黑河流域年NPP时空变化及其对气候因子的响应

近几十年,生态环境发生明显改变,植被净初级生产力(NPP)成为表征陆地生态系统碳汇状况的重要指标.以中国内陆干旱区黑河流域为研究区,使用1985～2015年逐月栅格NPP、降水和平均气温数据,分别采用Mann-Kendall趋势检验法、Pettitt突变点检验法分析年NPP时空变化特征,基于渔网分析和重心转移模型探索不同空间位置上年NPP重心转移对气候因子重心转移的响应规律,同时揭示年NPP与气候因子的相关响应,最后探讨了地貌分布和气候因子对年NPP变化的影响.结果表明：(1)1985～2015年,黑河流域年NPP显著增加和显著减少面积分别占总面积44.98%和35.27%;(2)黑河流域总面积的80.12%区域年NPP变化存在显著突变点,主要发生在1989～2010年;(3)与1985年相比,2015年在全流域分别有21.69%和26.78%网格数目上年NPP重心转移方向与年降水量和年平均气温重心转移方向一致;(4)气候因子和非气候因子对年NPP变化贡献率的平均值分别为16.13%和83.87%.研究成果有利于了解黑河流域植被碳汇时空特征,从而进一步为黑河流域环境保护政策和规划的制定...     

汾河流域植被NDVI的时空变化特征及其对气候因子的响应

了解流域植被的时空变化,对气候变化背景下的流域生态恢复具有重要意义。利用趋势分析、空间自相关分析以及相关性分析方法,对2001—2019年汾河流域归一化植被指数（NDVI）、气温、降水量的时空格局和变化趋势以及植被NDVI对气温和降水量的响应进行了分析。结果表明：（1）2001—2019年汾河流域植被NDVI表现为盆地地区低、流域东西两侧山地地区高的特征,增长幅度表现为夏季>春季>秋季>冬季;（2）汾河流域植被NDVI高-高聚集型和低-低聚集型的区域面积分别占汾河流域总面积的36.13%和21.87%,低-高聚集型与高-低聚集型在全年与各季节分布均较少;（3）汾河流域2001—2019年升温幅度为0.038℃/a,4个季节的升温幅度大小次序为春季>夏季>秋季>冬季;降水量呈增加趋势（3.084 mm/a）,4个季节的降水量增加幅度大小次序为夏季>春季>冬季>秋季;（4）汾河流域植被NDVI对气温与降水量的响应较弱,仅春季与夏季的年际降水量变化对植被NDVI存在显著影响。研究结果可为汾河流域植被动态变化管理及生态环境恢复提供理论依据。     

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.     

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。     

黑河流域上中游植被蒸散发时空演变趋势及其影响因子分析

结合遥感产品及气象站点数据,分析了黑河上中游2001—2012年蒸散发(ET)时空演变规律及分布格局,对比分析地表温度(LST)、空气温度、降雨、水汽压、相对湿度、风速6个环境因子对ET的影响.结果显示,2001—2012年时间段黑河上中游年ET有略微下降趋势(R2=0.01),12a的年平均ET为470.3mm,年ET最小值出现在2001年,2002年发生了"突增",2003—2007年呈现上下波动趋势,2008年发生了"突降",2008—2012年呈现了显著上升的趋势(R2=0.97),同时上、中游区域年平均ET呈不同的变化趋势.对整个研究区域生长季内ET呈显著影响的因子为降雨、空气温度和水汽压.同时,由于气象条件及地表供水条件的时空变化,针对不同区域及不同植被类型,影响ET变化的主要环境因子也发生变化,除空气温度和水汽压之外,农田ET对能量供给的太阳总辐射变化较为敏感,草地ET对水分供给的降雨变化较为敏感,林地ET则对表征大气湍流情况的风速变化较为敏感,而灌木ET对地表温度的变化较敏感.     

黑河流域潜在蒸散发量时空变化特征分析

基于站点气象数据及0.1°×0.1°栅格气象数据对黑河流域PET进行估算.利用Spline插值方法,将站点数据计算得到的PET进行空间插值,并与栅格数据计算获得的结果对比验证,分析PET的空间变化特征.利用MannKendall非参数检验方法,对站点PET及气温序列进行趋势分析.结果表明:1)Spline空间插值获得的PET空间分布与栅格数据计算获得的结果基本一致,可用于PET空间变化特征分析;2)空间上,黑河流域多年平均PET年值和季节值均呈现出从西南到东北逐渐增加的趋势;3)年平均气温在15个站点均呈现出明显的上升趋势,而PET在多数站点呈现下降趋势,黑河流域可能存在“蒸发悖论”现象.     

