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.     

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.     

基于多源数据的甘南草地植被覆盖度遥感监测研究

选取甘南藏族自治州为研究区域,以2016-2017年野外实测样方盖度数据和无人机照片提取的草地植被覆盖度数据为基础,对基于像元二分模型计算的草地植被覆盖度进行精度校正,分析并探讨无人机用于野外草地植被覆盖度调查的可行性,构建基于不同遥感数据源草地植被覆盖度的回归模型,并对模型进行精度评价.结果表明,利用无人机在草地上空一定距离(25 m)获取的照片可以多时相匹配Landsat 8等中分辨率遥感影像,动态监测野外大面积草地植被覆盖度;乘幂模型对以像元二分法计算的陆地卫星-8陆地成像仪(Landsat 8 OLI)产品的草地植被覆盖度校正效果最佳,模型的估测精度高达93.60%,在进行空间小尺度研究时模型计算精度最高;对数模型对以二分法计算的MOD13Q1产品的草地植被覆盖度校正效果最佳,模型的估测精度为91.97%;用中分辨率遥感数据Landsat 8 OLI校正低分辨率MODIS模型,修正后的模型R2=0.64,比原始的中分辨率成像光谱仪(MODIS)估测模型(R2=0.23)明显提高,在进行空间大尺度研究时该模型更适应.     

基于3S技术的玛曲县草地植被覆盖度变化及其驱动力

利用GIS空间统计分析、多元统计分析方法和改进的遥感二分像元估算模型估算了玛曲县高寒草地植被覆盖度。结果显示:玛曲县2000,2002,2004,2006,2008年的平均植被覆盖度依次为66.17%,56.41%,57.34%,77.38%,58.93%。玛曲县高寒草地植被覆盖度总体呈下降趋势,优等植被的退化比较严重。草地植被的演变情况主要由优等植被覆盖向劣等植被覆盖演变,进一步证实了玛曲县草地呈退化趋势。并对导致玛曲县高寒草地植被覆盖度变化的因素进行PCA分析,结果显示人为因素是导致玛曲县植被覆盖度变化的主要因素,进一步说明人类活动对玛曲高寒草地生态环境变化影响巨大。     

秦皇岛市2001—2020年植被覆盖动态变化及预测

本研究基于谷歌地球引擎(Google Earth Engine,GEE)遥感数据云端运算平台,利用1443景的Landsat Surface Reflectance(陆地卫星地表反射率数据)长时间序列遥感影像数据,使用归一化植被指数、像元二分模型、变异系数、线性回归分析和CA-Markov模型等方法监测秦皇岛市2001—2020年间植被覆盖度的动态变化,并预测了2025年的植被覆盖情况。研究表明：(1)2001—2020年,秦皇岛市20年间的植被覆盖度总体良好,整体上以中高植被覆盖度和高植被覆盖度为主,二者面积之和均达到总面积的65%以上;低植被覆盖度与中低植被覆盖度的面积之和均未超过20%。(2)河流、湖泊以及城区周边的植被覆盖度波动性较大,变异系数范围在0.8到3.2之间。(3)20年间秦皇岛市植被覆盖度明显变化的区域占57.7%,其中减少的区域占17.7%,增加的区域占40%,植被覆盖度基本保持不变的区域占42.3%,且人为因素仍是影响植被覆盖度变化的主要因素。(4)预测结果表明,秦皇岛市2025年仍以高植被覆盖度为主,占比达到47.4%,增长了0.9%,低植被覆盖度和中植被覆盖度分别减少了0.8%和0.4%,中低植被覆盖度和中高植被覆盖度均增长了0.1%。此研究可为秦皇岛市的环境治理、城市规划等工作提供数据参考和理论依据。     

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).     

