河流断面演变关键影响因子遥感统计分析与识别

选取人类活动影响较小的三江源地区,利用多源遥感数据,结合最小二乘法与模糊聚类法开展大数据统计分析,探索自然因素对河流断面形状空间变异的影响.结果表明:在所有影响因素中,流域面积是驱动河流断面形状变化最主要的影响因素,随着断面控制流域面积的增加,上游"窄-深"型河道渐变为下游"宽-浅"型河道;土壤孔隙高、粉粒含量大、断面位置坡度高、植被盖度低的地理环境更利于抛物线型河流断面的形成;断面形状拟合参数(a)、控制流域面积(S)与宽深比(RWD)的关系函数均为指数型函数(a=c1ed1s,RWD=c2ed2S).以上结论适用于受人类活动影响小、资料缺乏的山区自然河道,可准确、高效、安全地获取河流断面形状,为河流水质评价、生态流量计算、河流健康保护、水土保持措施配置研究等奠定坚实的方法和数据基础,助力我国生态文明重大方略的实施.     

北京市海淀公园绿地CO2通量变化特征

为了定量评估城市绿地吸收CO2改善城市生态环境的效果,2006年4月—2007年3月在北京海淀公园绿地使用涡度相关系统连续观测CO2通量、总辐射、大气温度,并使用冠层分析仪测量叶面积指数,研究CO2通量的变化及其影响因素.结果表明,绿地CO2通量受植被生物活动的影响呈现明显的季节变化特征,晴天天气状况下CO2通量日均值FCO2在4—10月为负值,绿地是CO2汇,在6—9月是CO2强吸收汇,FCO2约-0.100—-0.120mg/m2.s,而在11—3月FCO2为正值,绿地为CO2源,12—2月是CO2强排放源,FCO2约0.100mg/m2.s.绿地CO2通量受总辐射、LAI、大气温度的显著影响,净辐射的影响明显大于大气温度,净辐射越大、LAI越大、大气温度越高,绿地光合作用吸收CO2的能力越强.观测期间一年海淀公园绿地CO2的净吸收量约为615gCO2/m2.     

都江堰灌区金马河河流健康空间形态分析

以都江堰灌区金马河为研究对象,从河流健康的基础层次──河流形态景观特征的角度出发,应用遥感技术采集河流空间信息,依据生态需水理论和景观生态学方法对金马河河流空间形态特征进行分析,得到金马河河流健康情况下基本空间形态特征参数:水域面积占河道面积的比例不低于40%,平均斑块面积(MPS)大于1.97 hm2且斑块数量(NP)大于1948个,最大斑块指数(LPI)在20%～45%之间,修正的Simpson多样性指数(MSIDI)大于0.6,修正后的Simpson均匀度(MSIEI)高于0.55.同时,通过研究证明遥感技术在河流健康空间形态特征分析中具有很好的应用前景.     

生态水文学兴起:学科理论与实践问题的评述

生态水文学是20世纪后半叶发展起来的新兴水科学研究领域的交叉综合学科，基于习近平总书记的“生态优先、绿色发展”理念和实现我国生态文明建设目标，其研究成为我国新时期水科学理论与实践的新目标与新挑战，为“绿色-高质量-可持续”发展提供强大动力．本文简述了生态水文学国内外发展历程和动向，深入评述了生态水文研究的几个基础理论问题，主要包括:人-水-生态系统关系认知与协同变化的和谐内涵、四大平衡的协同内涵及Budyko水-热平衡联系方程、绿水在生态系统中的重要内容和面向全球变化的生态水文宏微观尺度研究，并着重阐述了生态系统的需水与用水；针对生态水文的实践应用，阐述了水-碳循环耦合机制研究能够有效服务国家“双碳”计划，分析了南水北调工程和黄河流域生态环境治理中生态水文问题，提出了南水北调西线工程是构建国家水网、缓解黄河流域水资源短缺的重要举措；基于生态水文研究现状和国家发展需求，对生态水文研究提出展望，如生态系统对人类活动和气候变化响应机制研究、水土保持与生态建设综合技术体系、多源信息融合新技术、加强与社会科学的交叉融合研究和生态水文系统研究等．      

