中国热带天然林可持续经营标准与指标中土壤和水指标的研制

利用1986年和2000年TM/ETM卫星遥感数据,运用GIS软件分析了黄河源区土地利用时空变化,借助Excel软件进行景观格局变化研究。结果表明:黄河源区近15a来高覆盖度草地、湿地和冰川面积急剧减少,未利用土地面积增加,土地荒漠化程度加剧,土地利用综合程度指数下降。景观格局趋于破碎化,景观多样性和分维数呈下降趋势,优势度上升。     

2000-2016年黄河源区植被NDVI变化趋势及影响因素

NDVI是研究区域植被变化的重要表征性指数。基于2000—2016年的MODIS NDVI遥感数据和同时期地面气象数据,采用非参数检验方法曼—肯德尔法（Mann-Kendall）检验法、斜率变化趋势分析法、复直线回归分析法等多种时间与空间分析方法,研究了黄河源区生长季植被覆盖时空变化及其与气候因子的相关性,探索黄河源区植被与气候变化的时空耦合关系,分析了气候因素及人类活动对植被覆盖的影响。结果表明:黄河源区NDVI在2000—2016年期间没有特别明显的突变年份;源区70.4%的区域植被NDVI是增加的,增长率大部分处于0～0.004/a。复直线回归分析显示气象因素对源区植被生长变化起到主要的促进作用,99%的区域NDVI气候因素贡献值为正值。人类活动促使植被NDVI增加的区域占总面积的比例是55%,说明人类活动等因素对黄河源区的生态环境产生一定的积极影响,但仍有接近50%的区域人类活动使NDVI减少,高寒草地的退化的趋势没有得到有效遏制。     

江河源区植被水分利用效率遥感估算及动态变化

为了获取高寒地区在资料短缺条件下的陆地生态系统碳循环和水循环的变化特征,该文以遥感数据、气象数据和实际观测数据相结合,利用基于光能利用率的CASA（carnegie ames stanford approach）模型和FAO Penman-Monteith方法对江河源区2000-2010年植被水分利用效率进行估算和动态分析,得出以下结论：1）所选模型较好的反应了区域植被水分利用效率的时空分布特征。近11 a来,长江源区和黄河源区多年平均水分利用效率（以C质量计,下同）分别为0.54 g/(mm·m2)和0.56 g/(mm·m2),江河源区植被水分利用效率呈减少趋势,其中黄河源区植被水分效率减少速度大于长江源区。2）江河源区典型高寒草甸和高寒草原水分利用效率年际变化总体呈下降趋势,其中黄河源区减少趋势较长江源区更明显。长江源区高寒草甸和高寒草原水分利用效率呈现明显单峰现象,黄河源区呈现为阶梯增加和减少现象,表明长江源区在单位面积上植物消耗单位水分的固碳能力要好于黄河源区。3）主成分分析表明：江河源区植被水分利用效率变化与NDVI、温度、降水、太阳辐射以及蒸发密切相关;长江源区以NDVI、降雨为主导,黄河源区以NDVI、降雨和温度为主导。该研究可为江河源区水资源合理利用,实现区域生态环境可持续发展提供科学参考。     

黄河首曲气候变化及其对黄河断流的影响

利用黄河首曲气候资料和黄河上游年径流量资料以及黄河下游断流资料,分析了黄河首曲气候变化特征,气候变化对径流量的影响,黄河首曲气候变化与黄河下游断流的关系。结果表明,黄河首曲大部分区域降水量年际变化呈下降趋势,降水量的年际变化存在2~4,6~7,10~11 a的年周期振荡特征。黄河首曲气温年际变化趋势呈上升趋势,增温速度均大于全国增温速度。1983年之前气温距平以偏冷为主,1984年之后持续偏暖。唐乃亥年径流量存在4~5,14~16 a的年际周期振荡变化。降水量年际波动曲线与径流量年际波动基本一致。1990—1999年属高温少雨时段,也是径流偏枯时期。黄河首曲降水量与同期黄河下游利津站断流天数曲线呈明显的反相位分布,黄河上游关键区、敏感区气候变化对黄河水资源的影响重大。     

