基于微波植被指数的甘南草地生物量动态监测

利用2003-2007年AMSR-E每日亮温产品计算了甘南州每日微波植被指数,结合Terra/MODIS植被指数产品比较分析了两种植被指数之间的关系.在此基础上,建立了基于微波植被指数的生物量监测模型,并对其精度进行了评价.结果表明:基于升轨6.925,10.650 GHz亮温数据的微波植被指数与MODIS增强型植被指数EVI之间有良好的相关性,其,rR2和RMSEP值分别为0.69,0.54和0.044.基于微波植被指数的草地生物量干重监测模型能反映甘南草地生物量的基本变化规律.由西向东、由北向南生物量逐渐增加,生长季内(5-10月)生物量产量峰值出现在7,8月份,不同草地类型生长季内的干物质产量由高向低依次为暖性草丛类、沼泽类、高寒灌丛草甸类、温性草甸草原类、高寒草甸类、温性草原类,低平地草甸最低.     

基于Holdridge生命地带模型的欧亚温带草原东缘生态样带植被格局变化研究

选取欧亚温带草原东缘生态样带为研究区,根据气象数据和CIMP5气候情景数据,利用Holdridge生命地带模型对研究区植被类型进行模拟,得到研究区植被格局及未来气候变化下植被格局的空间变化.结果表明:Holdridge生命地带模型经指标细化,能够很好地模拟研究区植被类型及其空间分布;在RCP2.6情景下,温性典型草原面积减少,温性荒漠草原面积少量增加,温性草甸草原和泰加林面积增加;在RCP4.5情景下,温性荒漠草原和温性典型草原面积增加,温性草甸草原和泰加林面积减少;在RCP8.5气候情景下,温性荒漠草原和温性典型草原面积增加,温性草甸草原和泰加林面积减少.     

伊犁河上游典型草地生态系统氮磷含量及化学计量特征

【目的】了解伊犁河上游典型草地养分限制状况,为不同草地类型群落营养循环及植物-土壤养分管理提供理论依据,也为该区域生态环境的改善提供科学依据。【方法】通过野外调查采样和室内分析测定,采用相关性分析方法,分析了不同类型草地群落植物-土壤氮、磷、钾含量及化学计量学特征。【结果】研究区不同草地类型植物群落植物地上部分和地下部分根系的氮、磷、钾含量变异较大,山地草甸草原和高寒草甸植物地上部分氮含量荒漠草原、半荒漠草原和高寒草甸的氮含量;荒漠草原和半荒漠草原植物地下部分根系的氮含量山地草甸草原、山地草甸和高寒草甸的氮含量;不同草地群落类型植物地上部分的P含量与植物N/P比值呈显著负相关,土壤N与土壤P含量、土壤P含量与土壤N/P比值分别呈显著正相关,土壤N和土壤N/P比值极显著相关,其相关系数为0.983。【结论】研究区土壤氮素缺乏,可以考虑在草地生长过程中适当添加氮肥。     

中国藏北高寒生态遥感植被变化及成因分析

 利用NOAA/AVHRR-NDVI遥感数据研究了近20年藏北高寒生态系统植被变化趋势,发现藏北植被覆盖呈现出东部高,西部低的态势;依次是农作区和森林区>高寒草甸>高寒草原>高寒荒漠草原。空间分布显示NDVI显著增加或减少的区域分布在地势比较低的东部和中部地区的森林区和高寒草甸区,在海拔较高的西部地区的高寒荒漠草原NDVI变化趋势处于轻微变化或无变化。分析造成植被变化的气候原因（温度、降水,风）和人为原因,认为不同区域植被动态变化的主导因素不同;藏北东部地区,植被变化受人类活动因素影响比较显著;中部地区,同期气候条件有所改善,植被覆盖呈增加趋势,年平均最低温度和降水对植被生长具有正效应,而风力和辐射减少引起该区植被蒸散下降也有利于植被生长。藏北地区西部为无人区,不受人类活动太大的影响,因而藏北西北部的植被变化可能更多的表现出藏北高原植被的自然变动。     

