近20年乐清湾景观格局演变及其对人为干扰强度的响应

滨海地区密集的人类活动使得海岸带景观趋于零散化、复杂化,也将提高景观生态的风险,严重影响了海岸带地区的可持续发展.基于乐清湾1995年、2000年、2010年和2015年土地利用数据,通过建立1 km×1 km尺度评价单元,分析乐清湾4个时期景观格局指数和人为干扰度的时空变化特征,探讨景观格局指数与人为干扰度的响应关系...     

黄河中下游典型地区农业景观格局的热环境效应——以中牟县为例

利用1988年和2007年的遥感数据,借助于地理信息系统技术,分析黄河中下游地区中牟县农业景观格局动态,采用单窗算法定量反演研究区的地表温度,尝试对农业景观格局的热环境效应进行探讨.结果发现,研究区近20年景观格局变化显著,地表温度对此动态有明显响应.不同景观类型的地表温度差异较大,1988年旱地景观和2007年未利用地景观的地表温度均比河渠高出10℃以上,而本研究区建设用地景观对地表温度影响作用偏小.距河渠景观较近的廊道缓冲区平均地表温度较低,而趋向道路中心线时其缓冲区的地表温度升高.研究表明,相比前人在城市景观热环境效应研究所得结论,农业景观格局对区域热环境有自己独特而重要的影响.     

影响植被退化生态因子的多尺度分析——以和林县为例

降水、温度、海拔、坡度、坡向、土地利用类型和人为干扰活动都影响着植被退化,哪些是主要影响生态因子?为了探索这一主题,在我国半干旱草原区内蒙古和林县,采用景观空间尺度效应分析方法,采用小、中、大尺度样方,基于遥感图像解译和野外植被调查,利用通径分析等数理统计方法,分析不同空间尺度条件下影响植被退化的主要生态因子.结果表明,在小尺度(300m×300m、600m×600m),植被指数主要受海拔高度、坡向和年均降水量的影响;在中等尺度(1km×1km),综合作用较大的生态因子是年均温度、坡度、土地利用类型;在大尺度(2km×2km、5km×5km),由于生态异质性较高,主要生态影响因子为年均温度.因此,在进行植被生态恢复建设时,应该考虑空间尺度效应及其主要影响因子,选取优化的恢复措施.     

水体分布对城市地表温度的影响——以江苏省南京市为例

以南京市为样本,选择湖泊、水库、河流等15块水体,利用Landsat 8影像数据,采用劈窗算法反演地表温度,水体对地表温度的影响由水体和周围地表之间温差形成的温度梯度进行量化.结果表明:水体对其周边地表的降温作用与其景观形状指数相关,景观形状指数与地表温度变化值之间的秩相关系数为0.664;水体离城市中心的距离与地表温度变化幅度之间存在负相关,其秩相关系数为-0.608.表明在城市地区,水体的形状和位置是影响地表温度变化的重要因素.     

赣南地区柑橘果园空间分布特征分析

赣南地区具有开展大规模柑橘种植的优越山地、气候条件。自20世纪70年代开始种植柑橘以来,在赣州地区柑橘产业现已发展成为当地农业主导产业。在Google Earth平台支持下,通过实地核查和目视解译赣南地区柑橘果园分布信息,并利用地形数据、道路和居民点分布数据等,分析柑橘果园的空间分布特征,探讨不同空间尺度下柑橘果园的聚集特征。结果表明:1)赣南柑橘果园面积约1 516.8 km2,其中寻乌、信丰、安远为柑橘种植的主要县区;2)柑橘果园主要分布于高程100~500 m、坡度25°的低缓坡地带,坡度25°的柑橘果园面积为90.2 km2,约占总面积5.9%;3)柑橘果园主要分布于距离主要道路两侧3 km及以居民点为中心半径2 km的区域范围内,分别占总面积93.4%、97.1%,体现出对道路与居民点区位的高度依赖特征;4)县域尺度、10 km、5 km和1 km格网尺度下的柑橘种植密度呈显著空间正相关,属空间聚集分布模式,随空间尺度降低,聚集度越高;5)赣南地区柑橘果园逐渐呈现出种植规模化、连片化、景观单一化的特征。     