黄土高原退耕区土地利用变化及土壤侵蚀分析——以宁夏泾源县为例

以黄土高原典型退耕区宁夏泾源县为研究对象,基于2000及2016年的土地利用和NDVI数据,运用地理信息系统方法,分析当地土地利用及林草植被覆盖的时空变化特征,在此基础上评估县域土壤侵蚀变化情况.研究结果表明:①2000～2016年泾源县耕地、草地面积减少,林地面积增加并成为区域优势土地利用类型,同时"草地-林地""耕地-林地"是最主要的土地利用变化类型,且其变化主要发生在8°～15°及15°～25°区域.②研究期内,泾源县林草植被覆盖度增加,植被覆盖度 75%的林草地面积增加了77%,且植被覆盖度变化最大的区域为15°～25°区域.③退耕还林工程实施后,泾源县土壤侵蚀面积减少了47%,年均土壤侵蚀量减少119. 64×10~4t,其中61%源于林草地土壤侵蚀量的减少.     

2005-2015年三江源地区玛沁县植被覆盖度变化分析

基于美国Landsat TM卫星遥感影像数据,通过ArcGIS10.0与ENVI5.1软件,提取并分析了玛沁县不同时期的植被覆盖度动态变化总体特征。分析结果表明:2005年、2010年、2015年的平均植被覆盖度依次为72.53 %、65.76 %、68.27 %,植被覆盖度fc>0.65的区域面积占总面积的比例达到60 %以上,植被覆盖总体情况良好;植被覆盖变化面积转移矩阵表明,近10年来植被覆盖度呈现出下降趋势,各级植被覆盖度减少面积近4 000 hm²,自然生态环境退化程度明显;玛沁县植被覆盖度减少区面积占比20.96 %,比重较大,植被覆盖不稳定并呈现退化趋势,自然生态环境亟待保护。     

基于TM影像的北京市北部山区植被覆盖度遥感动态监测

以监测北京市北部山区一延庆、怀柔和密云三区县10年间植被覆盖度变化为例,利用ETM／TM2001年和2010年两期影像数据,依据混合像元二分模型及NDVI估计植被覆盖度的理论方法,设计了模型应用技术路线,生成北部三区县两期植被覆盖度分级图及其统计数据,并对研究区植被覆盖状况进行时空动态变化分析。研究发现,2001年～2010年,研究区平均植被覆盖度总体呈上升趋势。该方法可快速、定量地反映研究区植被覆盖及变化情况,为研究区生态环境评价提供技术支持。     

基于MODIS时序数据的汶川地震灾区植被覆盖变化监测

本文以MODIS数据为基础,构建了基于归一化植被指数(NDVI)的植被覆盖估算像元二分模型,分别计算汶川地震灾区2008~2015年共8个时相的植被覆盖度,以此为基础定量分析了汶川地震对植被的破坏程度,地震后植被逐年恢复状况.结果表明:地震灾区平均植被覆盖度在震后显著降低,其降低程度与地震烈度呈正相关,截至2015年,灾区平均植被覆盖度恢复至地震前水平.不同烈度区植被覆盖变化速率和构成具有差异性,总体表现为烈度9°区恢复速度最快,7°区恢复速度最慢,不同等级植被覆盖度的空间格局发生了显著变化.研究结果对发展遥感植被覆盖监测理论,汶川地震灾区生态环境恢复、灾害评价与水土保持等具有重要理论和现实意义.     

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。     

塔里木河流域下游绿洲演变对生态输水的响应

参考前人对绿洲的定义和分类方法,对塔里木河下游人工绿洲、天然绿洲进行提取,分析生态输水前后人工绿洲和天然绿洲的面积变化特征、转化过程、重心迁移情况以及扩张与退缩的空间变化。结果表明:1990—2015年,塔里木河下游绿洲总面积先下降、后上升,人工绿洲不断扩张,10 a平均增长量为46.78 km~2,天然绿洲面积不断缩减,在2000年后有所上升。生态输水前(1990—2000年),塔里木河下游来水量减少,导致大面积草地退化,天然绿洲面积减少;生态输水后(2000—2015年),部分未利用土地得到了利用,变成河渠、水库、湖泊、灌木林和高覆盖度草地,塔里木河下游生态有所恢复。下游绿洲重心先往西北,再往南方,最后又往东南方向迁移。绿洲主要向西北和东南方向扩张,1990—2000年的扩张区域主要集中于英苏上游区域;2000—2010年期间,台特玛湖地区绿洲面积增加明显;绿洲缩减区域分布广而零星。     

