氮添加对不同坡度退化高寒草地植被恢复的影响

为了研究氮素添加对不同坡度退化高寒草地植被恢复的影响,对青海省三江源区果洛藏族自治州不同坡度(7°缓坡25°,陡坡25°)的退化高寒草地进行氮添加试验,以探讨外源氮添加技术在不同坡度退化高寒草地植被恢复中的适宜性。结果表明:氮添加能提高植被地上生物量、植被高度、多度、总盖度以及物种分盖度之和,氮添加与坡度间的交互作用能显著改变植被地上生物量和平均高度(P0.05);坡度间植被特征存在显著差异(P0.05),氮添加可促进禾草类物种优势度更低的缓坡地的植被恢复,而对禾草类物种相对重要值更高的陡坡地没有显著影响。在退化高寒草地的恢复中,外源氮添加的促进效应依赖于坡度,更适宜于缓坡退化高寒草地的植被恢复。     

三江源地区草地退化对土壤含水量的影响

【目的】研究草地退化对青海三江源地区土壤含水量的影响,为草地生态系统的综合监测与评估提供科学参考。【方法】根据遥感解译数据,得到20世纪70年代以来三江源地区草地退化的时空特征,结合不同土壤类型、不同退化等级下的孔隙度实测数据,利用空间分布替代时间演替的方法得到不同时段土壤饱和含水量的时空变化,分析该区草地退化与土壤饱和含水量的关联程度。【结果】20世纪70年代中后期至2004年,三江源地区草地退化现象持续发生; 2004—2012年,该区草地得到了一定程度的恢复。20世纪70年代中后期至2004年,三江源地区草地土壤饱和含水量减少了45.58亿m³; 2004—2012年,草地土壤饱和含水量减少了1.50亿m³。【结论】尽管草地退化情况略有减轻,但草地土壤饱和含水量表现出持续减少的现象。植被退化是三江源地区土壤退化的直接原因,由其引起土壤理化性状的改变,进而影响土壤持水性。     

三江源区资源与生态环境现状及可持续发展

三江源区植被类型以高寒草甸、高寒灌丛草甸和高寒草原为主.植物区系特征为:植物种类较少,以温带科属为主,特有种、属种稀少.该区主要生态环境问题是:经营管理水平落后,超载过牧,鼠害猖獗,草地退化、沙化严重;水土流失严重,生态环境恶化;物种减少,生物多样性丢失.针对上述问题,通过加强天然草地资源的保护、优化家庭牧场生态结构及生产模式,建立稳产、高产的人工草地,逐步实现半舍饲和集约化生产.建立健全草地资源监测、预报和综合评价指标体系,开展不同生态类型退化草地植被恢复与重建技术体系研究与示范,实现三江源地区生态环境与社会经济的可持续发展.     

青藏高原植被退化背景下土壤质量评价方法研究

在青藏高原西大滩至安多地区,根据植被退化的不同程度采集了154个土壤样品.通过主成分分析法确定了影响青藏高原多年冻土区高寒草地植被退化背景下土壤质量的最小数据集:碱解氮、盐分、全磷和有机质.根据影响土壤质量的最小数据集对青藏高原多年冻土区高寒草地土壤质量进行了评价,得出了植被退化下的土壤质量指数(SQI).结果表明,随着植被盖度的增加, SQI呈增加趋势,即植被盖度30%时, SQI平均值为0.300～0.442;植被盖度30%～50%时, SQI平均值为0.308～0.457;植被盖度50%～70%时, SQI平均值为0.328～0.491;植被盖度70%时, SQI平均值为0.327～0.532.分别采用线性与非线性得分函数计算得到不同的SQI,通过线性回归分析发现,基于最小数据集的SQI可以较详尽地表达出植被退化背景下土壤的质量变化,相较于SQI_(L-A)、SQI_(L-WA)、SQI_(N-A)方法,基于最小数据集的非线性加权SQI_(N-WA)能够对青藏高原多年冻土区高寒草地植被退化影响下的土壤做出更准确地评价(R~2=0.686 4).     