黑河流域浮游动物及其地理分布特征研究

1 自然概况及调查方法 黑河流域是甘肃与内蒙西部最大的内陆河流域,发源于南部祁连山山区,与青海大通河分界,向北流入甘肃境内.黑河从莺落峡进入河西走廊,于张掖市城西北10 km附近,纳山丹河、洪水河,流向西北,经临泽、高台汇梨园河、摆浪河穿越正义峡(北山)进入阿拉善平原.     

江苏沿海地区NDVI的演变特征及其对区域气候变化的响应

以江苏沿海地区为研究对象,利用1998—2008年从SPOT VEGETATION中提取的归一化植被指数(NDVI)资料,分析江苏沿海地区植被覆盖的时空变化规律。结果表明:(1)江苏沿海地区的NDVI有明显的季节变化,春季3、4月份及夏季7、8月份NDVI指数上升明显;近10年来,江苏沿海地区植被覆盖率呈增加趋势,植被状况有所改善。(2)1999年江苏沿海地区NDVI具有明显的区域差异,其表现为盐城较高、连云港次之、南通较低;到2007年连云港、南通地区NDVI明显增加,盐城地区总体增加,但区域差异较大,部分地区还出现了明显的下降趋势。(3)江苏沿海地区气候(气温、降水)因素对NDVI影响作用明显,二者均对NDVI有显著的正相关性,其中气温是主导因素。     

黑河上中游流域地表植被对干旱的响应

在干旱半干旱区,水量是植被生长发育的重要因素.本文基于黑河上中游流域2000—2010年MODIS遥感叶面积指数(LAI)产品、中国区域高时空分辨率地面气象要素驱动数据集等多源数据,计算研究区域各栅格逐月的累积相对湿润指数,通过皮尔逊回归分析,建立LAI与累积相对湿润度指数的相关关系,以此定量评价黑河上中游流域不同土地覆被类型(农田、森林、草地、聚落、湿地)LAI对气象干旱的响应.结果表明:1)植被对干旱的敏感性随植被生长的不同阶段而变化,多数类型的植被在每年的8月份对干旱最为敏感;2)不同类型的植被受干旱影响的程度不同,干旱对农田和草地的影响较大;3)含虚拟变量的回归模型能够合理地描述干旱对植被的影响,模型具有一定的精度.     

黄土高原地区归一化植被指数时空动态变化及其与气候因子的关系

以SPOT NDVI及GIMMS NDVI为数据源,结合RS和GIS地统计空间分析技术,对1998—2007年黄土高原地区植被覆盖的时空差异及1991—2000年归一化植被指数(NDVI)与月均温、降水量的关系进行了研究.结果表明:NDVI值(7、8月平均值)在空间上表现出明显的区域差异性,NDVI指数由北向南递增,南部、东部及西南角部分的NDVI值较高,北部、西北部地区较低;1999—2007年整体呈波动上升态势,区域NDVI值的季节差异特征明显,夏季>秋季>春季>冬季;土地利用类型影响NDVI值,林地的值最大,荒漠最小,土地利用结构的优化将改善黄土高原地区地表植被指数偏低的现状;气温、降水是决定黄土高原地区植被生长的主要气候因子,与NDVI指数呈现较高的正相关关系.     

近21年丹江湿地NDVI时空变化特征及其气候驱动因子分析

基于MOD13A3-NDVI数据,研究了丹江湿地及周边地区2000—2020年归一化植被指数（NDVI）的时空变化特征及其气候驱动因子.研究发现：(1)空间上,研究区耕地和林地的NDVI变化以增长为主,淅川县城、丹江口水库和丹江湿地自然保护区等地的NDVI变化以降低为主.(2)时间上,21年间研究区NDVI年均值变化呈波动增长趋势,平均每年增长0.000 3,且通过0.01的显著性检验;NDVI月均值变化存在一定的季节性,8月份达到峰值,呈年度周期性波动.(3)不同土地利用类型中,林地NDVI的年际增长趋势最为显著,耕地次之,泥滩湿地、泥滩和建筑用地的年际变化波动较大.(4)气候因素对植被变化有一定的影响,83.7%的区域年平均气温与NDVI呈正相关,其中5.5%的区域通过置信水平为0.05的显著性检验;65.2%的区域年降水量与NDVI呈负相关,但未通过显著性检验;93.4%的区域年日照时数与NDVI呈正相关,其中10.8%的区域通过置信水平为0.05的显著性检验,1%的区域通过置信水平为0.01的显著性检验.     

黑河流域上游草地NPP分布及其与地形因子的关系分析

利用CASA模型,结合地面气象资料估算了黑河流域上游草地植被净初级生产力（NPP）总量的变化及在复杂地形下的分布特征.结果表明,海拔高度和坡向对草地NPP的分布有明显影响.     