黄河源区2005-2020年生态用地格局变化与分异趋势

[目的] 探讨黄河源区2005-2020年生态用地格局变化与分异趋势，为识别黄河源区的生态保护关键区域，促进源区的生态环境可持续发展，优化源区生态安全格局，实现国家生态保护战略目标提供理论依据。[方法] 基于黄河源区2005，2010，2015和2020年4期土地利用数据，运用空间动态度模型、转移矩阵模型、生态状况指数模型等方法，分析近16 a黄河源区不同生态用地数量、结构在时间和空间上的分布特征及生态状况的变化。 [结果] ①黄河源区不同生态用地类型数量及空间分布差异明显。基础性生态用地(89.06%)比例最大，辅助性生态用地(1.00%)比例最少，基础性生态用地分布广泛，敏感性生态用地主要分布在东、西部，辅助性生态用地主要集中在北部地区。 ②生态用地之间的转化呈明显的分异趋势。东、西部地区以生态用地的内部转化为主，北部生态用地与非生态用地的相互转化较多，源区整体生态用地功能向提高的趋势发展。 ③黄河源区生态状况指数从时间角度来看，在2005-2015年趋于平稳，在2015-2020年呈断崖式上升；从空间角度来看，源区西部、北部呈现逐年上升，东部呈现逐年下降，但全域依旧为逐年上升趋势。 [结论] 总的来说，黄河源区生态用地空间分散，非生态用地空间集中，16 a来源区生态质量向好的趋势发展。     

基于AMSR-E的黄河源区表层土壤水分时空变化

黄河源区生态环境和水文过程对气候变化的响应是该区域研究的热点问题,但相对于其他环境和水文要素而言,大尺度长序列的土壤水分时空分布特征研究不足.本文基于AMSR-E被动微波遥感数据和地面实测数据,首先采用引入Qp模型的双通道反演算法校正AMSR-E土壤水分数据,获得的土壤水分产品(SMD)精度高于官方提供的土壤水分产品(SMo),但其波动范围与实测数据有差异.之后采用逐月回归分析法对SM0进行二次校正,其土壤水分产品(SML)具有更高的精度且变化趋势与实测数据一致.基于SML土壤水分产品,对黄河源区及其5个自然分区表层土壤水分的时空变化特征及其影响因素进行分析.黄河源区年平均表层土壤水分为0.140～0.380 cm3/cm3,在2003-2010年间呈下降趋势,在东南部土壤水分较高的若尔盖丘状高原区、黄南山地区和果洛玉树高原宽谷区土壤水分呈下降趋势,其中若尔盖丘状高原区的下降速率最快,而在西北部土壤水分较低的黄河源宽谷湖盆区和柴达木东缘山区呈增加趋势;春季土壤水分呈下降趋势,夏季呈增加趋势,秋季的波动较大,冬季的变化的不大,其中9月土壤水分增加率和5月减少率最大.土壤水分受降水和植被指数的影响最大,气温表现为在年高温月份与土壤水分呈负相关,在年低温月份呈正相关.研究结果为AMSR-E土壤水分数据的研究与应用提供了依据,有助于深化对区域尺度土壤水分格局及其对气候变化响应的研究,对高原生态环境建设有重大意义.     

