喀斯特城市石漠化遥感参数的时空变化

针对桂林喀斯特城市近20多年来快速扩展可能导致的喀斯特山峰石漠化,提出遥感像元裸土率的正比例估算方法,对该地区Landsat卫星1990~2015年8景遥感图像反演植被覆盖度、裸岩率的长时间序列数据,分析喀斯特山峰混合像元中植被、裸岩比例的时空变化规律。结果表明,研究区喀斯特山峰裸岩率高于0.7的面积比例低于15%,植被覆盖度高于0.5的面积在60%~85%之间。喀斯特山峰植被覆盖度、裸岩率的变化趋势主要受气候因素和人为因素等的影响,裸岩率高于0.7的面积比例变化受人为因素影响的程度较大。在1990~2006年呈略降低后基本维持平稳的趋势;但新区的建设使得2009年升高到最高值14.3%;2009~2015年缓慢下降到6.6%;植被覆盖度高于0.7的面积比例1990~1994年逐渐上升达到最高值56.0%,1994~2009年下降到最低值25.7%,2009~2015年上升到37.1%。研究结果可为进一步监测和预警喀斯特城市发展过程的喀斯特山峰石漠化提供科学数据。     

利用多时相TM影像分析贵州惠水喀斯特地区植被的变化

变化分析是多时相遥感影像主要应用领域.本文利用多时相TM影像对惠水典型喀斯特地区地表植被的变化进行了研究分析.结果证明:①用不同时相的NDVI影像进行彩色合成可以直观地反映地表植被的变化;②利用不同时相NDVI影像进行NDVI值分级可以定量地反映区域表植被的变化情况;③可以从一个侧面反映喀斯特地区环境质量的变异.     

安庆市2007—2016年植被覆盖度时空动态分析研究

植被覆盖度常作为检测植被状况的重要指标,因此可以通过估算植被覆盖度来对某区域的植被时空动态变化进行研究。本文对2007年和2016年两个时相的TM遥感影像进行遥感影像预处理操作,得到安庆市不同时相的植被覆盖图。利用植被指数法对安庆市2007年、2016年两个不同时相的植被覆盖度进行计算得到植被覆盖度数值,结合国家规定的植被覆盖度的划分标准对安庆市2个时相的植被覆盖度进行等级划分。最终结果显示,安庆市2007—2016年10年间的植被覆盖度变化较大,极低与低植被覆盖度等级的面积呈减少趋势,中、中高和高等级的植被覆盖度的面积明显增多,这说明10年间安庆市的植被生物量明显增多,生态环境得到改善。     

基于亚米级卫星数据的典型喀斯特小流域石漠化空间格局与演变特征

【目的】阐明石漠化演变的过程和机制,为下一步石漠化综合治理的方向和重点提供科学依据。【方法】选取契合喀斯特地区景观特点的亚米级卫星数据,使用指数分类法提取2003年和2013年研究区不同等级石漠化信息,对研究区石漠化空间格局和演变特征进行分析。【结果】指数分类法分类精度评价结果显示,Kappa系数大于0.8,且野外验证精度为85%,说明解译结果可信。2003—2013年,研究区石漠化面积从96.55km~2减少至88.97km~2,石漠化面积呈现减少的趋势,总体减少速率为0.76km~2/a;无明显石漠化增加速率最大,为20.11km~2/a,轻度和中度石漠化演变速率为-0.23km~2/a和-0.02km~2/a。虽然不同等级石漠化面积之间均有转化,但是向无明显石漠化转移的面积(7.65km~2)大于向强度石漠化转移的面积(3.04km~2)。演变方向上,石漠化轻度改善的面积最大为10.56km~2。【结论】研究区整体的石漠化状况有所好转,总体上石漠化治理取得一定的成效,但是轻度恶化的面积(6.08km~2)也不容忽视,需要对石漠化治理工程效果进行巩固。     

