北京市门头沟区2003-2014年植被初级生产力时空变化

采用CASA模型和30 m分辨率Landsat数据生成了门头沟区2003—2014年的植被净初级生产力(NPP)产品,分析了门头沟区NPP的空间分异特征,基于MODIS年NPP产品分析了门头沟区2003—2014年NPP的年际变化特征,基于MODIS植被总初级生产力(GPP)时间序列数据分析了门头沟区典型年份的年内GPP变化特征.结果表明:2003—2014年门头沟区NPP受地形及人为因素影响,低值区主要沿河流谷地及东部河流出山口处分布,在整体区域上呈现四周高、中间低的特征;自2005年以来年际NPP总体平稳,没有明显的增加或减少趋势;GPP年内波动明显,5—9月GPP/NPP的差异对不同年份间GPP/NPP差异的贡献最大.     

基于SEBS模型的黑河流域蒸散发

利用MODIS遥感数据并结合地面气象观测数据,应用SEBS模型对黑河流域的蒸散发进行了估算,得到了黑河流域蒸散发的分布.结果表明:SEBS模型在估算黑河蒸散发上具有一定的精度,可满足区域日蒸散发估算的需要.     

基于遥感双层模型的宝鸡峡灌区日蒸散发估算

本文选取了陕西宝鸡峡灌区为研究区,基于遥感双层模型,选择2000-2011年不同季节典型日的TM 数据,辅以气象观测资料,估算了宝鸡峡灌区典型日蒸散发,分析灌区内日蒸散发的时空分布以及不同土地利用类型日蒸散发季节变化.结果表明,基于遥感双层模型估算半干旱区的日蒸散发是可行的.模拟典型日中,春季晴日灌区日蒸散发约为5.06mm、夏季约为5.36mm、秋季约为4.24mm、冬季约1.03mm,呈单峰型分布,有较好的季节变化特征;不同季节日蒸散发的空间分布差异较大,不同土地利用类型的日蒸散发季节变化特征相似,但略有不同.利用Penman-Monteith公式计算值结合作物系数验证日蒸散发估算精度,其中耕地和林地相对误差约为20%,相关系数R2>0.7,表明遥感反演的日蒸散发精度较高.      

基于特征空间法的美国南部大平原蒸散发遥感反演

蒸散发是地表能量平衡和水热循环的重要环节,准确估算对区域水资源合理开发利用、农业节水研究以及气候调节等至关重要。特征空间法作为蒸散发反演的主要方法之一,因其对地表参数的依赖较小,具有较好的优势。然而,该方法在干湿边界确定时却存在一定的主观性和不确定性,给出相应的干湿边界理论公式,以美国南部大平原为研究区,利用MODIS遥感数据,构建具有时空二维属性的地表温度——植被指数特征空间,获得了2017年美国南部大平原蒸散发;并采用站点数据进行验证,分析时空分布规律。结果表明:本文方法对于研究区地表蒸散发模拟精度较高,略微存在高估,与观测值相关系数(r)达到0.86,均方根误差(RMSE)和偏差(B)分别为1.07 mm和0.06。从时空特征分析,蒸散发年内变化呈单峰型分布,与植被生长周期相一致。此外,蒸散发季节差异显著,夏季蒸散发最高,春秋次之,冬季最低,并且四季蒸散发空间分布趋势均呈东南向西北递减。     

黄土丘陵沟壑区小流域蒸散发的遥感估算——以静宁县魏沟流域为例

利用TM遥感影像和地表热量平衡模型估算静宁县魏沟流域的蒸散发量,并结合地面实测资料进行检验,分析了该流域蒸散发的分布规律,研究了蒸散发量与土地利用、地表参数和地形参数的关系.结果表明,研究区当日蒸散发量为1.13～8.86 mm,平均4.94mm,分布上呈现由西北向东南递增的趋势;不同下垫面的蒸散发能力有一定差别,其中水体和林地的日蒸散发量最大;蒸散发量与INDV和高程等呈线性正相关,而与地表温度呈线性负相关.     