AMSR-E微波数据反演裸地地表温度算法研究

利用AMSR-E被动微波数据,以撒哈拉沙漠地区为研究对象,基于搭载在同一颗卫星上的AMSR-E传感器和MODIS传感器同步观测成像的特点,将MODIS数据反演得到的裸地地表温度产品进行尺度上推.作为AMSR-E像元尺度的地表真实温度.在分析AMSR-E不同通道微波探测值所包含的不同信息特点的基础上,选出反演裸地地表温度较为有效的探测通道,利用多元线性回归的方法,建立经尺度上推后对应AMSR-E尺度的MODIS地表温度与AMSR-E各通道亮温之间的对应关系同,从而实现利用AMSR-E被动微波数据反演裸地地表温度的算法.经验证,反演计算的裸地地表温度误差在±3 K之间.该方法不仅对时间和空间的变化有一定的适应性.而且具有一定的物理意义,演结果可以较好地反映裸地地表温度的变化情况.     

城市地表热环境与景观格局的定量关系研究——以杭州市为例

城市规模的不断扩大和区域气候变暖的双重影响使得城市热岛问题愈加突出.本研究以长三角城市群南翼中心城市杭州市为研究区,利用SPOT 6数据完成土地利用类型信息提取,同时基于Landsat 8 TIRS数据反演地表温度,在此基础上以1 km×1 km为固定窗口完成类型水平上景观格局指数测算,进而探讨了土地利用景观格局与城市地表温度之间的相关性.结果表明:(1)在各类景观中,地类均温呈现"工矿仓储用地教育用地商服用地在建设用地道路公共设施用地住宅用地裸地城市绿地耕地林地库塘河渠"的规律趋势;(2)在所选取的景观格局指数中,12个指数(CA、PLAND、LPI、TE、ED、AREA_MN、GYRATE_MN、SHAPE_MN、FRAC_MN、COHESION、DIVISION和MESH)与4个时相(3月、7月、10月和12月)的地表均温具有显著相关性,其中与7月和10月的温度相关性最强;(3)林地、河渠、工矿仓储用地、道路和住宅用地等几种地类的景观格局指数与4个季节地表均温具有显著的正、负相关性,其中林地、河渠和工矿仓储用地的景观格局对地表均温的影响作用最为明显.研究结果表明,可通过提高绿色空间景观斑块的聚集度与连通性,以期达到缓解城市热岛效应、提升城市环境质量的目标.     

中国-东盟海岸带景观格局时空演变特征研究

以中国广西北部湾与东盟沿海国家离海岸线向陆侧延伸10km为研究区,基于2000年Landsat TM5、Landsat TM7与2015年Landsat TM7、Landsat TM8遥感影像,在遥感和GIS技术支持下,建立了中国-东盟海岸带景观格局类型空间数据库。运用景观类型变化表征模型与景观格局指数方法,对近15年来研究区景观格局变化时空动态特征进行了定量分析。研究结果表明:中国东盟海岸带景观格局发生了较大的变化。林地面积大幅减少,而耕地与建设用地则大幅增加,呈快速扩张的态势;其中林地净转出面积为64 580.58km2,耕地转入面积达到53 257.22km2,建设用地转入面积达到15 166.12km2。景观水平尺度方面,整个景观类型向多样化发展,景观的异质性增强,景观格局呈破碎化趋势。景观格局变化的主要驱动力为社会经济发展与政策调整。     

河南省生态系统服务价值的时空变化研究

基于河南省2000年、2010年、2018年土地利用数据，测算分析了各年的生态系统服务价值(ESV)总量及构成情况，并基于格网尺度，运用GIS空间分析工具探索了河南省ESV的空间格局及演化特征。结果表明：(1)2000—2018年，河南省生态系统服务价值减少了3.754×10⁸元，在豫西及豫南地区保持稳定，在人类活动密集的豫中及豫东地区变化显著；(2)生态系统贡献上，耕地生态系统的贡献最大，单项生态系统服务价值中，保持土壤价值最大；(3)河南省生态系统服务价值呈现出明显的尺度效应，5 km×5 km的格网尺度下莫兰指数最大，以此尺度分析发现，河南省ESV空间差异明显，受水系影响，呈现出自豫西、豫南林地区向豫东耕地区递减的条带状分布格局。高-高集聚区集中分布在豫西大部分地区、豫南部分地区及豫北沿省界呈条带状分布地区。     