黑河上中游流域植被时空演变规律及其对水热条件的响应特征分析

基于黑河上中游流域1999—2010年SPOT NDVI旬数据及气温、降水旬数据,采用趋势分析和时滞互相关法,对研究区内植被的时空变化规律及其对水热条件的响应特征进行了分析.结果表明:1)1999—2010年,黑河流域上游植被覆盖状况优于中游,中游除张掖市及酒泉市存在人工植被外,其他区域基本不存在人工植被;2)在1999—2010年间黑河上游流域大部分地区的植被均表现出明显退化趋势,中游流域的植被整体表现为轻度退化;3)黑河上中游流域的植被受气温的影响大于降水,而对降水的响应更为迅速.不同类型的植被对气温、降水的响应速度不一.     

祁连山不同类型植被物候变化及其对温度的响应

本文基于GIMMS NDVI数据,采用遥感物候法提取了生长季开始日期（SOS）、生长季结束日期（EOS）和生长季长度（LGS）3个植被物候指标,并借助Theil-Sen斜率与Mann-Kendall检验等统计方法和偏最小二乘分析法（PLS）,分析了祁连山不同类型植被物候空间分布规律、时间变化趋势及其对温度的响应．结果表明:1）自东南到西北方向,祁连山植被类型从灌丛逐渐过渡到草甸、草原再到高山植被,物候指标SOS逐渐推迟,EOS逐渐提前,LGS逐渐缩短．2）草甸和灌丛2种植被的物候变化最为剧烈,研究期内该2种植被的SOS均显著提前（分别为0.19和0.25 d·（10 a）?1）,EOS显著推迟（分别为0.20、0.21 d·（10 a）?1）,LGS显著延长（分别为0.39、0.46 d·（10 a）?1）;祁连山全境及主要植被的SOS均在1997—2000年发生转折,EOS和LGS的转折点均发生在2003年．3）上年秋末冬初温度对草甸与灌丛植被SOS具有正向影响,物候期前的春季温度对SOS具有显著负影响;夏秋季温度对EOS和LGS具有显著正影响．此外,最高温对物候的影响显著强于最低温,且在春夏季的个别月份,二者对物候的影响方向不同．植被物候的变化提示当地牧民在牧草种植与放牧上的调整．      

黑河流域生态环境保护及对策

干旱缺水是制约黑河流域可持续发展的主要因素。黑河流域生态环境综合治理必须采取“遏制”战略 ,针对突出问题 ,面向核心区段 ,集中保护力量 ,以抢救性保护黑河流域源头占水源涵养林主体的灌木林以及濒临灭绝的生物资源为关键 ,以建立山地 -绿洲 -荒漠生态产业体系等三大体系耦合为主线 ,以配套建设灌木林保护及植被恢复、人工降水、节水保土、生态农业、生态产业、生物多样性保护等六大工程建设为重点 ,促进黑河流域生态保护与恢复 ,有力确保区域经济、社会的可持续发展。     

黑河流域水文气象观测网正式运行

在国家自然科学基金委员会"黑河流域生态-水文过程集成研究"重大研究计划、中国科学院西部行动计划等项目资助下,由北京师范大学、中国科学院寒区旱区环境与工程研究所等组织实施的"黑河流域水文气象观测网"于2013年8月正式建成并投入运行.黑河流域水文气象观测网覆盖黑河流域的上、中、下游(涉及青海祁连县、甘肃张掖市和内蒙古额济纳旗),共包括3个超级站、15个普通站.上游区域包括阿柔超级站和大沙龙、黄藏寺、阿柔阳坡、阿柔阴坡、黄草沟、峨堡、景阳岭7个普通站;中游区域涉及大满超级站和巴吉滩戈壁、花寨子荒漠、神沙窝沙漠、张掖湿地     

黑河中上游地区最高、最低气温非对称变化的时空特征分析

运用气候倾向率、趋势系数法、复值Morlet小波及Mann-kendall突变检测等方法,对黑河中上游地区1960-2009年最高、最低气温非对称变化的时空特征进行了分析．结果表明,近50a来,年和四季的平均最高、最低气温均呈明显增温趋势,最低气温空间上表现为由西北向东南方向依次递增,最高气温在流域东部和西南部为强增温区．年平均最高气温变化的突变点为1994年,最低气温变化的突变点为1989年．黑河中上游地区最高气温年变化具有明显的14a振荡周期,而最低气温主振荡周期为12a．     

祁连山自然保护区植被对气候变化的响应

基于2001-2019年MODIS数据与1985-2019年祁连山自然保护区内部及毗邻区41个气象站点逐日数据判断保护区归一化植被指数(NDVI)与气温、降水的变化,应用Pearson相关分析法探讨不同时间尺度植被对气候变化的响应.结果表明,35 a来祁连山自然保护区年、季平均气温及降水量均不同程度上升,保护区呈暖湿化...     

黑河流域生态环境问题及对策

本文对黑河流域的自然生态状况进行了概要性论述,简要分析了该流域的主要生态问题及其危害,并据此,提出了若干改善黑河流域生态环境的建议与对策。