基于RS与GIS的内蒙古武川县退耕还林生态成效监测

为监测半干旱地区退耕还林工程实施的效果,基于MODIS NDVI时间序列数据及土地利用数据,该文对内蒙古武川县的土地利用变化及植被覆盖变化进行了研究。结果表明:1)2000-2013年,武川县植被覆盖呈增加趋势发展的面积占33.55%,呈减少趋势发展的面积占30.15%,无显著变化的占36.30%,植被覆盖变化的空间差异明显,植被退化的区域重点集中于武川县的西北部。2)1999-2010年间,研究区耕地面积净减少18 809.29 hm2,耕地转为草地13 873.48hm2,转为林地5 429.81 hm2,草地转为林地13 554.25 hm2;结合地形特征,退耕地重点分布于2°~15°坡度与1 500~2 000 m海拔范围,并随着坡度与海拔的增加,退耕的幅度越来越大。3)退耕区中,植被覆盖下降的面积占20.98%,植被覆盖增加的面积占43.89%;在非退耕区,植被覆盖下降的区域面积占29.40%,植被覆盖增加的占34.14%。整体来看,退耕区植被的改善程度要高于非退耕区。4)进一步分析发现,退耕区中,耕地-草地的植被呈退化趋势发展,退化区域集中于2°~15°坡度与1 500~2 000 m海拔范围;在耕地-林地与草地-林地区域,其整体植被覆盖均显著提高,其中,耕地-林地的植被改善区域集中于2°~6°坡度与1 500~1 750 m海拔范围,草地-林地的植被改善区域重点分布于6°~15°、2°~6°及15°~25°坡度范围与1 500~2 000 m海拔范围。在非退耕区,耕地保持区、林地保持区与林地-草地区域的植被覆盖整体增加,而草地保持区、草地-耕地与草地-沙地区域的植被覆盖整体下降。     

钱江源国家公园2000 ~ 2019年土壤侵蚀变化动态研究

  目的  揭示钱江源国家公园2000 ~ 2019年间的土壤侵蚀变化规律以及不同功能分区、坡度范围的差异。  方法  基于RUSLE模型得到钱江源国家公园2000 ~ 2019年土壤侵蚀的动态变化情况,并对不同功能分区及不同坡度范围的多年平均模拟土壤侵蚀速率进行分析。  结果  基于RUSLE模型模拟得出,钱江源国家公园2000 ~ 2019年间的模拟土壤侵蚀速率呈线性减小趋势。其中,80%区域处于微度侵蚀,并且微度侵蚀面积呈增加趋势。由于雪灾影响,2008年的模拟土壤侵蚀速率为424.83 t km?2 a?1,显著高于其它年份。不同功能分区的多年平均模拟土壤侵蚀速率具有显著性差异,其中游憩展示区 > 传统利用区 > 核心保护区 > 生态保育区,核心保护区的土壤侵蚀几乎没有受到雪灾影响。5° ~ 8°与8° ~ 15°两个坡度范围的多年模拟土壤侵蚀速率不存在显著差异,其他坡度范围的多年平均模拟土壤侵蚀速率差异性显著,并且各个坡度的模拟土壤侵蚀速率呈逐年降低趋势。  结论  2000 ~ 2019年间,钱江源国家公园总体、各功能分区以及各坡度范围的模拟土壤侵蚀速率呈线性减少趋势,而多年平均模拟土壤侵蚀速率在不同功能分区之间和不同的坡度范围之间有显著差异,该研究可为钱江源国家公园的土壤侵蚀防治以及水土保持措施规划提供参考。     

1960—2019年黄河源区径流演变及其驱动因素分析

人类活动与气候变化的共同作用对径流过程产生了深刻影响。研究黄河源区径流演变特征及其原因，对合理规划水资源及实现黄河流域高质量发展具有重要意义。基于1960—2019年黄河源区径流、降水及气温序列数据，利用Mann-Kendall趋势及突变检验、Morlet小波分析等方法分析其演变特征，并采用累积量斜率变化率法计算驱动因素贡献水平，结果表明：1960—2019年黄河源区径流呈不显著下降趋势，在1987年发生突变，降水和气温均呈显著上升趋势，分别在2017、1997年发生突变，径流、降水及气温的主周期分别为38、30、3 a;黄河源区气候因素(降水)对径流的影响占比仅为9.42%,人类活动对径流变化的影响程度更大，占比为90.58%。     

