基于TVDI的西辽河流域土壤湿度时空格局及其影响因素

土壤湿度是水文、气象和农业等领域的重要基础信息。文中基于MODIS地表温度和植被指数数据,构建Ts-NDVI特征空间,定量揭示了西辽河流域土壤湿度时空分布格局,并进一步讨论了土壤湿度的主要影响要素。研究表明:1)西辽河流域植被生长季土壤湿度总体以正常(0.4相似文献   

基于地统计的额济纳绿洲地下水位埋深空间异质性研究

利用地统计学方法定量研究了额济纳绿洲地下水位埋深的空间异质性.结果表明:额济纳绿洲地下水位埋深分布有较大的空间异质性,地下水位埋深的理论模型为球体模型;额济纳绿洲地下水位埋深主要受结构性因子的影响;地下水位埋深的变程在22.6km左右.地下水位埋深的空间分布总体上表现为从南到北,从西向东逐渐增大的分布格局.局部分布上,...     

基于地形因子的土壤水分反演研究——以延河流域为例

以延河流域为研究区域,应用Landsat5/TM遥感数据和DEM数据进行归一化植被指数和地表温度的反演,并对气温参数进行了高程、坡度、坡向、地形遮蔽等地形因子的订正,更为精细地表达局地温度的空间分布差异。运用ERDAS的空间建模工具,反演得到温度植被干旱指数分布图。结果表明,此方法较好地反映了延河流域土壤的相对干旱状况,是一种比较有效和充分考虑地形因子影响的监测土壤水分的方法。     

西安灞河水源地地下水位埋深的变化及RBF模型预测

为了探究减少地下水开采量对地下水位回升的修复效果,对西安市灞河水源地1984—2005年的地下水开采量及水位变化进行了分析,并对减少开采量后,潜水和承压水位埋深进行了模拟和预测。以蒸发、降雨、径流和人工开采量作为输入变量,利用RBF神经网络模型,预测2006—2023年的潜水和承压水位埋深。1984—2001年的数据用于模型的训练,2002—2005年的数据用于模型的验证。结果表明:灞河水源地潜水和承压水位有不同程度的上升。2023年潜水和承压水位较2005年最大上升幅度分别为1.5 m和1.24 m,仍比1984年水位分别低11.28m和13.34 m,回升速度较慢,2023年承压水位降落漏斗依然存在。     

基于TVDI的渭干河-库车河三角洲绿洲植被生长期干旱遥感监测研究

渭干河-库车河三角洲绿洲是新疆重要农业生产区,频发的旱灾始终是制约农业可持续发展的障碍因素。因此,文中以渭干河-库车河三角洲绿洲为研究区,利用1989年和2011年植被生长期的两期TM影像提取的归一化植被指数(NDVI)和地表温度(Ts),构建Ts-NDVI特征空间,依据该特征空间设计的温度植被干旱指数(TVDI)作为旱情指标,找出适合研究区的旱情判别模式,并进行旱情对比分析。结果表明:1)在Ts-NDVI特征空间中,该绿洲1989年和2011年干旱遥感监测的干、湿边拟合方程分别为TSmax=-13.795NDVI+296.5,TSmin=5.3374NDVI+283.12和TSmax=-27.861NDVI+315.52,TSmin=4.4736NDVI+292.46。说明随着干边斜率增加,湿边斜率也增加,形成稳定的三角形形状,能较好的反映土壤干旱状况;2)从TVDI旱情等级分布图上可以得出等级为干旱的面积有所增加,且这一区域主要集中在绿洲外围,表明随着绿洲内部干旱的缓解,绿洲外围生态环境有所恶化。通过以上研究发现利用温度植被旱情指数(TVDI)法对渭干河-库车河绿洲地区进行夏季干旱动态监测是可行的。     

基于TVDI指数的冬小麦旱情动态研究——以河北省邢台市为例

以重大干旱年份2010年为例,采用冬小麦生长期的MODIS数据,提取邢台市归一化植被指数(NDVI)和地表温度数据(LST),计算温度植被干旱指数(TVDI),制定农业干旱监测等级,利用该指标对邢台市2010年重大旱情进行分析,并利用降水数据和20 cm土壤湿度数据进行结果验证。结果显示:利用MOD11A2数据反演的地表温度与实测地表温度对比平均误差为0.295℃,反演结果能够代替实地温度进行计算;利用实测20 cm深度土壤相对湿度数据与该地区计算的TVDI值做线性拟合,拟合度R2最高为清河县站点0.722,最低是任县站点0.598,整体效果较好;从验证结果来看,TVDI能够较好地反映出邢台市整体的实际旱情。邢台市2010年冬小麦主要生长阶段中返青拔节阶段整体旱情等级较高,而且出现大面积重旱区域,进入抽穗阶段重旱区域减少,正常或湿润区域范围扩大,整体旱情减轻。     