黄河十大孔兑流域林草植被覆盖度的遥感估算及其动态研究

利用多源遥感数据,采用基于归一化植被指数的像元二分模型反演出1980、1998、2010、2014年4个时期的植被盖度,在此基础上分析并揭示黄河十大孔兑流域林草植被覆盖度的时空变化规律.结果表明:1)1980—2014年间,十大孔兑流域林草植被覆盖度呈现持续增加趋势,由1980年的9.29%提高至2014年的37.80%.1998年后,全流域林草植被盖度增加速率显著加快,林草植被盖度恢复主要表现为中等覆盖度的面积比例增加.2)近35年来,十大孔兑流域植被变化以稳定和完全恢复类型为主.研究区内完全恢复、恢复和轻微恢复3种植被变化类型占总面积的73.09%,严重退化、退化和轻微退化3种类型占总面积的2.72%.3)1980—2014年间,十大孔兑各个典型地理单元内林草植被盖度均呈增加趋势,除下游地区外均表现为1998年后林草植被盖度增加更为迅速.1980年,十大孔兑流域典型地理单元林草植被盖度由大到小排序为:上游西部、上游东部、下游、中游东部、中游西部.1998—2014年间典型地理单元林草植被盖度由大到小排序变化为:中游东部、上游东部、上游西部、中游西部、下游.1998年后实施的退耕还林(草)等工程是该地区植被覆盖度增加的主要原因.     

三江源自然保护区"黑土滩"退化草地调查

本文根据“黑土滩”型退化草地的分类标准，选用中巴卫星、陆地卫星TM、SPOT卫星等遥感图像数据及其影像特征作为信息源、以GPS数据作为空间精确定位手段、以GIS技术作为空间分析、对三江源区的“黑土滩”型退化草地的基本情况遥感调查，获得基础数据为专题图提取并制作三江源区的“黑土滩”型退化草地的不同等级分区、分布范围、面积等相应的图像，为完成数据库的基础上建立的三江源区“黑土滩”型退化草地地理信息系统．     

2001年～2015年伊犁河谷草地植被覆盖度时空变化特征

基于MODIS NDVI数据,利用像元二分模型反演植被覆盖度,结合DEM数据及差值分析方法对伊犁河谷2001年～2015年草地植被覆盖度的时空变化特征进行了研究.得出如下结论：1) 受持续畜牧超载及气候条件恶化影响,2001年～2015年伊犁河谷草地盖度持续降低,15 a内全区草地平均盖度降低11.09%, 90.04%草地的植被盖度出现不同程度的降低,但主要为降幅〈0.10的轻度降低,1 000～2 250 m海拔范围平均降幅最大;2) 草地盖度变化主要表现在高覆盖草地持续减少,以及盖度降低草地的面积增大和降幅增高,并空间上逐步向高海拔区域延展.3) 得益于草地保护政策的实施,2010年～2015年植被盖度降低速度明显减慢,但其降低总趋势未有改变.     

整合1982-1999年NDVI与降雨量时间序列模拟中国北方温带草原植被盖度

植被盖度是刻画陆地表面植被数量的一个重要参数,是指示生态系统变化的重要指标.因为中国北方温带草原对降雨量变化较敏感,因此,可以利用降雨量与遥感数据结合估测植被盖度.文章利用基于遥感数据和降雨量的线性分解模型来估测不同植被类型盖度,每8km×8km地区的覆盖类型分为3种类型:裸地、灌丛及草地和裸地混合类型,混合类型又分为:草地和裸地.利用一元线性回归拟合模型计算的湿季NDVI对降雨量的敏感性作为模型的状态变量,将通过O.1显著水平检验的NDVI和降雨量线性关系的斜率与湿季NDVI均值作散点图,然后根据条件限制优化算法求解三角形确定模型中的端元参数.1982-1999年平均占地率、灌丛和草地裸地混合类型的平均盖度研究表明,占地率的空间变化特征是自西北向东南逐渐减小.灌丛的植被盖度自西北向东南逐渐增加,没有表现出与降雨量相似的变化格局.大部分地区的灌丛盖度小于30%,少部分地区的灌丛盖度大于50%.草地和裸地混合类型盖度并没有表现出与降雨量相似的空间变化特征.单年植被盖度研究表明,1996年(干旱年)草地盖度由西北向东南逐渐增大,与湿季降雨量具有相似的空间变化特征.1998年(湿润年)湿季降雨量充沛,大部分地区的草地盖度较高.利用地面测量数据检验基于线性分解模型模拟的1999年草地盖度,平均误差为O.147.与Gutman模型相比,线性分解模型模拟结果较好.     