近20年黄河三角洲地区植被覆盖度时空变化及其趋势分析

[目的]探究黄河三角洲地区植被覆盖度的时空动态变化以及植被覆盖度对土地利用变化的响应机制,为地区生态保护、建设与高质量发展提供参考。[方法]基于2000—2019年的归一化植被指数(NDVI)数据和2000—2020年5期土地利用数据,采用slope趋势分析和相关性分析等方法,分析了2000—2019年东营市植被覆盖度的时空动态变化及其对土地利用类型变化的响应。[结果]植被覆盖度在东营市南部地区、黄河沿岸以及黄河故道地区较高,而北部和东部沿海地区较低。在时间上,2000—2019年东营市NDVI为0.25～0.33,植被覆盖度呈现先增加后减少的趋势,在2010年达到最高水平。在空间上,东营市植被覆盖度改善区域面积大于退化区域,其面积占比分别为44.86%,37.94%。[结论]草地和未利用土地向城乡、工矿、居民用地和水域转化是造成植被覆盖退化的主要原因。     

秦淮河流域土地利用/覆被变化对蒸散量变化的贡献

为评估城市化造成的土地利用/覆被类型变化（Land use/cover change,LUCC）对流域尺度蒸散量变化的影响,选取长三角地区秦淮河流域为研究区,基于Landsat系列卫星数据和站点气象数据,构建决策树模型,提取2000年和2013年土地利用/覆被类型数据,同时借助SEBAL模型估算研究区四季典型日（春季：2014-05-26、夏季：2013-08-11、秋季：2013-10-14、冬季：2014-01-02）栅格尺度蒸散,探讨2000?2013年秦淮河流域主要土地利用/覆被类型间转化过程对流域尺度日蒸散量变化的贡献。结果表明：（1）相较于2000年,2013年秦淮河流域不透水面增加183.8%,而水稻田、旱地、林地和水域分别减少19.1%、10.7%、12.8%和9.5%。2000-2013年主要土地利用/覆被类型转化方向包括水稻田→不透水面、旱地→不透水面、水稻田→旱地和旱地→水稻田,转化面积分别为208、168、282和232km2;（2）仅考虑LUCC的影响,对比2000年,2013年研究区流域尺度日蒸散总量在四季典型日分别减少134万、109万、60万和5万m3。在春、夏、秋三季典型日,水稻田和旱地向不透水面转化过程造成的贡献率分别为-58.5%、-59.5%、-54.4%和-35.1%、-36.3%、-39.8%,负贡献会抵消旱地向水稻田转化过程造成的正贡献（分别为16.8%、16.3%、5.7%）,导致春、夏、秋三季典型日流域尺度日蒸散量下降;而在冬季典型日,水稻田向不透水面、旱地向不透水面和水稻田向旱地转化过程造成的负贡献（分别为-48.8%、-20.5%和-31.8%）会抵消旱地向水稻田转化过程造成的正贡献（26.1%）,导致冬季典型日流域尺度日蒸散量下降。总体而言,2000?2013年秦淮河流域城市化带来土地利用/覆被的显著变化,使蒸散较高的水稻田和旱地向蒸散较低的不透水面大面积转化,导致流域尺度日蒸散量在四季均呈下降趋势。     

流沙河流域土地利用变化研究

流域土地利用/土地覆被变化是区域土地利用变化研究的重要内容。通过数字化1965年的地形图和对1976年、1988年、2003年三期L andsatM SS/TM/ETM卫星影像的解译得到西双版纳流沙河流域土地利用信息,进而在A rc G IS的支持下,采用土地利用转移矩阵和几种景观指数,结合该区域民族分布和传统习俗对流域土地利用变化进行分析。结果表明:流域的自然条件决定了土地利用的空间分布格局,但民族传统习俗的影响也很大:靠近坝区的山区居民以傣族为主,人口密度较大,森林覆盖率却较高;距离坝区较远的山区,主要是山地民族,人口密度小,但森林覆盖率也小,民族因素对森林以及其他土地利用类型的影响要大于人口因素。政策对土地利用的时间变化影响较大,从1965~2003年,流域的土地利用/土地覆被发生了很大变化,1965年、1976年、1988年和2003年4年中流域的主要土地利用类型都是有林地,但有林地面积在减少,受人类活动影响较大的土地利用类型面积在增加,人类活动对土地利用的干扰增强,土地开发利用强度有增大的趋势。     

