基于植被生态需水的区域水资源结构调整

通过确定泾河流域各类植被生态需水定额,再利用面积定额法计算生态需水量,对植被需水量、需水结构和单位面积需水量进行分析.结论如下:林地适宜生态需水量为341 773.23×104 m3,草地需水569 705.99万m3,农作物需水740 543.20万m3.其中农作物以小麦、玉米、各种谷物、蔬菜瓜果类需水最多.作物需水占植被总需水量的近一半,但作物生态效益远远小于林地和草地,其中还有一部分耕地为坡耕地.泾河流域不同的林、草、农作物比例和农作物种植结构,使得各县植被单位面积需水量和农作物单位面积需水量差异很大.前者的最大值在泾阳县,为5 339 m3/hm2,最小值在环县,为2 082 m3/hm2,平均值为3 081m3/hm2 ;后者的最大值在泾阳县,为5 682 m3/hm2,最小值在定边县,为4 022 m3/hm2,平均值为4 583m3/hm2.基于以上计算与分析,提出泾河流域水资源调整的对策为:以系统论为指导,实现生态环境与经济的协调发展;通过调整农作物、林地、草地种植结构和调整农作物内部结构是实现水资源合理配置重要一环,退耕还林还草,尤其是增加草地种植比例,提高林地、草地的覆盖度,是改善泾河流域生态环境的根本出路;多角度实施农业节水;树立流域系统协调发展观念,完善流域综合管理机制;进一步完善与解决相关科学问题.     

京津风沙源治理工程生态效应评估

以京津风沙源区生态系统结构、质量和服务功能分析了一期治理工程的生态效应,结果表明:1)2010年草地生态系统占全区面积的63.29％,十年间林地面积增加了0.22万km2,草地面积减少了0.17万km2;2)工程区十年间植被覆盖总体呈现好转态势,植被覆盖度转差的面积占全区面积的19.36％;3)工程区土壤风蚀以微度和轻度侵蚀为主,十年间土壤风蚀量总体呈现下降态势,荒漠草原亚区下降最为明显,倾斜率为-3.15t·hm-2 · a-1.京津风沙源区整体生态状况趋于好转,一系列生态工程的实施对于恢复自然植被和提升生态系统防风固沙服务功能起到了积极作用.     

新疆伊犁河流域植被变化动态监测与评价

基于2000-2013年MODIS/NDVI数据和研究区内气象站点资料,分析了伊犁河流域植被生长季NDVI时空变化特征及其与气候因子的关系。结果表明:1)研究区植被整体呈微弱的退化趋势,年退缩率为-0.8×10-3a-1,其中草原的退化趋势较草甸、灌丛和林地略显著。2)2000-2013年研究区植被退化区面积占研究区总面积的11.45%,主要分布在特克斯河中下游、巩乃斯河周边地区;植被改善面积占全区总面积的8.38%,主要分布在伊宁市及霍尔果斯河周边地区。3)研究区伊宁站周边植被生长季NDVI与同期气温及降水存在不显著相关性,昭苏站周边植被生长季NDVI与同期气温及降水分别存在显著负相关和极显著正相关。气候的暖干化趋势可能是导致伊犁河流域植被生长退化的主要原因。     

黄土高原降水资源特征与林木适宜度研究

黄土高原位于干旱半干旱地区,水资源匮乏,如何根据当地的降水条件来确定适宜的植被类型是生态建设中的一个关键问题.通过对黄土高原68个气象台站1961-2000年逐月降水量的统计,结果表明:黄土高原的降水特征总体表现为年平均降水量区域差异大,由东南部的大于600 mm逐渐递减到西北部的不足200 mm;植物生长期间的降水占全年80%以上,且季节分配不均,表现为春旱、夏多、秋少.依据黄土高原的降水资源特征,从林地水量平衡理论出发,以生长季期间林地的水分收支状况来确定林木的适生程度,并以县为单位对黄土高原的林木适宜性进行分区.结果表明,黄土高原适宜于乔木林和灌木林的区域各占1/4左右.     