近10年来青藏高原地表温度时空变化特征分析

基于2008-2017年青藏高原地区133个地面气象站的地表温度观测数据和五套地表温度模拟资料(ERA-5、ERA-Interim、GLDAS2.1-Noah、JRA-55、MERRA-2),分析了近10年以来青藏高原地区地表温度的时空变化特征以及多种地表温度模拟资料在青藏高原的适用性。结果表明：(1)青藏高原地区的地表温度呈现边缘地区高、中心地区低,由边缘地区向中心地区递减的变化趋势,地表温度的空间分布主要受海拔高度影响,同时服从纬度的地带性规律;(2)五套地表温度模拟资料均能够描述青藏高原地区地表温度的空间分布特征,但是均出现了低估现象,可以基于模拟资料所使用的高程数据与实际观测之间的高程差,对地表温度模拟结果进行修正;(3)近10年,青藏高原地区的地表温度呈现变暖趋势,且随着海拔高度的降低,地表温度增暖趋势越剧烈;(4)在青藏高原多年冻土区3个地面气象站,五套地表温度模拟资料与观测资料呈显著相关(相关系数>0.96),模拟误差具有季节性特征,在夏季和冬季偏差较大,在春季和秋季偏差较小。     

近10 a来青藏高原地表温度时空变化特征分析

基于2008—2017年青藏高原地区133个地面气象站的地表温度观测数据和五套地表温度模拟资料(ERA-5、ERA-Interim、GLDAS2.1-Noah、JRA-55、MERRA-2),分析了近10 a以来青藏高原地区地表温度的时空变化特征以及多种地表温度模拟资料在青藏高原的适用性。结果表明:①青藏高原地区的地表温度呈现边缘地区高、中心地区低,由边缘地区向中心地区递减的变化趋势,地表温度的空间分布主要受海拔高度影响,同时服从纬度的地带性规律;②五套地表温度模拟资料均能够描述青藏高原地区地表温度的空间分布特征,但是均出现了低估现象,可以基于模拟资料所使用的高程数据与实际观测之间的高程差,对地表温度模拟结果进行修正;③近10 a,青藏高原地区的地表温度呈现变暖趋势,且随着海拔高度的降低,地表温度增暖趋势越剧烈;④在青藏高原多年冻土区3个地面气象站,五套地表温度模拟资料与观测资料呈显著相关(相关系数0.96),模拟误差具有季节性特征,在夏季和冬季偏差较大,在春季和秋季偏差较小。     

RegCM3对三江平原下垫面变化的敏感性检验

通过两组区域气候模拟数值实验,检验了RegCM3对三江平原下垫面变化的敏感性.结果表明,在10km×10km分辨率下,在每组气候模拟数值实验中,只改变三江平原下垫面地表数据,对比不同下垫面的气温和降水量的模拟结果,发现其差异明显,特别是在下垫面地表数据明显变化的地方.这说明RegCM3对三江平原下垫面改变具有很高的敏感性,可以使用该模式对下垫面变化的三江平原区域气候进行数值模拟.     

祁连山区DISPATCH、多元回归降尺度方法及SMAP产品的应用对比

土壤水分对山区水文过程具有重要意义,遥感土壤水分产品能够长时间序列地提供山区流域的土壤水分空间分布数据,但分辨率较粗,无法直接应用,因此需要在山区进行降尺度研究.本文采用DISPATCH(disaggregation base on physical and theoretical scale change)方法和多元回归方法对SMAP(soil moisture active passive)36 km×36 km遥感土壤水分产品进行降尺度,进而选取SMAP (9 km×9 km)的高精度遥感土壤水分产品和实测土壤水分数据,利用R(相关系数)、E_(RMS)(均方根误差)和E_(bias)(偏差)指标评估降尺度结果.评估结果表明:由于2种降尺度方法的函数关系和反演过程存在差异,DISPATCH方法降尺度结果的数据趋势拟合效果较好,而多元回归方法降尺度结果的数据精度较好;在季节尺度对比中,不同季节山区温度和土壤水分的时空变化,导致多元回归方法降尺度效果春季最好,秋季次之,而夏季最差;DISPATCH方法降尺度效果秋季最好,夏季次之,而春季最差;亮温数据和SMAP表层土壤温度数据在山区的质量,导致2种方法降尺度结果的精度均比SMAP (9 km×9 km)产品好,但趋势拟合效果较差.     