贵州典型喀斯特灌丛草坡类型区土壤水分及其影响因子研究

对贵州龙里灌丛草坡类型区2005-2006年度土壤水分及局地小气候进行了连续的定位观测,并通过相关分析等手段对土壤水分影响因子进行了分析.得出以下结论: 1)大致呈现出三起两落的趋势,12-2月和9-11月为土壤水分缓慢积累期,2-4月和8-9月为土壤水分强烈消耗期,4-8月随着雨季的来临,降水量大,使得土壤水分迅速增加,为雨季土壤水分补充期;2)通过对土壤水分体积分数及其环境因子的相关分析得到,雨季,土壤水分体积分数主要受降水量的影响,而在非雨季,温度是主要的控制因子,偏相关系数达0.851 (P<0.01),其次为相对湿度,偏相关系数为0.733 (P<0.01),而与太阳辐射和地表温度的偏相关系数分别为0.525、0.241 (P>0.05);3)通过对下垫面状况各异、气象条件基本一致的各实验点土壤水分规律的研究,发现土壤水分分布特征与地表植被覆盖状况有着重要的关系.     

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.     

黄河流域土壤水分遥感计算及水循环过程分析

在1982～1998年AVHRR pathfinder遥感数据和黄河流域土壤水分、降水与蒸发观测资料基础上,应用土壤水分遥感估算方法,计算出17年来黄河流域1 m土体各层土壤水分;在获得土壤水分数据基础上,以黄河流域中兰州、头道拐、龙门、三门峡、花园口和利津水文站为控制断面,将黄河流域划分为7个子流域,结合1982～1998年的径流资料和气象观测资料,利用水量平衡方法分析了17年来黄河流域水循环动态特征.通过研究表明建立的大区域、连续时间段、厚层土体土壤水分遥感估算方法及其框架是可行的;黄河流域多年平均降水量一般在4000 × 108 m3,蒸散量一般在3000 × 108～3500×108m3,土壤水年变化量在正负500×108m3之间;兰州以上河段是黄河流域中比较湿润的地区,多年平均蒸散发占降水量的比率为57％左右;黄河流域中最干旱的地区是内流区和山陕河段,多年平均蒸散比占降水的比率为78%左右.     

基于MODIS时间序列数据分析的黄河流域植被生长状态评价

分析流域归一化植被指数INDV随时间变化的规律,提出了植被生长量评价方法,并基于植被生长量、植被生长状态和年际植被变化趋势等方法分别对2000、2002、2004、2007年流域不同时空分布的植被进行了评价,得出以下结论:1)上游、下游及分布在中游水源边的植被生长量较大,而且植被生长量较低的黄土高原经历先增加然后减少的变化趋势;2)生长状态较差的地区主要集中在兰州、宁夏、内蒙地区,但是2000年后这些区域的植被生长状态趋向好转;3)黄土高原地区在2000、2002、2004、2007年之间有转好的趋势,而上游、下游及中游南部的植被覆盖有降低的趋势.     

基于RS流域枯水资源的判读识别

在GIS和RS技术的支持下,以单个水文站所控制的流域为统计单元,借助于ArcView软件强大的计算功能、ERDARSIMAGE软件强大的图象处理功能,在TM影像确定单个水文站所控制的流域面并数字化,通过SPSS软件进行多元回归分析,提出从TM影像判读枯水资源的多元回归方程。     

雅鲁藏布江流域NDVI时空分布及与降水量的关系

对雅鲁藏布江流域归一化差值植被指数(normalized difference vegetation index,NDVI)时空变化特征分析的同时,把流域站点降水量点数据插值成与流域NDVI相一致的空间Grid数据,并对流域NDVI与降水量的关系进行了分析.考虑到降水量插值误差的存在,分析了流域站点NDVI与降水量的关系.结果表明,流域与流域站点NDVI与降水量均具有较强的季节性与时间上的一致性.其线性相关系数与对数相关系数都在0.7以上.