2000-2014年呼伦贝尔草原植被覆盖度时空变化分析

以呼伦贝尔草原核心区的新巴尔虎右旗、新巴尔虎左旗、陈巴尔虎旗和鄂温克族自治旗为主要研究区,基于MODIS NDVI数据,利用像元二分模型反演得到植被覆盖度,并结合土地覆盖分类产品,构建2000—2014年研究区植被覆盖度时间序列.通过时间序列分析,从不同的时间和空间尺度分析草原植被覆盖度的变化规律;同时引入覆盖度异常变化点检测算法,并结合该地区同期气象数据,进一步探讨研究区植被覆盖度变化与气象因子之间的内在驱动力关系.结果表明,植被覆盖度在空间分布上主要表现为:从东往西依次递减,特别是研究区西南部,覆盖度最低;15年来研究区植被年际变化总体上呈现前10年下降、后5年缓慢上升的趋势.对植被覆盖度的异常变化进行分析,结果显示:返青期和枯萎期覆盖度的剧烈变化与温度的相关性较大,生长旺季内(7—8)月覆盖度的剧烈变化主要与降水量有关.     

近10年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。     

基于结构方程模型的蒸散发归因分析

地表蒸散发是评估气候变化对区域水热循环作用的关键过程.然而,在气候变化和人类活动的双重影响下,植被对蒸散发的定量影响较难衡量.该文利用时间序列分析法探求2001至2019年植被变化的趋势,并利用遥感数据产品和气象要素驱动数据集在海河流域建立了结构方程模型,分离气候变化和植被变化对于蒸散发的影响.结果 表明:研究时段内植...     

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.     

汉江流域实际蒸散发的时空演变规律及成因分析

根据汉江流域14个气象站点1961—2011年的逐日气象资料，分别利用参数率定后的AA模型和GG模型计算汉江流域的实际蒸散发。在此基础上，采用Mann-Kendall检验法、Sen’s坡度检测法和Pettitt突变检测法对过去51a汉江流域实际蒸散发的时空演变规律及主要气象因子的变化趋势进行分析，并探讨实际蒸散发变化的成因。结果表明，参数率定后的AA模型和GG模型对汉江流域实际蒸散发的模拟结果基本一致；汉江流域1961—2011年平均实际蒸散发总体上呈现自东南向西北逐次减少的空间分布特征；整个流域的多年平均实际蒸散发呈现显著下降趋势，并于1979年发生显著性突变；显著下降的风速和日照时数是导致汉江流域年实际蒸散发显著下降的主要原因。     

长江上游时空相关气候要素的区域趋势诊断

构建融合时空相关性的区域Spearman秩次相关检验方法,诊断长江上游CRU数据集中年降水量、年平均气温和年潜在蒸散发量在各子流域的区域变化趋势。结果表明:各气候要素均表现出明显的正向空间(互)相关性,气温和蒸散发还呈现出正向高阶时间(自)相关性,2种因素都会导致区域趋势显著性被高估。若忽略该影响,则判断上游各子流域均发生了显著气候变化。新方法有效削减了时空相关性的影响,发现近百年来上游气候变化趋势尚不显著,降水仅在金沙江区显著增加,在川江流域略有减少,气温和蒸散发在1960年以后才显著上升。研究结果表明考虑时空相关性对减少趋势误判起着重要作用。     

基于时空融合技术的高精度遥感蒸散计算

在利用遥感数据进行蒸散计算时，常因云雨污染和单一传感器限制，导致影像数据缺失严重，特别是在一些景观破碎化程度高的地区，较难获取高时空分辨率的蒸散序列。以黄河三角洲为研究区，基于增强型时空自适应融合模型构建高时空分辨率的遥感数据集，结合地表能量平衡系统模型采用先估算后融合和先融合后估算两种方式估算了区域2020年高时空分辨率的蒸散时间序列，探讨了融合算法和蒸散模型相结合的可行性和估算精度。结果表明：ESTARFM算法性能较好，融合反射率与实际反射率的相关系数均在0.85以上；SEBS模型估算的显热通量与通量站数据的均方根误差仅为57.8 W/m2，融合模型估算的水面蒸发与蒸发皿折算数据的相关系数达到了0.93；黄河三角洲蒸散量随季节变化较大，其中夏季蒸散量约占全年的40%，不同地物类型的年蒸散量差异明显，约在548.2-1289.9 mm/a之间；蒸散的空间分布格局受海陆分布和土地利用的影响显著，沿海的滩涂和水体蒸散量最高，自然植被明显高于人工地物；ESTARFM算法与SEBS模型的耦合方式对蒸散结果，先融合后估算方案的蒸散精度更高（R=0.88；RMSE=0.36mm/d），有效提高了蒸散的时空分辨率，更适用于黄河三角洲地区。     