甘肃省白银地区草地资源特征与草地生态变化

天然草地的组成类型及退化特征,对草地资源的合理利用和退化草地生态的恢复治理具有重要的生态学意义.对白银地区天然草地资源组成、草地类型结构以及退化草地植被特征进行了系统调查与分析,研究了不同退化演替时期草地植物生态型、生产力的构成变化规律.随草地退化程度的加剧,从初期到后期,高位芽植物最先消失,草地植物群落物种数和优势种密度急剧下降,群落盖度、生物量比、鲜草产量与可食草产量百分数均呈逐渐下降趋势.提出了天然草地永续利用的对策.     

塔里木河下游植被覆盖动态变化遥感分析

目的 基于遥感等信息化技术,对塔里木河下游地区应急输水前后的植被覆盖度状况进行动态监测及定性定量分析.方法 选取塔里木河下游地区1999年TM、2002年ETM~+和2004年的ASTER等3期夏季遥感影像和基础地理数据,基于RS,GPS及GIS等技术,通过分类体系划分、遥感信息提取、野外验证等方法,完成了研究区植被覆盖度的动态变化分析.结果 应急输水工程实施后,研究区河道两侧较大范围内的中、高盖度植被覆盖面积明显增加,劣、低盖度植被覆盖面积持续下降,部分地区还出现了较为明显的逆转,生态环境逐步趋于好转.结论 基于RS,GPS及GIS等信息技术,建立植被覆盖度动态监测体系,是研究生态环境动态变化的重要手段和发展趋势.     

渭河流域关中段近30年植被动态变化分析

选取渭河流域关中段1980、1990、2000、2005、2007年5期MSS/TM/ETM影像数据,计算提取流域不同时期的归一化植被指数(NDVI),并根据像元二分模型估算关中段流域1980—2007年的植被覆盖度分布,将计算得到的植被覆盖度进行分级处理,获得渭河流域关中段植被覆盖度分级图,系统研究了渭河关中段近30 a来的NDVI和植被覆盖的时空变化特征,详细地分析了不同时期、不同区域植被在其生长周期内的长势情况,以及植被生长状况在空间上的差异性,系统研究了渭河流域关中段近30 a的植被动态变化.结果表明:该区域NDVI和植被覆盖度近30 a总体上呈增长趋势,仅1990—2000年期间有所下降.     

基于地理国情数据的河南省沿黄区域自然生态系统分布特征

基于地理国情监测数据,分析了河南省沿黄8市1县林地、草地、湿地、裸露地等自然生态系统的分布特征及2015—2019年的地表覆盖变化特征,发现沿黄区域不同自然生态系统中林地、草地、湿地及裸露地表的覆盖率分别为36.12%、2.61%、2.01%和0.56%。林地主要以阔叶林和阔叶灌木林为主,研究期间,针叶林、乔灌混交林、绿化林地和人工幼林面积有所增加,阔叶林与针阔混交灌木林面积有所减少;草地主要以高覆盖度草地为主,占草地面积的81.47%,研究期间,高覆盖度草地、绿化草地和护坡灌草面积有所增加,中覆盖度草地与牧草地面积有所减少;湿地中河流占整个湿地面积的97.63%,河流和水渠面积均呈增加趋势;裸露地以砾石地表为主,占整个裸露地的60%以上,研究期间,不同类型裸露地均呈下降趋势。总体来看,河南省沿黄区域不同自然生态系统分布特征存在差异,林地主要分布在黄河中游河南段区域,草地主要分布在黄河下游河南段区域,湿地空间分布上黄河下游河南段整体上高于黄河中游河南段区域,裸露地空间分布上黄河中游河南段区域整体高于黄河下游河南段区域。林地和裸露地覆盖率整体有所降低,草地和湿地覆盖率整体呈增加趋势。     