石羊河中游生长季植被覆盖对气候的响应北大核心CSCD

利用MODIS-EVI月合成数据,计算2006—2015年石羊河中游生长季植被覆盖度,探究植被覆盖年际变化以及对气候的响应关系。利用像元二分模型计算植被覆盖度,提取研究区不同植被覆盖程度的年际变化。结果表明：10 a间,中游地区以低植被覆盖类型为主,并与同期降水的年际变化关系密切。其次,采用变化趋势分析法,计算监测时段内植被覆盖的动态变化。结果表明：中游地区生长季植被覆盖度总体上处于增加趋势,增加速率为0.041·（10a）^-1;植被覆盖度显著增加区域集中于绿洲-荒漠过渡带。最后,采用相关分析法,分析了植被覆盖度与生长季平均气温和降水的相关程度。生长季植被覆盖度与同期降水的相关程度高于与生长季平均气温相关性,平均偏相关系数分别为0.14和-0.05;荒漠绿洲过渡带成为与气候因子显著相关的活跃地带。     

石羊河中游生长季植被覆盖对气候的响应

利用MODIS-EVI月合成数据,计算2006—2015年石羊河中游生长季植被覆盖度,探究植被覆盖年际变化以及对气候的响应关系。利用像元二分模型计算植被覆盖度,提取研究区不同植被覆盖程度的年际变化。结果表明:10 a间,中游地区以低植被覆盖类型为主,并与同期降水的年际变化关系密切。其次,采用变化趋势分析法,计算监测时段内植被覆盖的动态变化。结果表明:中游地区生长季植被覆盖度总体上处于增加趋势,增加速率为0.041·(10a)~(-1);植被覆盖度显著增加区域集中于绿洲-荒漠过渡带。最后,采用相关分析法,分析了植被覆盖度与生长季平均气温和降水的相关程度。生长季植被覆盖度与同期降水的相关程度高于与生长季平均气温相关性,平均偏相关系数分别为0.14和-0.05;荒漠绿洲过渡带成为与气候因子显著相关的活跃地带。     

汾河流域土地利用变化及生态环境效应

选取汾河流域为研究区，采用土地利用动态度、地学信息图谱、生态价值指数和植被覆盖度综合分析研究区2000年、2005年、2010年、2015年及2018年土地利用变化及生态环境影响效应问题。结果表明：（1）2000—2018年，流域建设用地、林地呈现增长趋势，增长面积分别为1350.90 km²、85.50 km²，增长率分别为92.83%、0.96%；耕地、草地出现小幅下降趋势，缩减面积分别为729 km²、674.10 km²，缩减率分别为-5.02%、-7.63%；水域及未利用土地维持多年平均水平，平均面积为297 km²、7.92 km²。空间格局呈现建设用地、耕地集中于流域核心区，草地、林地集中于边缘区的分异特征。（2）各时序综合土地利用动态度、土地转移图谱、土地利用涨落势变化近似，显著变化区主要位于流域盆地及其与山地过渡区，多年综合土地利用动态度为4.34%，单一土地利用动态度及土地利用涨势幅度最高的是建设用地及林地。（3）基于不同的主导土地利用...     

基于RS的武都区植被覆盖度动态变化及其驱动力分析

以1992、2006和2011年的landsat TM影像为基础,采用基于归一化植被指数(NDVI)的像元二分模型对1992-2011年间武都区的植被覆盖度分别进行计算,分析了其年际间的动态变化,并从自然因素和人为因素方面对植被覆盖度变化进行了驱动力分析,最后采用PCA对选取的影响指标进行定量分析。结果表明:武都区的植被覆盖度总体上呈增长趋势,其中高覆盖区增幅最为明显,达到46.30%。植被覆盖类型以向中高覆盖度和高覆盖度转变为主,2011年中高覆盖度和高覆盖度面积已占总面积的70.57%。人为因素尤其是人口因素是影响武都区植被覆盖度变化的最主要驱动力。     

荒漠草原区不同类型草地土壤水分特征研究

农牧交错带发展人工草地的关键是土壤水分的适应性,针对年平均降水量250mm的地区,以人工甘草草地、人工苜蓿地、人工苜蓿混播甘草地和天然草地为对象,通过2010年观测,计算各种草地0-100cm土层质量含水量的均值、变异系数,分析土壤水分的空间分布特征;利用土壤水分平衡和土壤分层储水量公式计算不同草地0-100cm土层总储水量,结合试验地生长季降水量变化,分析不同草地储水量与消耗量以及0-20、20-60、60-100cm土层水分均值随植被生长季的变化规律。     