安吉毛竹林生态系统水分收支的研究

利用涡度相关技术观测安吉毛竹林生态系统2013年的水汽通量,同时结合降雨量对该生态系统的水分收支数据进行比较和分析,明确其水收支情况及其影响因子,以揭示毛竹林的水分利用能力,进而为其科学栽培和水分管理提供参考.结果显示:毛竹林生态系统全年表现为水汽源,7月份最高(108.85kg·m~(-2)),12月份最低(19.67kg·m~(-2)),但在2月份和6月份存在着小的波谷.全年降水量和蒸散量呈较弱的正相关关系(r=0.145,p0.05),蒸散主要集中于5—8月份,7月份最大,达到108.85mm,而降水较为分散,6月份有最大值,为394.5mm,且全年除了1、7和11月份的蒸散量略高于降水量外,其余各月均较低;不同季节的降雨量从高到低依次为:夏季秋季春季冬季,而蒸散量(水汽通量)则表现为:夏季春季秋季冬季.此外,全年水汽通量受温度的影响较为显著(p0.05),7月份则受温度和饱和水汽压差的双重影响.总之,2013年全年降雨总量达到1 508.5mm,蒸散量为749.07mm,蒸散量占到降水总量的49.7%,全年水分利用效率仅2.1g·kg-1,表明该毛竹林的地表径流较大,水分利用能力偏弱,若进行人工经营和管理,除了考虑环境因子变化外,还须注意合理用水,以避免水资源的浪费.     

帽儿山地区樟子松优良种源的选择

【目的】进一步揭示不同种源樟子松在帽儿山地区的生长差异性,选择出优良种源。【方法】以1981年采种、1982年育苗、1984年春造林到帽儿山地区的高峰、图强、卡伦山、红花尔基、罕达盖、金山、阿尔山等7个种源31年生樟子松试验林为研究对象,通过对樟子松胸径、树高、材积、冠幅、年轮宽度及保存率等6个生长性状进行方差分析、多重比较、相关性分析、主成分分析等,选择优良种源。【结果】种源间胸径达到极显著差异(P＜0.01),材积和冠幅达到显著差异(P＜0.05),树高没有显著差异(P＞0.05); 区组间各性状均没有显著差异(P＞0.05)。图强种源的年轮宽度最大(3.69 mm),保存率则最小(56.67%); 不同种源胸径、树高、材积、冠幅及年轮宽度与原产地地理气候因子之间没有显著相关性。樟子松种源各性状地理变异模式不明显,而保存率与纬度呈极显著负相关(P＜0.01),与经度呈显著负相关(P＜0.05),与海拔呈显著正相关(P＜0.05); 主成分分析结果发现,图强种源综合指数得分最高(2.972)。【结论】31年生樟子松人工林生长性状不同种源之间存在差异,红花尔基、高峰种源生长较好; 图强种源表现最好,应用潜力大。     

基于TVDI的横断山区干旱时空演变特征及影响因子研究

以横断山区为研究区,通过对比2001—2019年基于 MODIS获取增强型植被指数（EVI）和归一化差分植被指数（NDVI）反演的温度植被干旱指数（TVDI_N、TVDI_E）及潜在蒸散量（PET）和实际蒸散量（ET）反演的作物缺水指数（CWSI）,与土壤含水量进行相关性分析,选择适用于横断山区干旱监测指标,采用Mann-Kendall 检验等统计方法研究干旱的时空变化特征,并分析干旱在不同土地类型、海拔和气象要素影响下的空间演变特征．研究结果表明:1）基于EVI反演的TVDI_E与土壤含水量相关性最高,更适合于监测横断山区的干旱情况．2）TVDI_E监测结果表明横断山区近19 年来干旱变化情况整体呈下降趋势,空间分布呈现南高北低的变化趋势,严重干旱主要集中分布在攀枝花市附近及湿热地带;北部则集中于三江流域（澜沧江、怒江、金沙江）附近及红原草原地区;干旱程度最严重的阶段是夏季,由春季逐渐向夏季过渡期阶段干旱面积明显增加．3）随海拔的增加,耕地分布多集中于海拔<3 000 m的地区,林地分布海拔为1 000~5 000 m的地区,草地主要生长于海拔>5 000 m的地区;19年来耕地、林地和草地中TVDI_E总体呈减弱趋势,但处在高原过渡带及干热河谷周围的植被的干旱呈增加趋势．在生长季缺水期时,南部地区的植被、高原过渡带林地和北部高原的草地受干旱影响严重．4）TVDI_E与日照时间的正相关性最高,与相对湿度的负相关性最高．气象因子对春初和秋末的TVDI_E复合作用最强,大部分区域呈现显著正相关．      