基于无人机与机器学习的黄河源高寒草地植被覆盖度反演技术

针对高原高寒地区大面积草地植被覆盖度调查与实验过程中地面测量效率低下,遥感数据质量不佳、数量源受限与反演结果不确定等问题,在黄河源地区利用低空无人机(unmanned aerial vehicle, UAV)遥感技术、统计建模与机器学习方法,开展基于可见光影像的高寒草地植被覆盖度反演与验证。结果表明:基于可见光构建的过绿指数与植被覆盖度的相关系数达0.676,比归一化差异指数高出近5.2%,具有较高的可靠性;利用过绿指数建立的高寒草地植被覆盖度统计模型中,对数模型和Gamma模型精度较高,但具有显著的地域差异性;直接利用低空无人机遥感波段值建立的机器学习模型精度显著优于各个统计模型,获得的均方根误差、估算精度、相对偏差和决定系数比统计模型中表现最优的对数模型分别提高2.68%、3.75%、7.35%和13.91%,且无需计算植被指数,在成本、效率和精度等方面具有较大的优势。     

蒙古国克鲁伦河流域土地利用与土地覆盖现状分析

为构建我国北方疆域生态安全防御体系提供理论依据,以蒙古国克鲁伦河流域作为研究区,利用Path-Row=130-27的TM遥感影像数据,采用PCI、Erdas、ArcGIS等遥感及地理信息系统软件,对近年的土地利用与土地覆盖现状进行分析。通过非监督分类及目视解译,得到调查区林地、草地、灌木林、湿地、农田、水体、城镇七大土地利用类型及其分布特征;探讨了蒙古国克鲁伦河流域土地利用与土地覆盖变化的空间分布规律,得出草地占据主要类型,面积为44.8%,城镇、工矿用地占极小比例,畜牧业是该地区的主要经济活动方式。     

广西南流江流域1986—2020年植被覆盖度时空变化及预测

为探究我国南方丘陵山地流域植被覆盖度长时序变化情况,本研究基于1986—2020年Landsat系列影像数据,运用Google Earth Engine平台计算植被覆盖度FVC,利用Theil-Sen median趋势分析和Mann-Kendall 以及Hurst指数方法分析南流江流域植被覆盖度时空变化趋势特征。结果表明：南流江流域植被覆盖度高,植被覆盖度变化呈现明显的上升趋势。1986—2020年间,流域植被改善面积（58.23%）远远大于植被退化面积（8.29%）,植被改善区域在流域中、下游表现最为显著,退化区域自流域上游而下依次减少。未来南流江植被覆盖度变化将呈现波动变化趋势,其中持续性改善面积占14.83%,持续性不变面积占12.25%,持续性退化面积占3.48%,余下69.44%面积为波动变化区域,流域植被覆盖变化与造林绿化工程及城市扩张发展息息相关。Google Earth Engine平台在遥感影像处理中有明显优势,它能在长时序、大尺度植被监测研究中发挥重要作用。     