近20 a来新疆植被覆盖变化特征研究

以前人提取的近20a(1982—2000年)植被覆盖度指数FVC为基础数据,根据新疆不同的自然地理区域和地貌类型,采用分区海拔的方法对FVC影像进行分类。对各地理区域植被的变化采用距平处理,初步定量分析了新疆植被的变化状况。结果表明,近20a来新疆无论是山地还是平原,高植被覆盖度的绿洲和森林面积均有所增加。以地区论,伊犁地区植被覆盖变化幅度最小,状况最为稳定;东疆地区绿洲与高覆盖度植被稳定,低覆盖度植被变化幅度相对较大;北疆平原地区绿洲面积增加,高覆盖度植被和无植被区面积减少;北疆山地森林植被增加,不同时间增加的速率不同,高覆盖度植被与森林的变化呈一定的相互转换关系;南疆地区绿洲面积显著增加,与此相对应的是高、中覆盖度草地的面积下降,山地荒漠面积近年来有所增加,森林和高覆盖度草地面积也有所增加。从植被类型转换方式来看,在平原区,绿洲与中、高覆盖度草地面积之间具有强烈负相关;而山区的植被类型转换多发生在无植被区与低、中覆盖度草地之间或高覆盖度草地和森林之间。人工绿洲面积的变化成为新疆平原区植被类型变化的重要因素,南北疆绿洲面积增加的同时,中、高覆盖度植被减少,即绿洲与沙漠之间过渡带的植被面积减少。     

Vegetation fractional coverage change in a typical oasis region in Tarim River Watershed based on remote sensing

Vegetation fractional coverage(VFC) is an important index to describe and evaluate the ecological system.The vegetation index is widely used to monitor vegetation coverage in the field of remote sensing(RS).In this paper,the author conducted a case study of the delta oasis of Weigan and Kuqa rivers,which is a typical saline area in the Tarim River Watershed.The current study was based on the TM/ETM+ images of 1989,2001,and 2006,and supported by Geographic Information System(GIS) spatial analysis,vegetation index,and dimidiate pixel model.In addition,VBSI(vegetation,bare soil and shadow indices) suitable for TM/ETM+ images,constructed with FCD(forest canopy density) model principle and put forward by ITTO(International Tropical Timber Organization),was used,and it was applied to estimate the VFC.The estimation accuracy was later proven to be up to 83.52%.Further,the study analyzed and appraised the changes in vegetation patterns and revealed a pattern of spatial change in the vegetation coverage of the study area by producing the map of VFC levels in the delta oasis.Forest,grassland,and farmland were the three main land-use types with high and extremely-high coverage,and they played an important role in maintaining the vegetation.The forest area determined the changes of the coverage area,whereas the other two land types affected the directions of change.Therefore,planting trees,protecting grasslands,reclaiming farmlands,and controlling unused lands should be included in a long-term program because of their importance in keeping regional vegetation coverage.Finally,the dynamic variation of VFC in the study area was evaluated according to the quantity and spatial distribution rendered by plant cover digital images to deeply analyze the reason behind the variation.     

泾河流域生态建设与可持续农业发展对策

泾河流域是全国水土流失的重点区域,影响泾河流域生态环境建设与农业可持续发展的主要限制因素是植被极度破坏,水土流失严重,荒漠化趋势加剧;人口增长过快,资源难以为继;农业结构单一,整体效益差。发展对策应以植被的恢复建设为突破口,通过“生态塬”、“圈层结构”和“梯层结构”等治理模式,以小流域为单元,统一规划,综合治理;发挥川塬旱作农业优势,提高土地生产力,发展高效优质的旱作农业体系;以恢复农业生态系统的良性循环为核心,通过退耕还林还草和农业生产结构的调整,带动土地利用结构的调整与优化,实现生态环境改善与经济协调发展。     