喀斯特城市桂林地表温度时空变化及地物覆盖影响分析

【目的】定量分析喀斯特城市桂林1990—2015年快速扩展对热环境的影响。【方法】提出喀斯特山峰混合像元比辐射率估算方法,对Landsat卫星12景遥感图像用模型反演地表温度并分析地表温度时空变化规律;提出建筑覆盖率、水体覆盖率和裸土率估算方法,反演植被覆盖度、建筑覆盖率、水体覆盖率、裸土率和裸岩率,分析混合像元中各地物覆盖率变化对地表温度的影响。【结果】1)研究地的建筑/道路、喀斯特山峰裸岩、干燥裸土的地表温度相对较高,水体和茂密植被覆盖的喀斯特山峰阴坡地表温度最低,茂密植被覆盖的喀斯特山峰阳坡的地表温度也相对较低;在太阳辐射下,喀斯特山峰阳坡地表温度比阴坡地表温度高1~3℃。2)1990—2015年研究地的地表温度高于喀斯特山峰茂密林地的高温像元比例呈逐渐上升的趋势,由61.9%变化到75.2%。3)研究地的地表温度因植被覆盖度、水体覆盖率增加0.1而分别降低0.5~0.7℃,0.2~0.4℃;因建筑覆盖率、裸土率和裸岩率增加0.1而分别升高0.4~0.7℃,0.4~0.6℃和0.3~0.5℃。【结论】喀斯特城市桂林的地表温度明显受人为因素、植被覆盖和地形的影响。     

喀斯特城市桂林地表温度时空变化及地物覆盖影响分析

【目的】定量分析喀斯特城市桂林1990—2015年快速扩展对热环境的影响。【方法】提出喀斯特山峰混合像元比辐射率估算方法,对Landsat卫星12景遥感图像用模型反演地表温度并分析地表温度时空变化规律;提出建筑覆盖率、水体覆盖率和裸土率估算方法,反演植被覆盖度、建筑覆盖率、水体覆盖率、裸土率和裸岩率,分析混合像元中各地物覆盖率变化对地表温度的影响。【结果】1)研究地的建筑/道路、喀斯特山峰裸岩、干燥裸土的地表温度相对较高,水体和茂密植被覆盖的喀斯特山峰阴坡地表温度最低,茂密植被覆盖的喀斯特山峰阳坡的地表温度也相对较低;在太阳辐射下,喀斯特山峰阳坡地表温度比阴坡地表温度高1~3 ℃。2)1990—2015年研究地的地表温度高于喀斯特山峰茂密林地的高温像元比例呈逐渐上升的趋势,由61.9%变化到75.2%。3)研究地的地表温度因植被覆盖度、水体覆盖率增加0.1而分别降低0.5~0.7℃,0.2~0.4℃;因建筑覆盖率、裸土率和裸岩率增加0.1而分别升高0.4~0.7℃,0.4~0.6℃和0.3~0.5℃。【结论】喀斯特城市桂林的地表温度明显受人为因素、植被覆盖和地形的影响。
     

2000—2014年贵州省安顺市NDVI变化及其与气温、降水的关系

【目的】植被恢复是石漠化治理的核心,研究典型喀斯特石漠化地区植被变化趋势及其与气温、降水的关系,为明确后期植被恢复的重点区域和可利用的关键气候因子提供决策依据。【方法】基于2000—2014年MODIS-NDVI数据集资料,结合相同时期观测的气温与降水数据,运用均值法、趋势线分析法和相关分析法来分析贵州省安顺市NDVI的变化趋势及其对降水和气温的响应特征。【结果】2000—2014年,石漠化严重地区安顺市植被覆盖呈明显的上升趋势;植被覆盖增加的区域主要集中在海拔相对较高且石漠化严重的紫云县和镇宁县,而植被覆盖减少的区域主要分布于北部安顺市西秀区—普定县—平坝县交界沿线以及主要县级行政中心所在地及其周边地区;年均降水量与年均气温对安顺市NDVI的变化影响不大,而在月际NDVI变化尺度上,气温条件则是植被生长的关键因素;NDVI变化对气温和降水均没有明显的滞后效应或滞后时间较短。【结论】在后期安顺市生态修复及石漠化综合治理过程中,应加强对北部植被覆盖减少区域的治理;充分利用气温因子的作用,合理安排植被培育、栽植等管理活动;同时应以创建“国家森林城市”为契机,不断提高植被覆盖水平。
     