东北地区植被NDVI变化及对气象因子的响应

根据1998-2008年东北地区SPOT-VGT NDVI数据和气象数据,分析了11年来东北地区植被年均NDVI变化及其与气象因子的相关性,并对不同植被生长季NDVI变化及其与气象因子的相关性和滞后性进行了研究.结果表明:近11年来东北地区植被总体状况较好,绝大部分地区植被未发生明显变化;植被年均NDVI受温度、降水影响较为显著,且温度影响程度高于降水,降水影响程度北部地区高于南部;东北地区不同植被生长季NDVI值不同,植被生长状况变化不同,但变化幅度较小;植被生长季NDVI受同期温度和降水影响显著,在旬的尺度上表现更为明显,其中温度对植被影响更大;东北地区植被NDVI对温度的响应存在10～20 d的滞后期,对降水的响应存在约20 d的滞后期.     

利用MODIS增强型植被指数反演草地地上生物量

利用2002年5～9月MODIS增强型植被指数(EVI)、NDVI及同期地上生物量(ANPP)资料,分别按照5个月份、4种草地类型、2种植被指数,建立了VI-ANPP的线性模型和幂模型.研究结果显示,地面样地采样时间对模型影响较大,7月份模型相关性高,6,9月份相关性低.按照4种草地类型,草甸和典型草地模型相关性高,沙地和荒漠模型相关性低.按照植被指数,月份EVI-ANPP的相关性比NDVI-ANPP的相关性普遍提高,尤其是草地已经开始衰退的9月份;但草地类型EVI-ANPP的相关性只有在草甸和荒漠这两种草地中有明显改善,而在典型草地和沙地草地中相关性降低.按照不同模型类型,幂函数模型比线性模型的相关性普遍提高,只有当线性模型已经很好的草甸才例外.如果只使用5,7,8三个月的样地建立VI-ANPP模型,则相关性普遍提高.NDVI-ANPP线性模型的R2由原来的0.49增加为0.59,NDVI-ANPP幂模型的R2由原来的0.54增加为0.71;EVI-ANPP线性模型的R2由原来的0.52增加为0.63,NDVI-ANPP线性模型的R2由原来的0.55增加为0.73.在这种普遍增长趋势下,只有荒漠草地的EVI-ANPP线性模型的R2由原来的0.54降低为0.46.     

祁连山南坡不同土地利用类型土壤物理特性及其持水能力研究

用环刀法进行野外采样,并结合室内实验方法,对祁连山南坡高山草原等7种土地利用类型的土壤物理性质、枯落物持水量、土壤持水量进行研究.结果表明,7种土地利用类型的土壤密度均为上层小于下层,不同土地利用类型下的土壤密度由大到小为退化草地、高寒草甸、荒漠草原、高山草地、山地草原、沼泽草甸、湿地.土壤的总孔隙度均为上层大于下层,总孔隙度和土壤的最大持水量由大到小为湿地、山地草原、沼泽草甸、高山草地、荒漠草原、高寒草甸、退化草地.枯落物持水量最大的是湿地(57 t/hm~2),山地草原(35 t/hm~2)次之.自然含水量随土层的加深而减小,整体分布在6%～50%,最大的是沼泽草甸,湿地次之,最小的为荒漠草原.湿地、沼泽草甸、山地草原的土壤物理特性及其水源涵养功能明显好于退化草地、荒漠草原和高寒草甸.除退化草地和荒漠草原物理特性间的相关关系不显著外,其他的都较为显著(P<0.01或P<0.05).     