气候变化和人类活动对蒙古高原植被覆盖变化的影响

基于全球监测与模型研究组（GIMMS）归一化植被指数(NDVI),对蒙古高原地区1981-2006年植被覆盖的时空变化进行了研究,并从气候变化和人类活动的角度,分析了植被覆盖变化的原因。1981-2006年蒙古高原的植被覆盖时空分布具有明显的地带性特征,森林区及荒漠区植被覆盖呈现小幅下降趋势,草原区呈现上升趋势,蒙古高原NDVI分布从东北向西南、从高原南北边缘地带向中心地带呈明显的规律性变化：高原东北部的大兴安岭地区NDVI最高,蒙古国北部的杭爱山脉次之,西南部荒漠区的NDVI最低。研究表明: 植被覆盖变化是气候变化和人类活动共同作用的结果,蒙古高原地区的降水变化是植被覆盖变化的重要原因,森林砍伐、河套耕作及城镇化等人类活动则是导致具有相似气候条件的内蒙古与蒙古国植被覆盖变化区域差异的原因。     

农牧交错区植被覆盖度动态变化遥感监测--以宁夏盐池为例

基于植被指数(NDVI)和植被覆盖度像元分解模型,建立了TM影像尺度下的盐池县植被覆盖度遥感定量模型,在此基础上研究了盐池县1989年和2003年2个时期植被覆盖度的动态变化.结果表明:盐池县2003年低覆盖度植被明显减少,较1989年减少了1 412.52 km2,中等植被盖度较1989年明显增加,为4 672.46 km2.中等植被覆盖度、高植被覆盖度在全县比例均有不同程度的增加.研究期间,植被覆盖等级未变化面积为3 692.32 km2,主要由中等植被覆盖度构成.植被退化面积为608.61 km2,而植被恢复面积达到3 310.13 km2,是退化面积的5.4倍.并进一步分析了植被覆盖度变化的原因.     

近10 a来祁连山植被覆盖变化研究

NDVI作为植被生长状况及植被覆盖度的最佳指示因子,被认为是监测地区或全球植被和环境变化的最有效指标。基于2000-2011年250 m分辨率的MODIS NDVI数据并结合气候资料,采用最大值合成法、均值法、斜率分析法、相关分析法,研究祁连山生长季植被覆盖的时空变化及其与气候因子的相关性。结果表明：祁连山植被覆盖总体上自西向东递增,呈现东多西少的分布格局;植被覆盖变化存在明显的空间差异,表现为中西部植被覆盖增加,增加面积为79 149 km2,占祁连山总面积的52.93%;东部植被覆盖减少,减少面积为22 865 km2,占祁连山总面积的11.09%。近10 a来植被覆盖整体上呈增加趋势,生长季各月植被覆盖整体上呈增加趋势,全球气候变暖导致的降水增加是祁连山植被覆盖增加的主要原因。NDVI与气温、降水的相关性较高并存在一定的滞后性,6、7月NDVI分别与前期1月和前期2月的降水显著相关,相关系数分别为0.788和0.684;8、9月NDVI分别与当月、前期1月的气温极显著相关,相关系数分别为0.825和0.829。     

近40a来精河流域绿洲土地利用/土地覆被时空动态演变

以1972-2010年精河绿洲的遥感影像及相关资料为依据通过对LUCC的对比分析发现:(1)近40a年来,研究区的未利用土地、水域、低覆盖度植被区面积始终保持前三位。(2)LUCC类型发生了显著变化,耕地、建设用地、未利用土地呈增势,其中建设用地和未利用地为主要转入类型;水域和植被覆盖区呈减势,其中水域和低、高覆盖度植被区为主要转出类型。(3)植被退化和水域面积减少主要受到年均温上升、年蒸发量增大等自然因素影响;建设用地和耕地面积增大主要受到人口增长、城市快速发展等人文因素的影响。     

河北坝上地区土地利用/覆盖遥感动态监测

以两期TM遥感图像为数据源,在遥感图像处理和地理信息系统技术的支持下,获取了坝上地区1987-1999年的土地利用/覆盖变化信息。结果表明:12 a间,增加的面积是居民地、林地、高覆盖度草地和耕地;减少的面积是沙盐碱地、水体和低覆盖度草地。研究区的沙盐碱地面积从1985.89 km2减少到1250.75 km2,减少了37.02％,年动态度为-3.08％。坝上东部沙漠化得到遏制,而西部张北、康保一带沙盐碱化土地有所扩展。研究成果为合理准确分析坝上地区的土地沙化成因机制及环境变化趋势提供了有效的数据支持,同时为政府制定改善坝上地区生态环境的措施提供有力的决策支持。     