应用遥感信息分析广西红树林动态变化特征

利用ENVI图像处理软件对广西沿海红树林的5个时相遥感数据和图像进行处理、分析并进行解译,通过对比分析,研究广西红树林在时空上的演变情况并分析其演变原因.结果得出,广西红树林在时空上的演化趋势是：1955年至1988年呈衰减的趋势,共减少4679.79hm^2,平均每年减少141.81hm^2;1988年至2004年呈递增趋势,共增加2395.05hm^2,平均每年增加149.69hm^2.变化的原因主要是人为因素影响,人们为了造地与围海养殖,砍伐红树林,使红树林面积迅速衰减;在无人为破坏的时候,红树林依靠自身的生长能力,能迅速生长,尤其是在海水富营养化的地段能恢复得很快.     

广西喀斯特山区石漠化防治的对策和措施

石漠化是西部生态建设中面临的最为突出的地域环境问题,也是制约喀斯特山区经济可持续发展的主要障碍之一．通过全面分析石漠化形成的自然因素和人为原因,以及广西喀斯特山区目前石漠化的时空分布特征,结合当地可用于改善石漠化过程的有利条件,提出了防止石漠化的综合治理措施．     

西南喀斯特地区植被定量遥感研究进展

喀斯特地区植被相比非喀斯特地区具有更高的时空差异性,在维持脆弱生态系统稳定与可持续发展中具有极其重要的作用。西南喀斯特地区作为全球生物多样性热点地区,植被类型多样且存在显著的同物异谱/同谱异物现象。为更精准、高效地进行喀斯特地区植被定量遥感研究,本文从个体尺度到生态系统尺度,从遥感数据源选择和方法应用上回顾了西南喀斯特地区植被定量遥感的研究进展,并探讨下一步需要重点关注的研究方向。西南喀斯特地区植被定量遥感研究主要集中在群落和生态系统尺度的植被覆盖度、植被分类、生态系统服务功能与价值研究;遥感影像数据应用相对单一,主要为被动成像中低分辨率的光学影像(如Landsat和MODIS)。在个体和种群尺度上,虽采用了地物高光谱遥感技术和无人机遥感技术,但该技术主要应用于小尺度近地面植物个体和种群研究,难以扩展到区域范围。亟待开展融合多源影像,尤其是激光雷达影像(Light Detection and Ranging,LiDAR)与非影像数据的应用及其先进分析方法研究,以及个体和种群尺度的喀斯特地区植被生化参数定量估算与自然植被物种精准识别,群落和生态系统尺度的生物多样性与碳循环定量遥感研究工作,以期为喀斯特地区植被格局、过程及其生态系统服务功能定量研究、脆弱生态系统植被恢复和石漠化治理决策的制定提供参考。     

广西喀斯特地区植物根际土壤解磷菌筛选及促生效应研究

【目的】广西喀斯特石漠化地区水土流失和植被退化严重,土壤有效磷含量低是限制植被修复的因素之一,筛选乡土高效解磷菌株,可以加快修复石漠化生态环境。【方法】通过调查筛选石漠化地区常见植物根际土壤解磷菌,检测解磷菌株解磷能力,并将优良菌株培养后接种至顶果木(Acrocarpus fraxinifolius)幼苗根际土壤,检测解磷菌对植物的促生效应。【结果】石漠化地区土壤中解磷微生物丰富,共筛选出20株解有机磷菌和24株解无机磷菌,分别属于11个类群,其中,假单胞菌属(Pseudomonas)为石漠化植物根际土壤解磷菌的优势类群。解有机磷菌解磷能力为35.4～79.2μg/mL,解无机磷菌解磷能力为112～253.2μg/mL。接种解磷菌剂对顶果木生长和养分吸收具有显著促进作用,植株地上生物量比对照增加14.5%～30.5%,根系生物量比对照增加27.6%～45.7%。接种IP-HLG1和IP-CTM11处理的植株氮、磷含量显著高于对照处理,分别比对照处理高9.3%、19.7%和24.6%、20.3%。与对照处理相比,接种菌剂处理土壤有效磷含量增加了34.5%～69.1%,IPHLG1和IP-CTM11处理增加显著。【结论】石漠化土壤中解磷菌以假单胞菌属为优势类群,筛选的解磷菌株IP-HLG1和IP-CTM11对顶果木幼苗生长具有显著促进效应,对石漠化土壤磷元素活化能力较强,可作为研发微生物肥料的潜在功能菌株。     