1980—2015年伊犁盆地土地利用/覆被变化及驱动力研究

本文利用GIS相关技术,以 1980年、2000年、2010年与2015年新疆伊犁盆地Landsat-MSS、Landsat-TM/ETM遥感影像数据、气象数据与社会经济数据为主要数据源,分析并研究了伊犁盆地近35年的土地利用/覆被变化特征及其归因。结果显示:研究期间,变化最为显著的是草地,变化率为5.072%,共计减少2 801 km2,退化较为严重;其次是耕地,变化率是3.676%,共计增加2 030 km2,增加趋势明显;变化最不明显的是林地,变化率是0.045%。同时研究区内的半永久性冰川雪地面积出现了小幅度的降低,盐碱地、沼泽地、沙地出现了不同程度的增加,表明生态环境存在小幅度恶化现象,值得警示。当地的社会经济发展状况与自然条件共同塑造了本研究区的土地利用/覆被变化现状,其中社会经济因素是本地区土地覆被变化的主要推动因素。希望本文的研究结果能够为伊犁盆地生态环境建设提供一定的参考意义。     

伊犁地区植被生产力的时空分异及其与地形因子关系研究

基于MODIS·NDVI数据、气象数据和土地利用等数据采用CASA模型定量反演得到2012年—2014年伊犁地区以月为周期,空间分辨率为500 m的植被NPP.分析了研究区植被NPP的时空分布特征,探讨了不同植被类型对NPP的贡献率以及地形因子对NPP的影响.研究结果表明：2012年—2014年伊犁地区植被NPP的年平均值为200 gC·m－2·a－1,空间上呈现出东部大于西部的特征;不同植被类型的月均NPP呈现3～7月增加,7～11月下降的趋势.但不同植被类型月均NPP的变化速率和变换幅度存在较大差异;草地对研究区NPP总量贡献率最大为58.59%,其次是农作物,贡献率为31.45%;针叶林和阔叶林对研究区的贡献率基本相同,分别为3.75%、3.60%;稀疏植被贡献率最小仅为2.61%;研究区年均NPP随海拔和坡度的增加均呈现出先增加后减小的特征;通过验证表明,利用CASA模型对伊犁地区植被NPP估算的结果与MOD17A3产品一致性较好.     

鄱阳湖区域景观格局动态变化研究

鄱阳湖是中国最大的淡水湖,工农业及城市化的发展对鄱阳湖区域景观动态变化的影响很大,笔者基于景观生态学原理,利用RS与GIS分析鄱阳湖1995—2015年间景观格局动态变化的原因及其过程。结果表明:在选择同一季节的3期遥感数据源进行比较时,鄱阳湖区域湿地的总面积从1995年到2015年迅速减少了11.57%。与此同时,景观斑块数在1995—2004年间大幅减少了12 729,而2004—2015年又获得小幅增加。1995—2004年,林地、裸地和草地最大斑块所占景观面积的比例都有所降低,但平均斑块大小有所增加; 2004—2015年间,只有耕地的最大斑块所占面积的比例降低,平均斑块大小也降低,这也意味着2004年后研究区破碎化程度有所降低。鄱阳湖区域土地利用类型的转变是城市扩张、农牧业迅速发展的结果,即鄱阳湖区域景观变化的主要驱动因素为人类活动。     