Responses of vegetation cover to the Grain for Green Program and their driving forces in the He-Long region of the middle reaches of the Yellow River

The implementation of the Grain for Green Program is a great breakthrough in the history of China's ecological environment construction,which can control soil erosion effectively,increase land productivity and improve the ecological environment.To investigate the eco-environmental benefits brought by the Grain for Green Program,the spatiotemporal variations of vegetation cover in the growing season from 2000 to 2010 across the Hekou-Longmen(He-Long) region were analyzed by using remote sensing information,meteorological data and land use data.Moreover,the impacts of climate and human activities on vegetation change were evaluated objectively.Annual vegetation cover in the growing season increased very significantly.Increased vegetation cover occurred in 98.7% of the region,of which the area for vegetation cover improved slightly constituted 79.8% of the whole area.Vegetation moderately improved was mainly distributed in the south of the He-Long region,covering 9.6% of the area,and the area for vegetation basically unchanged concentrated in the middle and upper reaches of the Wuding River.Precipitation was found to be an important natural factor influencing vegetation cover change.The area of vegetation cover showing a significantly positive correlation with precipitation occupied 22.14% of the region.As driven by policies from the Grain for Green Program,forestland increased significantly and land use structure became more intensive.Human activities played a positive and effective role in the protection,restoration and improvement of vegetation in the places where vegetation cover was basically unchanged,even though precipitation declined greatly,and vegetation improved moderately with massive increases of forestland and grassland.     

土地利用变化及驱动因素分析--以内蒙古准格尔旗为例

以内蒙古准格尔旗为例 ,对陕晋蒙农牧交错区土地利用变化及驱动因素进行分析。准格尔旗 1987～ 2 0 0 0年间 ,土地利用数量变化十分之快。其中 ,建设用地年变化率为 2 0 .6 3% ;林地年变化率为 14 .5 7% ;交通用地年变化率为 8.19% ;园地面积年变化率为 7.82 % ;未利用土地年变化率为负 6 .0 5 % ;牧草地年变化率为 3.6 3% ;耕地年变化率为负 2 .33% ;水域面积年变化率为 1.6 8%。土地利用结构发生了较大变化 ,耕地和未利用土地占比分别减少了 6 .7%和 2 4 .9% ,其它用地类型占比均有增加。林地和牧草地占比增长较大 ,分别为 12 .0 %和 17.2 %。通过分析 ,提出了本区土地可持续利用总体发展模式和分区调控方向与措施。     

Attribution analysis and multi-scenario prediction of NDVI drivers in the Xilin Gol grassland,China

Grassland degradation is influenced by climate change and human activities, and has become a major obstacle for the development of arid and semi-arid areas, posing a series of environmental and socio-economic problems. An in-depth understanding of the inner relations among grassland vegetation dynamics, climate change, and human activities is therefore greatly significant for understanding the variation in regional environmental conditions and predicting future developmental trends. Based on MODIS (moderate resolution imaging spectroradiometer) NDVI (normalized difference vegetation index) data from 2000 to 2020, our objective is to investigate the spatiotemporal changes of NDVI in the Xilin Gol grassland, Inner Mongolia Autonomous Region, China. Combined with 12 natural factors and human activity factors in the same period, the dominant driving factors and their interactions were identified by using the geographic detector model, and multiple scenarios were also simulated to forecast the possible paths of future NDVI changes in this area. The results showed that: (1) in the past 21 a, vegetation cover in the Xilin Gol grassland exhibited an overall increasing trend, and the vegetation restoration (84.53%) area surpassed vegetation degradation area (7.43%); (2) precipitation, wind velocity, and livestock number were the dominant factors affecting NDVI (the explanatory power of these factors exceeded 0.4). The interaction between average annual wind velocity and average annual precipitation, and between average annual precipitation and livestock number greatly affected NDVI changes (the explanatory power of these factors exceeded 0.7). Moreover, the impact of climate change on NDVI was more significant than human activities; and (3) scenario analysis indicated that NDVI in the Xinlin Gol grassland increased under the scenarios of reduced wind velocity, increased precipitation, and ecological protection. In contrast, vegetation coverage restoration in this area was significantly reduced under the scenarios of unfavorable climate conditions and excessive human activities. This study provides a scientific basis for future vegetation restoration and management, ecological environmental construction, and sustainable natural resource utilization in this area.