气候变化及人类活动对黄河流域植被覆盖变化的影响

黄河流域在我国具有重要的战略地位,是我国重要的生态屏障,定量化评估气候变化和人类活动对黄河流域植被变化影响,对政府管理决策具有重要意义。以黄河流域为研究区,分析1982—2019年归一化植被指数(normalized difference vegetation index, NDVI)时空动态变化,定量计算气候变化及人类活动对NDVI变化的贡献度,并对NDVI变化影响因素进行分区制图;在此基础上,讨论生态建设工程对植被变化的影响情况,并评估其成效。结果表明:(1)1982—2019年间黄河流域NDVI呈现显著增加趋势,变化趋势为0.002 4/a;空间上,显著退化的区域分布在流域西部和南部,显著增加的区域分布在流域中部和北部。(2)黄河流域植被变化是气候因素和人类活动共同作用的结果,研究时段内气候因素对NDVI变化的贡献度为82.74%,人类活动贡献度为17.62%,气候因素是黄河流域植被变化的主导因素,但人类活动在植被变化中的影响程度逐渐加深。(3)3个生态建设工程区植被恢复情况为三北防护林黄河中游防护林太行山绿化,生态建设工程对植被恢复有明显的促进作用。     

尉犁县土地利用/覆被变化的区域生态系统服务价值变化

基于尉犁县1993年、2001年、2009年和2017年的遥感影像数据,采用中国陆地生态系统服务价值测算方法,结合研究区实际情况,对生态系统服务价值系数进行了修正,分析了尉犁县土地利用/覆被变化导致的生态系统服务价值变化。结果表明:1993—2017年,尉犁县不同土地利用类型面积总体呈“六增三减”态势;即耕地、建设用地、水域、湿地、盐渍化地与沙漠面积有所增加,林地、草地与未利用地面积有所减少;尉犁县土地利用生态系统服务总价值总体呈增加趋势,从1993年的173.61亿元增加到2017年的206.30亿元,增加了32.69亿元。在整个研究时段内,研究区各土地利用类型对生态系统服务总价值的贡献大小从高到低依次为湿地 > 草地 > 未利用地 > 沙漠 > 水域 > 林地 > 耕地 > 盐渍化地 > 建设用地;敏感性分析结果表明各土地利用类型敏感性指数均<1,表明各土地利用类型生态系统服务价值对生态系统服务总价值的影响较小,缺乏弹性,研究结果可信。     

艾比湖面积变化及其径流特征变化的响应

近年来随着艾比湖湖面的不断退化,其环境问题日益严重。研究艾比湖面积变化对于艾比湖地区的生态环境保护、社会经济发展,乃至整个北疆地区的生态都有着重大的作用。利用2008—2015年逐月的高分遥感影像信息源,提取湖泊边界归一化坐标系和投影方式并以GIS工具对湖泊分析获取湖面变化信息。并提取年2013年3—10月份的艾比湖湖面边界,进行边界叠加对年内湖面动态变化进行分析。结合博乐市水文水资源局所实测的1989—2007年的艾比湖湖面面积对其年际变化进行分析。同时对博尔塔拉河和精河的1992—2012年的径流数据、降水量数据、平均气温数据进行统计,分析河流的径流特征,探讨支流径流变化对艾比湖面积变化的影响。结果表明:(1)利用湖泊动态度对艾比湖湖面面积进行分析,其部分年份有增加的时期,但是整体上呈现减少的趋势;(2)以2013年为例对艾比湖3—10月份的动态变化进行了监督,发现从3月份开始艾比湖的面积在不断减少,在10月份湖面面积最小,且大部分水体变化发生在西北方;(3)对艾比湖入湖水量与湖面面积进行统计分析,二者具有很好的相关性,相关系数R=0.71。     