基于MOD09GA产品的草地生物量遥感估算模型

利用忖南州2006-2008年的草地地上生物量外业实测数据和EOS Terra卫星中分辨率成像光谱仪MODIS每日地表反射率产品MOD09GA,提取了年实测点上的7个通道的光谱反射率值,计算了17种植被指数,综合研究了植被指数与生物量之间的相关性及草地地上生物量遥感反演模型,采用植被指数最大合成算法,计算了2005-2007年各旬、月及年最大植被指数及草地地上生物量密度时空变化动态特征.研究表明适宜甘南州草地地上生物量估产的植被指数EVI,其估产模型是乘幂模型(y=13583x<1.6652>,R=0.798),模型平均测产精度达76.72%.甘南州草地地上生物量密度除了2005年在7月上旬达到最大值外,其他年份均在7月下旬达到最大值.从月度变化可以看出,除了2005年温性草甸草原、2006年低平地草甸、2007年暖性草丛的月生物量密度分别在6,9,6月达到最大值外,甘南州不同类型草地基本上在7月达到最大值.2006年和2007年甘南草地地上生物量密度的年变化比较相近,但2005年的草地地上生物量密度与其他两年相比差异较大,且多高于三年的平均值.     

近10a新疆乌苏植被覆盖对气候变化的响应

基于MODIS-NDVI遥感数据反演新疆乌苏地区2001～2013年植被覆盖的空间格局和变化规律;并结合研究区同期降水量和气温数据,分析了乌苏天山森林生态区、东南部草原生态区和西北部荒漠生态区植被的年际变化和季节变化对气候变化的响应.结果表明:①从年际变化上看,乌苏13 a间NDVI呈现缓慢降低趋势,平均NDVI达到了0.163;乌苏东北部及天山北坡部分NDVI较高,西北荒漠地带和中部精河、车排字、克拉玛依一线较低,空间分布呈现南北两极分化;(②年内变化,乌苏NDVI变化曲线呈现单峰型,7～8月达到最高,10月至翌年2月植物枯黄NDVI逐渐降低;③在年际水平上,乌苏植被覆盖与气温降水的相关性不高.但在年内水平上,气候因子对植被生长的影响作用明显,气温与月均NDVI通过0.01的显著性检验,达到0.964.说明年内植被生长更依赖于水热组合的作用,而且温度是影响植物生长最直接的因素之一.     

伊犁河流域归一化植被指数的时空变化及其对气候的季节响应

基于影响归一化植被指数(NDVI)变化的主要气候因子:气温和降水量,以及2000-2013年16 d合成的MODIS NDVI与同期气象数据,分析了伊犁河流域植被覆盖变化趋势及其对气温和降水量的季节性响应特征.结果表明14 a来,伊犁河流域绝大部分区域NDVI并未发生显著变化,但植被覆盖呈退化趋势的面积远大于呈改善趋势的面积;春、夏、秋三季的植被覆盖均呈退化趋势,降水量与植被NDVI的季节相关性不显著;伊犁河流域4种主要植被类型在三个季节均呈退化趋势,其中草原植被的退化趋势最为显著,而草甸、灌丛、林地在夏季的退化趋势较春、秋两季更为显著.各季节不同植被类型的NDVI与气候因子的关系表明,春季和夏季NDVI与温度关系密切(P0.05),秋季NDVI的变化是温度和降水量共同作用的结果.     

新疆草地植被的地上生物量

2004年对新疆地区的草地地上生物量进行了大范围的调查,据此估算了新疆6种主要草地类型的地上生物量密度和总量,并探讨了草地地上生物量与环境因子的关系。结果表明,草原类型中,荒漠草原的地上生物量密度最小 (34.9 g C·m^-2),草甸草原最大 (87.3 g C·m^-2),而典型草原 (53.2 g C·m^-2)和高寒草原 (47.7 g C·m^-2)介于两者之间;草甸类型中,山地草甸 (117.4 g C·m^-2)的地上生物量密度显著高于高寒草甸 (58.1 g C·m^-2)。6种草地的地上生物量总量为14.65 Tg C,约占全国的10%。地上生物量主要集中于高寒草原和高寒草甸,两者占总量的41.7%;其次是典型草原、山地草甸和荒漠草原,分别占19.0%、18.3%和14.6%;草甸草原因分布面积小而使得其地上生物量最小,仅占总量的6.4%。草原和草甸地上生物量的控制因子存在差异：草原地上生物量主要受降水控制,而草甸地上生物量则与温度相关。除受气候影响外,草原地上生物量还与土壤含水率、土壤总氮含量正相关,而草甸地上生物量与土壤含水率、土壤总氮含量均不相关。     

An ice-core record of vegetation and climate changes in the central Tibetan Plateau during the last 550 years

We present a 550-year ice-core pollen record with a 5-year resolution from the Puruogangri ice field in the central Tibetan Plateau.Analysis of the relationship between pollen record and instrumental observations suggests that the sum of the steppe and meadow pollen taxa is a good indicator of summer (June-August) temperature,whereas the ratios of Cyperaceae/(Gramineae+Artemisia) [Cy/(G+A)] as well as M/S (meadow to steppe percentages) are indicative of humidity changes in this region.Together with δ18O and...     