基于地形校正后Landsat 8的土壤重金属反演研究

为快速地了解玛纳斯流域土壤中重金属的污染状况和潜在生态风险,在Landsat 8 OLI的基础上引入DEM数据进行地形校正,同时对地形校正后的反射率进行倒数、导数和对数等数学变换,从每种变换中筛选出与土壤各重金属相关性最高的波段构建土壤各重金属PLSR预测模型,并对研究区土壤重金属分布情况进行探索,并利用生态风险评价方法对研究区进行预警。结果表明：在Landsat 8的基础上,引入DEM数据对反射率进行地形校正,以B1波段反射率和重金属Cu为例,经过地形校正后的反射率值与实测土壤表层Cu含量的R²从0.46提高至0.52,表明地形校正后的表观反射率能够更好地反映土壤重金属状况;利用土壤各重金属的最佳预测模型分别反演相应的土壤重金属含量,并引入土壤重金属生态风险指数用于评价研究区的土壤重金属生态风险,研究表明土壤重金属风险等级总体上呈现从西南方向至东北方向逐渐减弱的趋势,其生态风险排序为恢复区(C区)＞退化区(B区)＞湖泊入湖口(A区);为了验证基于遥感的土壤重金属生态风险预警的预测精度,将研究区土壤重金属含量实测数据也通过重金属生态风险指数进行计算,两者结果较为一致,表明可以用遥感的手段来反演该研究区的重金属分布情况,同时研究区土壤重金属污染总体上处于轻警以上级别,生态服务功能已开始退化,应该加强对该地区的重金属污染进行治理。     

基于MODIS TVDI和模糊数学方法的藏北地区旱情等级遥感监测

为了实现对藏北区域范围内春夏旱情的动态连续监测,基于温度植被干旱指数(TVDI)和模糊数学方法建立了遥感干旱的划分标准,研究时段为1980-2017年。首先利用MODIS产品数据计算TVDI,然后根据气象干旱等级监测结果,采用模糊数学法建立基于MODIS TVDI的干旱等级划分标准,并对监测结果进行精度验证,最后分析了近年来藏北地区旱情的时空变化特征。得到的主要结论:①基于归一化植被指数(NDVI)和增强植被指数(EVI)计算得到的温度植被干旱指数TVDIN和TVDIE,均与20 cm实测土壤水分含量在0.05的水平达到显著相关,TVDIE的决定系数更高;②基于TVDIE将旱情划分为无旱、轻旱、中旱、重旱、特旱5个等级,其中,据此标准获得的藏北地区旱情等级与气象干旱等级监测结果大体一致;③近年来藏北地区旱情整体不太严重,且总体趋缓,其中,2009年最严重,发生中旱及以上旱情的区域面积达24%,年内旱情在6月最严重。就旱情的空间分布特征而言,研究区西南部和中部干旱比较严重,北部和东南部相对较轻。研究成果可为藏北地区干旱监测提供数据支撑,遥感干旱等级的划分方法可为其他地区的干旱研究提供参考。     

基于MODIS TVDI和模糊数学方法的藏北地区旱情等级遥感监测

为了实现对藏北区域范围内春夏旱情的动态连续监测,基于温度植被干旱指数（TVDI）和模糊数学方法建立了遥感干旱的划分标准,研究时段为1980—2017年。首先利用MODIS产品数据计算TVDI,然后根据气象干旱等级监测结果,采用模糊数学法建立基于MODIS TVDI的干旱等级划分标准,并对监测结果进行精度验证,最后分析了近年来藏北地区旱情的时空变化特征。得到的主要结论：①基于归一化植被指数（NDVI）和增强植被指数（EVI）计算得到的温度植被干旱指数TVDIN和TVDIE,均与20 cm实测土壤水分含量在0.05的水平达到显著相关,TVDIE的决定系数更高;②基于TVDIE将旱情划分为无旱、轻旱、中旱、重旱、特旱5个等级,其中,据此标准获得的藏北地区旱情等级与气象干旱等级监测结果大体一致;③近年来藏北地区旱情整体不太严重,且总体趋缓,其中,2009年最严重,发生中旱及以上旱情的区域面积达24%,年内旱情在6月最严重。就旱情的空间分布特征而言,研究区西南部和中部干旱比较严重,北部和东南部相对较轻。研究成果可为藏北地区干旱监测提供数据支撑,遥感干旱等级的划分方法可为其他地区的干旱研究提供参考。     

鄂尔多斯高原地下水浅埋区植被与地下水埋深关系

采用植被样方实地调查结合浅井揭露地下水埋深的方法,建立鄂尔多斯高原苏贝淖周边滩地植被群落总盖度、单物种盖度及物种空间演替与地下水埋深的定量关系。研究表明,群落总盖度与水位埋深在1.6m内有明显相关关系;苔草、碱蓬、芦苇、马兰和芨芨草等低湿地物种存在适生水位,分别为0.4m、0.6m、0.8m、0.8m和1.6m;物种演替与水位埋深关系表明,水位埋深小于0.6m地带,为湿生、盐生植被优势区;大于3.2m地带为旱生、沙生植被优势区。同时,1.6m为生态交错带临界水位,该区域湿生、中生、旱生和沙生等植被类型均有分布,物种数量最多,物种多样性最大。不同水位埋深下的植被分布和演替规律可为预测地下水开发后植被变化演替提供重要科学依据。     