澜沧江月径流量变化的相关性和多时间尺度特征

 以云南境内澜沧江1955年1月～2001年12月的逐月径流量观测数据为基础,应用相关分析和小波变换的分析方法,研究了云南境内澜沧江月径流量变化的相关性特征和多时间尺度特征.结论为:云南境内澜沧江下游的月径流量变化不仅显著地包含了上游的月径流量变化,而且还更显著地包含了云南境内的月气候变化影响.云南境内澜沧江月径流量变化表现出了十分明显的多时间尺度变化特征.澜沧江上游地区的月气候变化和云南境内的月气候变化均可能存在有约4个月和53个月的特征时间尺度变化.澜沧江下游允景洪的约7个月、30个月和74个月的特征时间尺度的月径流量变化主要是由澜沧江上游旧州的月径流量变化造成的;而澜沧江下游允景洪的约14个月和21个月的特征时间尺度的月径流量变化则完全是由云南境内的月气候变化造成的.对于较小特征时间尺度的变化,云南月气候变化造成的澜沧江月径流量变化一般是相同或滞后于澜沧江上游的月径流量变化;而对于较大特征时间尺度的变化,云南月气候变化造成的澜沧江月径流量变化则总是滞后于澜沧江上游的月径流量变化.     

水热因子对塔里木河下游胡杨年轮指数和植被指数的影响

【目的】探索塔里木河流域树木年轮与植被遥感间的关系。【方法】借助树木年轮学的方法和技术手段,利用塔里木河下游10个采样点的胡杨样芯数据和长时间序列中国植被指数(GIMMS NDVI)数据及水热因子数据,在分析该区胡杨年轮指数和植被指数变化特征基础上,重点探讨水热因子、胡杨年轮指数及归一化植被指数(NDVI)三者间的相关性。【结果】胡杨年轮指数和年际NDVI变化在1980—2001年间均呈下降趋势,区内植被在该时间段内退化较为严重。年内NDVI变化呈单峰状,5—8月为植被生长季,1—4月和9—12月为植被非生长季。【结论】该区胡杨年轮生长受5月(P<0.01, 显著负相关)地下水埋深和6月(P<0.01,显著负相关)温度影响显著,而NDVI主要与5—7月(P<0.01, 显著负相关)和10月(P<0.01, 显著负相关)的地下水埋深及7月(P<0.01, 显著负相关)温度有关,且影响NDVI和胡杨年轮指数的主要因子是水热因子中的地下水埋深因子。胡杨年轮指数与NDVI间的相关性差,未能通过0.05水平检验。     

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。     

老哈河流域NDVI动态变化及其与气候因子的关系

利用1982~2006年GIMMS/NDVI数据,赤峰气象站的气温数据和流域内52个雨量站的降水数据,采用一元线性回归分析、简单相关分析以及偏相关分析方法对老哈河流域内林地、灌丛、草地、耕地4种植被类型NDVI年内和年际变化及其与气温、降水的关系进行了研究.结果表明:老哈河流域NDVI年内变化呈单峰型,年最大值出现在8月份,月NDVI和气温、降水之间均具有显著的正相关关系,且存在滞后现象,林地与灌丛、草地相比,其NDVI受降水影响相对较小,气温对植被年内生长的影响大于降水;1982~2006年流域年均NDVI呈上升趋势,其中20世纪90年代流域植被覆盖水平最好;夏季NDVI与同期和前期的气温呈显著的负相关,与前期降水呈显著的正相关,在老哈河流域夏季气温升高会导致植被覆盖减少,而降水增加有利于植被的生长.     

黑河上中游流域植被时空演变规律及其对水热条件的响应特征分析

基于黑河上中游流域1999—2010年SPOT NDVI旬数据及气温、降水旬数据,采用趋势分析和时滞互相关法,对研究区内植被的时空变化规律及其对水热条件的响应特征进行了分析.结果表明:1)1999—2010年,黑河流域上游植被覆盖状况优于中游,中游除张掖市及酒泉市存在人工植被外,其他区域基本不存在人工植被;2)在1999—2010年间黑河上游流域大部分地区的植被均表现出明显退化趋势,中游流域的植被整体表现为轻度退化;3)黑河上中游流域的植被受气温的影响大于降水,而对降水的响应更为迅速.不同类型的植被对气温、降水的响应速度不一.