内蒙古生命地带的划分及其对气候变化的响应

采用ＨＯＬＤＲＩＤＧＥ的生命地带分类系统对内蒙古的生命地带类型划分、分布及其对未来气候变化的响应进行了研究．确定了现代气候条件下内蒙古生命地带的八个类型：森林及森林草原带、暖温性森林带、中温性草甸草原带、中温性典型草原带、暖温性草原带、荒漠草原带、草原化荒漠带和荒漠带．通过两种气候变化方案的分析,阐述了它们对未来气候变暖的响应趋势．结果表明,类型和面积发生了的显著的变化．寒温和中温类型的面积急剧减少,暖温类型的面积成倍增加．在较高温度的方案下,出现了两个新的类型：极旱荒漠带和暖温灌丛草原带．另一方面,生命地带的空间位移也十分明显,总的趋势是向北扩展．温度对上述变化起到了重要作用     

青海省草地生态系统碳储量及其分布特征

以第2次土壤普查形成的土壤图和草地资源清查图为本底,通过文献搜集及实测数据的结合,对青海省草地的碳储量进行了估算．结果表明:1）青海省草地生态系统碳储量约为6.12 Pg,平均碳面密度为18.08 kg·m?2,其中:地上植被碳储量（包括凋落物）为0.0097 Pg,平均碳面密度为0.03 kg·m?2;地下植被碳储量为0.0967 Pg,平均碳面密度为0.29 kg·m?2;土壤有机碳储量为6.01 Pg,平均碳面密度为17.76 kg·m?2;土壤储存的有机碳是植被的54倍多．2）从9大草地类来看,总碳储量从大到小依次为高寒草甸类（3.64 Pg）、高寒草原类（0.94 Pg）、低地草甸类（0.61 Pg）、温性草原类（0.35 Pg）、温性荒漠类（0.33 Pg）、温性荒漠草原类（0.08 Pg）、山地草甸类（0.08 Pg）、高寒草甸草原类（0.05 Pg）、高寒荒漠类（0.04 Pg）;从5大功能区来看,总碳储量从大到小依次为三江源地区（3.95 Pg）、柴达木盆地（1.31 Pg）、祁连山地区（0.45 Pg）、青海湖流域（0.31 Pg）、河湟谷地（0.10 Pg）．3）从9大草地类总碳面密度来看,低地草甸类的总碳面密度最高（57.37 kg·m?2）,温性草原类的最低（14.04 kg·m?2）;从5大功能区总碳面密度来看,柴达木盆地的最高（24.41 kg·m?2）,河湟谷地的最低（14.05 kg·m?2）．      

2000—2015年黑河流域中上游NDVI时空变化及其与气候的关系

选择西北第二大内陆河黑河流域中上游为研究区, 以2000—2015年逐月NDVI数据、月均温和月降水数据、DEM数据和基础地理信息数据为数据源, 采用RS, GIS 和数理统计分析等方法, 从区域尺度和像元尺度揭示区域NDVI时空变化格局及其与气候的关系。结果显示: 1) 2000—2015年, 黑河流域中上游NDVI总体上呈现增长趋势, 其中夏季的增长速率最大, 明显高于春季和秋季; NDVI快速增长区主要位于中游地区黑河干流两侧的绿洲地带; NDVI显著下降区位于张掖市市辖区、酒泉市市辖区以及其他县城所在地; 2) 夏季NDVI与降水相关性较高, 而春、秋季NDVI与气温相关性较高; 夏季NDVI与夏季降水的显著相关性主要体现在远离黑河干流的大片低覆被草地、戈壁以及荒漠, 而邻近黑河的人工绿洲地带NDVI与降水没有显著相关性; 3) NDVI响应降水的时滞效应较明显, 夏季NDVI对降水的响应普遍存在1个月的时间滞后, 最长能滞后2个月。研究结果可以为区域植被恢复和生态系统管理提供参考。     