克里雅绿洲浅层地下水与土壤特征的局部空间关系

通过优选的空间插值方法、网格单元法、地理加权回归(GWR)与最小二乘法(OLS)等方法的综合运用,系统研究典型干旱区绿洲的浅层地下水特征(埋深、电导率)与表层土壤特征(含水率、电导率)的空间分异与局部空间关系。结果表明:空间拟合方法上,表层土壤电导率与含水率的空间关系回归适用OLS模型,其余指标间空间关系采用GWR模型更优;空间关系上,土壤电导率与含水率的全局相关系数为极显著的0.85,局部相关性上绿洲西部明显高于东部;土壤电导率与地下水电导率的全局相关系数极显著(R=0.602),但局部相关性上同时具有正相关与负相关特征;土壤含水率与埋深、地下水电导率与埋深均呈全局负相关,但在局部出现正相关;地下水埋深由绿洲西北至东南逐渐增加,地下水电导率由西南至东北依次呈现低—高—低的特征,表层土壤电导率与含水率由西至东均呈现低—高—低—次高的特征; GWR较OLS方法能够反映更多的空间异质特征,通常在总体相关水平下,局部可能出现相关性相反或大小不同的相关性。     

基于昼夜水位波动法估算地下水蒸散发量的研究——以河西走廊典型绿洲为例

使用多种昼夜水位波动法(White法、Hays法、Loheide法),计算了黑河中游荒漠绿洲过渡带地下水浅埋区生长季典型时段地下水蒸散发(ETg),并将估算结果同彭曼方法获得的潜在蒸散发(PET)、E-601测量的水面蒸发(ET0)和Φ20测量的水面蒸发(ET1)进行相关性分析.结果表明:在几种算法中,Hays法精度最...     

科尔沁沙地典型人工植被区土壤水分动态研究

半干旱沙区土壤水分对植物的成活与持续生长具有重要作用.通过对不同植物种类区土壤水分的动态监测分析表明,不同植物种类对土壤水分的影响存在显著差别;不同地下水位埋深对植被区的土壤水分状况产生重要影响,地下水埋深浅的区土壤水分长期维持较高的状态,能够满足植物生长的需求;沙丘区地下水位深,土壤水分主要依靠降水的补充,固沙植物的生长明显降低了有效土壤水分供给量,多数植物受到水分胁迫的影响.在半干旱沙丘区建立人工植被过程中,应该依照土壤水分状况配置植物种类和栽植密度,以土壤水分状况决定植物分布.地下水位较高区可栽植密度大的乔木或草本植物,而在沙丘区则一定依照降水量栽植适宜的植物和合理的栽植密度,以保证植物的长期稳定生存生长.     

石羊河中下游河岸带植被对地下水位变化的响应

通过对石羊河中下游河岸带的地下水位定位观测及植被和土壤水盐含量调查发现：河岸带地下水位与河床横向间距呈正相关;在长流水河段的河岸带,以植被类型、物种丰富度和植被盖度与河床间距的关系,判断河流影响地下水位距河床的范围约为130 m,但对于河岸带植被作用距河床横向间距可达500 m。在断流河段,距古河床0~200 m区间内分布河岸植物种。虽然石羊河下游断流,但河流地貌影响地下水位,有利于植物生长。调查区域内有5个植被型,12个群系和29个群丛,河岸带发育隐域植被类型。当地下水位≤2 m时,沼泽草甸发育;当地下水位3~6 m时,以芦苇、赖草和骆驼蓬为建群种的盐化草甸发育;地下水位≤14 m时,则柽柳灌丛繁茂。石羊河的径流量丰欠影响河岸带地下水位变化,河岸带植被组成、结构和分布响应地下水位埋深。
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长武塬区地下水位动态特征分析

依据长武塬区1975~2005年间地下水位4个不同长度时间序列监测资料,对塬区不同地段地下水位多年动态变化进行系统研究。距离塬心较近位置监测井551#和552#的地下水季节变幅分别达0.26 m和0.29 m,受降水补给明显;多年动态监测均呈先稳定后下降的趋势,受年降水量先增后减和地下水开采量逐渐增加的影响;距离塬心较远的监测井554#和555#水位季节变化较小,年际变化也各异,受降水垂直补给影响较小,与地下水埋藏较深、塬面破碎有关。针对塬区地下水变化特点,为保护有限地下水,应该加强地下水资源统一管理,限制地下水的开采量,"以补定采";同时,合理规划,增加地下水补给量,从而实现塬区地下水有效持续利用。     

Using the concept of ecological groundwater level to evaluate shallow groundwater resources in hyperarid desert regions

This paper,based on the analysis and calculation of the groundwater resources in an arid region from 1980 to 2001,put forward the concept of ecological groundwater level threshold for either salinity c...     

农田土壤水分动态估算模式的研究

利用气温、降水等常规气象资料 ,建立了以旬为时间单位的农田土壤水分动态估算模式。并通过对昌图、庄河及朝阳三地作物生长季农田土壤水分估算的实例分析 ,验证了该模型的准确性。该模型的建立对干旱发生的预测、预警和合理安排农事活动具有实际意义。