黄土高原果园土壤pH变化分析

<正>以往的研究表明,生态系统演替进程中,任何层次土壤的pH都减少,随深度增加,减少量降低;演替初期pH减少较快,之后逐渐减慢[1-2]。土壤pH对土壤元素转换、微生物区系、营养元素的有效性以及水土保持等方面有重要影响,并因此对植物生长产生一定影响。     

气候变化和人类活动对西南喀斯特地貌区植被NDVI变化相对作用

定量厘定气候变化和人类活动对西南喀斯特地貌区植被NDVI变化的相对作用,可为揭示喀斯特地貌区植被NDVI时空演变特征及其驱动机制提供依据。以MODIS NDVI、SRTM DEM、基于站点的气象数据为数据源,建立Theil-Sen Median斜率估计、残差分析、相对作用分析等多数学模型,分析了2001—2019年西南喀斯特地貌区气候变化和人类活动对植被NDVI变化的相对作用,揭示植被NDVI与降水、气温、相对湿度和日照时数的相关性。结果表明:研究时段内西南喀斯特地貌区植被NDVI总体上呈上升态势,植被NDVI变化趋势呈现明显的空间异质性,植被NDVI增加的区域面积远大于减少的区域面积; 研究区植被改善和植被退化均受人类活动的主导。研究时段内西南喀斯特地貌区植被NDVI与降水、气温以及相对湿度整体呈正相关,相关程度依次递减,与日照时数呈负相关。综上可知,研究时段内西南喀斯特地貌区植被覆盖呈改善态势,人类活动可被认为是影响西南喀斯特地貌区植被NDVI变化的主要驱动力,植被NDVI与降水、气温、相对湿度和日照时数的相关系数在空间上呈现明显的异质性。     

珠江三角洲水改旱蔬菜地土壤特性演变

以广东省博罗县为例,选取52个由水稻田改为蔬菜种植的蔬菜地土壤样品,并以每个蔬菜地附近相同土壤类型的水稻田土壤样品为对照,研究了水稻田改为蔬菜地后土壤特性的变化.结果显示,水稻田改为蔬菜地后,土壤pH值有所提高,有机质、全氮呈下降趋势;土壤碱解氮、全磷、有效磷和速效钾显著增加,尤其是有效磷负荷累积明显,平均达到了98.02 mg/kg,土壤有效Cu含量下降,有效B和Mo含量均表现出增加的趋势,平均含量均低于全国临界值,有效Mn和zn含量虽有所升高且平均值高于临界值,但仍有32.69%和26.93%的样品含量低于临界值,有效Fe的含量下降较为明显.部分蔬菜地土壤出现次生盐渍化现象,土壤盐分、硝态氮累积明显,土壤全盐与土壤硝态氮,土壤硝态氮与蔬菜硝酸盐含量之间存在极显著的正相关关系;不合理施肥和长期高强度连作是造成露天蔬菜地土壤养分失衡和土壤次生盐渍化的主要原因.因此,实施科学的平衡施肥制度和合理的耕作管理措施是保持土壤养分平衡,提高蔬菜产量和品质的关键.     

转移流视角下甘州区土地利用动态变化及空间集聚特征

以甘州区为案例探讨了转移流视角下的土地利用动态变化及空间集聚特征,以为甘州区土地利用空间布局,湿地保护与建设提供参考。研究结果表明:1甘州区自然保留地占绝对优势,耕地、林地、牧草地和水域比例较低,说明后备土地资源较为充足,具有一定发展潜力;2耕地与建设用地、牧草地之间的地类变化是该地区的主要土地利用转移地类,耕地、牧草地和自然保留地是各地类中主要的转移流;3建设用地的活跃度不断增大,2006—2011年达到3.16%,主要原因是城市用地面积扩张,来满足中心城区扩张的增长需求;4地类转移波动度变化主要表现为林地和水域之间的相互转换,波动度均达到最大值2.000 0;5各类土地利用变化的空间分布构成了以中心城区为中心,以不断增长的建设用地为内圈,以牧草地转为耕地这种转移地类为外圈的环形结构;6空间集聚表现出热点区域逐年增加,有向南扩张,沿水系展布的特征。