广西自然保护区分布特征与类型结构分析

【目的】研究广西自然保护区分布特征与类型结构现状,为广西自然保护区建设与发展提供参考依据。【方法】通过现场调查与资料收集、卫星遥感解译、数理统计相结合,研究和分析当前广西自然保护区数量、面积、区域分布和类型结构等现状和特征。【结果】广西自然保护区数量为77处,保护区陆域面积仅占国土面积的5.64%;地域分布上侧重于广西西部的百色市和崇左市,以及北部的桂林市,东部和南部偏少;类型有5种,结构上以森林生态系统为主。【结论】广西自然保护区的数量偏少,面积偏小;地域分布上西部和北部较多,中部、东部和南部较少;类型结构上,森林生态系统类型比例大,内陆湿地类型以及古生物遗迹等类型缺乏。     

基于HJ CCD的杭州湾海域水质评价

【目的】筛选适用于杭州湾海域卫星遥感反演算法的水质参数,探明基于HJ CCD的研究区遥感水质评价方法。【方法】利用有色可溶性有机物(CDOM)、透明度(SD)、叶绿素a(Chl a)及总磷(TP)的遥感定量反演结果,分析最差因子判别法、均值法、内梅罗指数法及模糊综合评价法的优劣。【结果】与其它3种评价方法相比,模糊综合评价法突出了HJ CCD高空间分辨率特性,较为完整地评价出杭州湾海域水质类别,与海洋环境状况公报中的评价结果具有较好的一致性。【结论】选用恰当的水质评价方法,高分辨率的环境卫星可以用于我国近岸海域水质日常评价分析。     

近50年北海市海岸线变迁及其环境效应分析

【目的】研究近50年来海岸线变迁的规律及其环境效应。【方法】以北海市1955—2004年遥感影像为数据源,并结合野外调查。【结果】南流江三角洲河口区沿岸海岸线变化最大。海岸线长度除1977—1988年略有增加外,整体上呈递减趋势,1998年至2004年变化减缓。北海市海岸线变化的环境效应表现为引起冲淤变化。【结论】海岸线变迁主要是受围海工程影响,海岸的自然侵蚀、淤积作用不明显,海岸线变化总体上是趋于平直,长度减少。环境效应变化较明显的是南流江三角州河口区河道改道导致河道自然冲刷拓宽、部分江心岛受到冲刷侵蚀;人工堤坝保护了海岸,但滩涂可能遭受侵蚀影响,或海浪翻腾沙滩底部影响了沙滩质量。     

广西沿海赤潮多发区高浓度氮磷营养元素来源探讨

【目的】探讨广西沿海赤潮多发区氮磷营养元素的来源,分析广西沿海赤潮发生的影响因素,为预防或减少赤潮灾害发生、保护海洋生态环境提供科学依据。【方法】现场调查以钦州湾海域为研究对象,测定表层海水的溶解态氮(DN)、溶解态磷(DP)含量并分析其分布特征,结合历史资料追溯高浓度DN、DP来源及污染物输运过程。【结果】钦州湾内高浓度DN、DP分布区与入海陆源工业污染排放区不一致,离工业污染区近的地方DN、DP浓度偏低,而离工业污染区远的地方DN、DP浓度反而偏高。【结论】广西主要入海河流各类污染物的增加以及不同的海域通过动力途径输送而来的海水可能是广西沿海赤潮多发区的高浓度氮磷营养元素的主要来源。     