吉林省西部草地景观空间格局动态变化研究

利用1980,1995,2000年3期遥感影像,在RS与GIS技术支持下,解译提取吉林省西部20年草地景观类型空间信息,选取景观优势度、破碎度、分维数、分离度和平均斑块伸长指数,对吉林省景观空间格局的时空动态演变进行分析．结果表明：研究区草地景观面积、斑块数减少,草地退化严重;草地景观分布动态变化趋于均匀,优势景观类型优势度降低,斑块空间形状简单,高、中覆盖度草地斑块形状多狭长,呈带状;1980～1995年各种类型草地景观破碎化程度降低,1995～2000年破碎化程度加强,总体动态变化呈现出增强趋势;20年来各种类型草地的质心整体向东北方向偏移,不同阶段各种草地景观质心偏移表现出无规律性、多向性,1980～1995年高、中、低覆盖度草地质心分别向东北、西南、西北方向偏移,而1995～2000年高、中、低覆盖度草地质心则分别向西北、东北、东南方向偏移．自然因素对研究区草地景观动态变化起到一定的驱动作用,人类活动干扰则是主要驱动力。     

黄河河源区近10年来土地覆被变化研究

分析80和90年代2期土地覆被数据表明,随着黄河河源区自然条件的变化、人口数量的增加和人类活动的强度加大,使黄河河源区草地面积明显减少,尤其是覆盖度高的天然草场.沙地裸地的面积迅速增加,表明黄河河源区的土地覆被已经遭受严重的破坏.对黄河河源区土地覆被结构与变化过程、空间景观特征研究得出,近10年来,流域土地覆被格局由依赖高覆盖度草地转变为其他覆被类型,高覆盖度草地已经明显遭到破坏.     

1990—2010年间我国北方农牧交错带植被覆盖度变化归因

以我国北方传统农牧交错带为研究区,以植被归一化指数(NDVI)表征地表植被覆盖度,对土地利用数据和降水量、气温等气象数据两大类影响因子进行相关性分析.研究发现:1990—2010年该地区主要土地利用类型发生了显著的相互转化,但占优势的仍是草地、耕地和林地,土地利用和景观结构未发生重大变化.研究期间,北方农牧交错带耕地、林地和未利用土地植被覆盖度均有所增加,草地植被覆盖度有所减少.植被覆盖度与年均降水量呈极显著相关性,1990—2010年农牧交错带降水呈减少趋势,植被覆盖度上升趋势明显.植被覆盖度与同期年均气温数据也呈现一定的正相关性,1990—2010年农牧交错带气温变化属于升温趋势,植被覆盖度上升趋势明显.研究表明北方农牧交错带植被覆盖度变化是在全球气候变化和人类活动的双重影响下发生的,土地利用变化和降水、气温气象数据两种因素对植被覆盖度的影响具有明显的地域性特征,土地利用变化因子的影响由于受政策和人类活动的参与而正逐渐占据着主导地位,而气候条件中,气温升高对植被覆盖度具有一定的正相关性,降水量因子在径流量充沛地区影响作用较弱,但在水源缺乏,人类活动干预较少农牧交错带西北地区仍然有着重要的影响作用.     

安徽省1980—2020年土壤侵蚀时空变化特征

土壤侵蚀不仅会造成土壤破坏、肥力下降,甚至会造成自然灾害,研究土壤侵蚀分布特征及其驱动因素,对于治理水土流失和保障土壤生产力具有重要意义。基于修正的通用土壤流失方程(revised universal soil loss equation, RUSLE)模型,利用降雨、土壤、数字高程模型(digital elevation model, DEM)、土地利用等数据,分析安徽省1980、2000、2005、2010、2015和2020年土壤侵蚀强度时空演变特征,基于地理信息系统(geographic information system, GIS)技术进一步探讨了土壤侵蚀变化与土地利用类型之间的关系。结果表明：安徽省40年来土壤侵蚀整体呈现先降低后略微回升的趋势,1980年侵蚀总量为6 510.92万t/a, 2005年降低到3 169.26万t/a, 2020年回升为4 205.01万t/a。安徽省整体侵蚀以微度侵蚀为主,由北至南侵蚀强度逐渐加剧,强度及以上等级的侵蚀主要集中在皖西大别山区、皖南丘陵山地区。安徽省土壤侵蚀强度发生改变的区域主要集中在皖西大别山区和皖南丘陵山地区。草地的土壤...