韩江流域参考作物蒸散量时空变化及其影响因素

基于韩江流域12个气象站点1961—2013年的逐日气象数据,应用Penman-Monteith公式计算参考作物蒸散量(ET0),并利用Mann-Kendall检验、Kring插值、Pearson相关分析和敏感性系数等方法分析了韩江流域ET0的时空变化特征及其影响因素. 结果表明:(1)近53年来,韩江流域多年平均ET0为1 121.96 mm,整体呈下降趋势,速率为0.39 mm/a,在1967年左右发生突变. 全流域ET0的年内变化较为明显,夏季的贡献最大,占到全年的37%;年均ET0以广东最多,江西最少. (2)空间上,韩江流域ET0呈现“自东南向西北逐渐递减”、“三高一低”的分布格局,即韩江上游梅江源头地区、韩江三角洲以及梅潭河流域为明显的高值区,而汀江上游地区的值相对较低;四季ET0的空间分布与年高低值的分布格局基本一致. (3)韩江流域ET0对相对湿度呈负敏感性,对平均气温、日照时数和平均风速呈正敏感性,对相对湿度最为敏感,其次是平均温度,对日照时数和平均风速的敏感性相对较小. (4)风速的下降是该流域ET0减少的主要原因,其次是相对湿度. 本文为山区流域水循环研究奠定了一定的基础,可为区域水资源评价与管理提供参考依据.     

宝鸡市区地表温度反演与城市热岛分布格局时空演变研究*

目的反演宝鸡市市区的地表温度,定量分析研究近20年来研究区热岛效应的时空演变和分布特征,以缓解城市环境问题和合理规划未来城市的发展。方法利用1995-2015年Landsat 5TM和Landsat 8TIRS影像数据和气象台站资料,采用GIS和RS技术,实现对渭河阶地型城市——宝鸡市地表温度(LST)的反演,并在此基础上进行热岛分布格局的时空演变研究,分析LST与NDVI,NDBI的空间对应关系。结果与结论宝鸡市存在明显的城市热岛效应,热场分布及延伸与宝鸡市空间扩展布局相一致,热岛范围呈逐年增长的趋势,低温区和次中温区面积减小,相应的次高温和高温区面积增加,热岛强度明显增强。在渭河阶地型城市的空间格局上,地表温度与NDVI呈负相关关系,与NDBI呈正相关关系。     

流域土壤侵蚀对椒江口悬浮泥沙时空分布的影响

利用通用土壤流失方程,对椒江流域1995年、2000年、2005年、2010年及2015年土壤侵蚀模数进行估算,椒江流域1995年、2000年、2005年、2010年及2015年均达到中等土壤侵蚀的强度,其中,1995年至2010年土壤侵蚀有逐年恶化的趋势,而2010年至2015年有所缓解.基于椒江及河口、近岸的野外实测数据,构建椒江及近岸水体悬浮泥沙浓度遥感定量反演模型,对椒江及近岸水体1995年、2000年、2005年、2010年及2015年悬浮泥沙浓度进行估算,对水体悬浮泥沙的空间分布进行分析,椒江口水体悬浮泥沙浓度表现出较强的空间分布规律及高时空动态性,其中,椒江悬浮泥沙浓度明显高于河口和台州湾;椒江中游累年悬浮泥沙浓度平均值最大,时空动态性最低,受陆相及海相输沙综合影响,易形成悬浮泥沙的最大浑浊带.流域土壤侵蚀量越大,水体悬浮泥沙浓度越高.最后,定量分析了降雨,日照时间和人类活动等因素对河口悬浮泥沙格局影响.降雨作为椒江地表径流的主要来源,对悬浮泥沙也起到一定的“稀释”作用.年内日照时长的增加,加剧了水体水量的损失,削弱水体的“稀释”作用.若以流域内居民地面积表征人类活动强度,其与水体年均悬浮泥沙浓度之间相关性较弱,但其年际变化表现出较高的相关性.     

基于Landsat影像的杭州市主城区地表温度和热岛效应研究

城市热岛效应是研究全球变暖的重要问题。为了探究杭州市市区的城市热岛效应问题,基于Landsat数据和辐射传输方程法反演出了杭州市主城区的地表温度,以及通过均值-标准差法进行热岛强度分级,分析了2008、2013和2019三年间的地表温度和热岛效应的时空变化,并研究了地表温度与归一化植被指数（normalized difference vegetation index, NDVI）的相关性。结果表明：地表温度具有一定的空间分布规律,在靠近钱塘江的区域,地表温度都要明显更高一些;热岛分布也存在一定的时空规律性,钱塘江两侧热岛区域分布相对较广,并有增加的趋势;杭州市主城区的地表温度与NDVI指数呈现出负相关关系,并存在明显的空间异质性。