京津冀地区土地利用变化的数量结构分析

以京津冀地区土地变化统计资料为依据,采用土地利用变化度量、集中化分析、多样化分析、土地数量结构组合类型和区位意义分析等定性与定量相结合的方法,运用多种数学模型对本地区土地利用现状和土地利用数量变化进行了探讨.结果表明,自1996年至2005年,京津冀地区土地利用发生了急剧变化,耕地面积由先前的77 128.6 km2迅速较少到70 892.7 km2,林地面积由45 113.8 km2 增加到 51 205.0 km2,城镇村及工矿建设用地由18 459.6 km2增加到20 289.0 km2.耕地转化成林地和城镇村及工矿建设用地是京津冀地区土地利用变化的主要趋势.土地利用程度10 a间稍有提高,是经济建设和生态退耕双重作用的结果.本地区唐山土地利用类型多样化指数最高,说明本地区各种土地利用类型比较均衡;承德土地利用类型集中化程度最高,说明该地区的部分土地类型占了较大比重.选取相关定量指标进行土地利用结构特征分析,关键在于合理地选取具有明确意义的定量指标组合,以及各指标之间的优化组合.     

干旱、半干旱地区积雪变化及其与气候变化的关系——以新疆维吾尔自治区为例

基于新疆维吾尔自治区喀什站和乌鲁木齐站1993-2012年积雪、辐射、气温和降水量数据,分析了干旱、半干旱地区不同时间尺度下积雪与地表反照率、地表净辐射、气温和降水量变化以及它们之间的关系.结果表明:年际变化中,干旱地区积雪首日提前,积雪终日延后,积雪天数、积雪深度和积雪指数增加,促进了地表反照率和降水量的显著增大,使地表净辐射和气温降低;半干旱地区积雪首日延后,积雪终日提前,积雪天数减少,积雪深度和积雪指数的增加使地表反照率显著增大,其中积雪天数的变化明显抑制了气温升高,相关系数为-0.49.季节变化中,干旱地区冬季积雪增加,尤其是积雪深度的增加引起了降水量、地表反照率的增大与地表净辐射、温度的降低;半干旱地区春季积雪增多,地表反照率增大,降水量减少,由于积雪的提前消融,导致地表净辐射增大,使得春季增温最快,而秋季积雪减少,其他气候因子呈增加趋势,冬季积雪增加引起了降水量和地表反照率的增大与地表净辐射的减少,导致温度降低,其中积雪深度的变化与地表反照率、地表净辐射和降水量显著相关,相关系数分别为0.51、-0.58、0.68.月尺度上,干旱、半干旱地区积雪和地表反照率都在1-4月降低,10-12月升高,而地表净辐射、气温和降水量均在1-6月增加,7-12月减少,其他月份均无明显变化.     

佛山市禅城区景观格局粒度效应分析Ⅰ——景观制图与景观指数选取

以佛山市禅城区作为研究对象,在其土地利用分类基础上,利用GIS软件、景观格局分析软件(Fragrats3.3)和Excel软件,从景观水平和斑块类型水平上分析了粒度变化对禅城区、老城区和南庄镇3类景观格局的影响,并对比分析南庄镇和老城区在不同粒度下的尺度效应,寻找不同景观的适宜分析粒度,从而为选择适宜粒度进行景观指数的计算和尺度转换提供理论依据。结果表明,景观指数具有粒度效应:在景观水平上,禅城区的适宜尺度为5、20～40和120～140 m区间,老城区的适宜尺度为10、20～40和120～140 m区间,南庄镇的适宜粒度为5、70、110 m;在斑块类型水平上,禅城区和老城区的适宜粒度均为10或120～140 m区间,南庄镇的适宜粒度大致是粒度为10、20或120～150 m区间。     

