,年均气温线性倾向率-0.11℃/10 a.年内气温变化存在季节差异,春、夏和秋三个季节气温均呈下降趋势,冬季气温略呈上升趋势.（2）近50年来全阿克陶县的年降水量变化呈増湿趋势,变化倾向率为8.74mm/10 a,年内四季均呈增长趋势,其中,夏、秋两季降水量增长比较明显,春、冬两季不是很明显.（3）近50年来阿克陶县的日照时数呈减少趋势,变化倾向率分别为-102.24 h/10 a.对当地的生态环境的改善和农业经济发展等都有十分重要的意义.     

西北地区植被覆盖时空特征及其对气候变化的响应

目的定量分析西北地区地表植被覆盖的时间变化与空间分布,为其合理开展农业生产,进行环境保护和生态建设提供科学的决策依据。方法利用西北地区1982—2006年GIMMS-NDVI数据,以绿度变化率和偏相关分析法为基础,分析了西北地区不同生态地理分区NDVI的年际变化以及植被覆盖变化对气候要素在空间上的响应。结果近25年来,高原植被覆盖整体呈波动增加的趋势。各生态分区的NDVI均呈增长趋势,并且随着湿润程度和温度的降低,年均NDVI随之减小;1982—2000年降水量在减小,但减小幅度不显著;气温呈显著上升趋势,年均NDVI与气温的相关性较好。结论西北地区的东南部和西北部地区水热组合条件相对于中部地区较好;植被覆盖较好的区域,其改善的趋势明显,相反则不明显;西北地区东部水热组合条件向不利于植被生长方向转变,而西部向利于植被生长的方向发展。     

甘肃省部分地区近65年降水量和气温变化特征分析

水资源是影响地区经济、社会和生态环境的主要因素,而气候变化又强烈地影响着水资源系统的变化趋势。利用甘肃省近65年(1951-2015年)降水和气温的年时间序列,通过对甘肃省降水量和气温的变化趋势及时空特征分析,探讨了甘肃省降水和气温变化对地区水资源的影响,从而为甘肃省水资源的合理利用以及短期内气候变化预测提供依据。结果表明:(1)甘肃省降水量逐年呈减少趋势,各主要地区降水量分布不均匀,降水波动较大,年均降水量在200～300mm之间,降水对水资源的影响相对较少;(2)甘肃省气温总体呈上升趋势,在1998年发生突变,气温开始明显升高,年均气温在9～10℃之间,气温的升高使得水资源的蒸发量增加,降低水资源的有效利用。     

宝鸡市温度模型设计与分析

为探究全球气候变化背景下宝鸡市气温变化趋势,提高区域应对气候变化能力,利用宝鸡气象站1970—2015年气温数据,首先分析1970—2012年的季节均温及年均温的周期、突变及持续性变化特征,在MATLAB软件中采用线性回归、三角函数拟合等,选取趋势项、波动项及误差项设计宝鸡市温度模型,再通过2013—2015年观测数据对模型进行精确性检验.结果表明:宝鸡市各季均温与年均温均呈现上升趋势,其中春季均温上升趋势最明显;多组三角函数可以较好地拟合温度波动数值的变化情况,趋势项、波动项、误差项三者之和对宝鸡市温度变化趋势预测精度可达90%以上;宝鸡市较热年与较冷年季节均温差值约3℃,较热年与较冷年均温差值2℃左右;小波显示宝鸡市季节均温与年均温存在准4～29年不等的震荡周期,且以27～29年周期震荡变化最为明显,季节均温变化短周期以冬季最为明显.研究区未来温度变化呈波动上升趋势.