1990—2010年贵州喀斯特区石漠化景观格局变化分析———以贵州省六枝特区为例

从石漠化演化趋势、石漠化类型空间组合特征及景观格局方面分析了1990--2010年贵州六枝喀斯特区石漠化景观格局的变化。研究结果表明：六枝特区近20年石漠化景观类型面积变化较大,其中无石漠化景观类型面积增加了73．16km2,石漠化强度有所减弱;无石漠化和轻度石漠化景观比例增加,无石漠化、潜在石漠化及轻度石漠化景观类型的斑块密度增高,同时轻度石漠化景观形状指数上升了4．57,斑块形状进一步复杂和不规则;研究区石漠化景观多样化指数（GMk）较高,1990、2000及2010年平均值都在0．66以上,石漠化景观类型丰富,但景观破碎化度较大并有增加趋势。通过景观分析可以看出,近20年来研究区石漠化景观得到了恢复,低等级石漠化斑块增多,降低了原有高等级石漠化斑块的优势度。但是新恢复的低等级石漠化斑块没有连片形成优势,所以在今后的治理过程中应该人为加以引导,促使生态修复的斑块间打通廊道形成优势,形成稳定的生态系统。     

基于"3S"技术的奉节县喀斯特石漠化调查及精度评价

石漠化问题是我国西南地区生态环境建设的难点和重点．以TM遥感图像为基础，用实地调查与3S技术相结合，以人机交互式判读为主的方法，对奉节县石漠化现状进行解译并得出分级结果．采用混淆误差矩阵和相对误差法对分级结果作精度评价．结果显示，在全县2198．88km^2碳酸盐岩层中，无石漠化面积为683．70km^2，潜在石漠化面积741．25km^2，石漠化面积773．92km^2，石漠化发生率为35．2％．其中轻度、中度、强度、极强度石漠化面积分别为266．74km^2、312．48km^2、178．60km^2、16．10km^2，占土地总面积的6．5％，7．6％，4．4％、0．4％．石漠化强度分级结果的总精度为95．3％，图斑面积平均相对误差为1．96％，调查结果符合精度要求．     

广西海洋环境与沿海经济发展的关系

【目的】海洋环境是沿海社会经济发展的基础与限制因素。由于广西沿海地区经济快速发展,导致该区海洋环境质量下降,因此开展广西海洋环境与经济发展之间的关系及协调性研究,以揭示广西沿海地区社会生态系统可持续性发展前景。【方法】分析近十年来广西沿海地区的经济发展状况和环境演变状况,并基于环境库兹涅茨曲线(EKC)和协调度数学方法,探讨两者的关系。【结果】广西海洋环境与经济发展状况整体上呈现正"N"型关系,其中生活废水排放量、工业废水排放量与经济发展分别呈倒"U"型与正"N"型关系;北海市、钦州市、防城港市海洋环境与经济发展的关系分别呈倒"N"型、正"N"型和倒"U"型。协调度分析结果表明广西的海洋环境指标与经济发展状况整体不协调,仅北海市的工业废水排放量与经济发展的协调度较高,协调系数为-0.036 8。【结论】广西沿海地区整体上仍处于资源环境过度消耗的不协调发展阶段,急需落实相关法律法规,改善产业结构设置与布局,并加大环境治理与监管力度,以促进经济与海洋环境的协调发展。     

不同等级石漠化地区洞穴滴水的物理化学特征对比研究

对贵州不同等级石漠化地区6个洞穴7月份的滴水物理指标(滴水滴率、电导率)和化学指标(p H值、Ca2+)进行了监测,并探讨了各指标的变化规律及环境意义,得出以下结论:1受地表植被影响,潜在石漠化地区洞穴滴水滴率较强度石漠化地区小,随着洞穴长度的加深,不同等级石漠化地区滴水滴率均趋于稳定;2各滴水点p H值并未表现出降雨的稀释效应,潜在石漠化地区不同洞穴的滴水p H值情况表现不一致,强度石漠化地区p H值普遍偏高;3潜在石漠化地区较强度石漠化地区滴水电导率偏大,不同等级石漠化地区洞穴滴水的电导率值正比于滴水Ca2+含量。