基于POI的多尺度西安市热岛效应分析

以西安市为研究区,利用2016年Landsat 8遥感影像数据反演西安市地表温度,通过多元线性回归分析分别在0.5、1.0、1.5、2.0 km尺度上对同时期地表温度与用户兴趣点(POI)密度、水体盖度以及植被盖度进行相关分析,通过逐步回归法定量分析人类活动因子模型与生态基础设施模型对地表温度的解释程度.结果表明,在4个空间尺度上POI密度、植被盖度与地表温度存在极显著的相关关系;相同空间尺度下,生态基础设施模型解释率高于POI模型;两模型的交叉解释率随空间尺度增大逐渐高于二者独立解释率之和;加入POI因子后,全模型对西安市地表温度的解释率较生态基础设施模型显著提高.     

松辽平原西部地表土壤水分时空变化与影响因素分析

基于土壤湿度和海洋盐度卫星(SMOS)土壤水分数据,采用时空均方根误差、趋势分析、重心迁移模型和相关分析方法,分析了松辽平原西部2010—2014年生长季地表土壤水分时空变化特征及影响因素.结果表明:研究区地表土壤水分呈东北高、西南低的空间分布格局,5年间平均地表土壤水分含量从0.110m~3/m~3增加到0.120m~3/m~3.扶余、大安、通辽、奈曼旗等地表层土壤水分空间变化显著.在不同年份,地表土壤水分随季节变化明显的地区不同.土壤水分重心向东北方向移动,迁移距离达30.809km.降水、植被覆盖因素均与地表土壤水分呈显著正相关,降水影响更强.在海拔小于200m或坡度为10°~20°的地区地表土壤水分相对较高,平均值分别为0.140,0.116m~3/m~3.黑土表层平均土壤水分更高,且具有明显的增长趋势.     

城市地表热环境与景观格局的关系——以深圳市为例

利用深圳市2009年10月的TM影像和土地利用数据,通过地表温度反演、温度差异分区和叠图分析方法,研究土地利用类型和结构与地表热环境分异特征之间的关系,同时使用不同温度分区样地调查与景观格局分析方法,探讨城市景观格局与地表热环境之间的关系。结果表明:1)不同温度分区的土地利用结构差异显著,景观格局特征分异明显,中温区景观的破碎化程度最高、形状最复杂,冷岛区景观的异质性最低、形状简单聚集程度高;2)不同温度分区的景观格局特征与温度的相关关系也截然不同,热岛区的景观整体格局指数与地表温度呈负相关,在冷岛区为正相关关系;3)绿地、水域等土地利用类型的面积百分比及格局指数在冷、热岛区域与地表温度的相关关系差异显著,并且对地表的降温效应显示明显的阈值特征。研究城市景观格局与地表温度的关系,有助于深入理解土地利用格局对城市地表热环境的影响,可以为城市景观格局优化、缓解热岛效应提供基础研究支持。     

CCI土壤湿度产品在中国区的降尺度与融合研究

以欧洲航天局主/被动微波遥感融合的土壤湿度产品数据为主要数据源,结合地表参数、亮度温度、土壤质地、地形、降雨等辅助数据,提出基于移动窗口的线性、非线性联合的土壤湿度降尺度模型,对中国区域2003年1—12月的CCI土壤湿度产品数据进行降尺度,提高CCI土壤湿度数据的空间分辨率,使其更适用于农业、水文模拟等精细尺度的应用要求。为了克服CCI数据冬季缺失较多的情况,利用第3代再分析资料ERA-Interim表层土壤湿度的降尺度和重采样结果与之进行融合,生成空间覆盖完整的2003—2013年中国区月1 km土壤湿度数据集,并利用站点实测数据集对其进行了验证。结果表明,依据主/被动微波融合CCI、ERA-Interim再分析土壤湿度数据以及辅助数据的基于移动窗口和线性非线性集成的中国区地表土壤湿度降尺度和融合方法,提高了CCI土壤湿度数据集的空间分辨率和空间覆盖,同时还一定程度上提高了土壤湿度的估算精度。