内蒙古草地放牧强度遥感估测

以内蒙古草地为研究区, 应用MODIS-NDVI数据, 结合地面野外调查以及统计数据, 建立载蓄量估算模型, 并对2012年放牧强度进行估测。结果表明: 草地的载畜量和相邻两旬的NDVI差值显著正相关。通过两个旬度的NDVI差值与载畜量之间的回归分析, 建立载蓄量估算模型为: Y = 4.203(X_i - X_j) + 956.572; 内蒙古各草地类型的放牧强度都呈现自西向东逐渐减少的趋势, 放牧强度表现为草甸草原<典型草原<荒漠草原。利用遥感影像得到的放牧强度估测结果, 经过地面的野外实验数据验证, 精度可达70.7%。     

气候变化对中国北方温带草原植被的影响

在月、季节、生长季和年4个时间尺度上,采用Krigging空间插值方法对1982—1999年的降水、气温数据插值生成栅格影像,将其与1982—1999年的NOAA/AVHRR NDVI影像进行相关分析.同时,综合分析了归一化差值植被指数(normalized differential vegetation index,NDVI)、降水、气温、区域潜在蒸散量、区域实际蒸散量的年际季节变化.结果表明,降水是制约本区植被生长的根本原因,夏季降水量对植被生长的影响最为显著,7—8月份的降水对下月植被的生长有重要的影响.同时得出中国北方温带草原植被与气象因子相关性的空间分布图.     

内蒙古草原不同空间尺度的植被反射波谱特征分析与鉴别

在区域尺度上,不同地带性的草地植被反射波谱特征之间差异极显,利用可见光波段反射率形成的鉴别函数可以在平均识别错误概率低于20％的精度上予以鉴别,而在中小尺度上群落波谱反射特征的差异程度与群落类型有关,典型草原的几个代表性群落－大针茅草原群落、克氏针茅草原、羊草草原、冷蒿草原等群落波谱特征的差异程度较高,平均鉴别错误概率小于15％,而在荒漠草原中,只有在灌丛化与非灌丛化草地群落之间波谱特征才有显差异,但在非灌丛化群落复合体内部,不同群落之间反射波谱特征差异较小,草甸草原中主要群落的反射波谱特征之间的差异程度也较低。     

内蒙古温带草地低级根生物量格局及其与环境因子的关系

为了揭示根系生长策略与环境的关系以及草地植物根系周转对土壤碳的贡献, 在内蒙古荒漠草地、典型草地以及草甸草地设置17 个样点, 分析总根生物量、低级根生物量和低级根占总根生物量之比随草地类型与土层深度的变化及其与气候、土壤因素之间的关系。结果表明: 1) 低级根生物量与总根生物量正相关, 低级根生物量和总根生物量都与年均降水量、土壤氮含量正相关, 与年均温为负相关; 2) 低级根占总根生物量之比总体上呈现荒漠草原(14%)<典型草原(20%)<草甸草原(39%)的趋势, 与年均降水量正相关, 与年均温负相关, 与土壤全碳和全氮不相关; 3) 低级根生物量随土层的垂直分布规律与总根生物量一致, 在草甸草地随着土层加深而降低, 低级根主要分布在0~40 cm 表层土壤中(85%以上), 而在典型草地与荒漠草地则土层之间差异不显著。研究得到以下结论: 1) 草地植物根系可能通过不同机制响应温度和降水这两个环境因子; 2) 植物在水分贫乏的生境中可能通过降低对快速周转的低级根的投入来减少碳支出, 而投入更多的高级根来存储水分养分, 同时表明干旱生境中植物细根的水分养分吸收效率可能高于湿润生境。