青藏高原冻融荒漠化退化区分布及影响因素

[目的]青藏高原由于其高海拔、气温低、冻融侵蚀强烈的特点,是冻融荒漠化的主要发生区。探究青藏高原冻融退化区分布及其原因,对该区水土保持工作和生态环境保护具有重要参考意义。[方法]选择植被覆盖度、冻融循环次数、土壤温度日较差、土壤含水量、年降水量和坡度作为冻融侵蚀因子,对2000—2019年青藏高原冻融侵蚀敏感性进行了评价,结合研究期内青藏高原荒漠化趋势,构建了一种判定冻融荒漠化退化区域的方法。[结果]2000—2019年青藏高原冻融侵蚀区总面积为1.531×10⁶ km²,中度及以上敏感性区域面积为9.131×10⁵ km²,占青藏高原总面积的35.92%。青藏高原冻融荒漠化退化区域面积约为1.113×10⁵ km²,主要分布于高原西南部,退化程度以中度退化为主,面积占比为44.35%。[结论]气温上升、湿润指数下降和净太阳辐射增强是青藏高原冻融荒漠化发生的主要自然驱动因素,高原南部部分地区由于气候条件的差异,三者发挥了相反的作用。     

拉萨市城关区土地利用与土壤侵蚀变化分析

针对土地利用与土壤侵蚀变化关系研究的热点问题,以多源遥感影像数据为数据源,在分析拉萨市城关区土地利用变化和土壤侵蚀动态变化基础上,探讨了MSS/TM/ETM+/CBERS等遥感数据土地利用和土壤侵蚀变化信息提取的方法,并采用GIS空间分析技术,揭示土地利用与土壤侵蚀变化存在着的耦合关系.研究表明,草地是控制拉萨市城关区土壤侵蚀的主要土地利用类型,草地的转变是拉萨市城关区土壤侵蚀强度变化的主要因素,因此,草地的水土流失防治是不可忽视的.此研究对不同尺度下的土地退化监测与评价等提供了一定的借鉴,为区域可持续利用规划和实施提供了科学依据.     

基于SOFM网络的西藏自治区流域尺度生态功能分区

[目的]基于区域关键生态系统服务,研究西藏自治区生态功能区划,为高原生态系统的区域综合认知和空间综合治理提供科学依据。[方法]在GIS技术支持下,基于区域关键生态系统服务功能构建西藏生态功能分区指标体系,运用自组织特征映射(SOFM)网络聚类栅格单元指标,并基于小流域单元逐步合并破碎化的聚类结果来确定生态功能区边界。[结果](1)区域内各生态系统服务功能指标整体上呈现出从东南向西北递减的格局;(2)根据各分类栅格的景观聚集度指数确定最优分类数为5类;(3)破碎化的5种聚类结果经过子流域单元的合并而最终被划分为5个生态功能区。[结论]根据各区域生态系统特征进行命名,划分出藏北高寒荒漠草原生态脆弱区、藏中草原牧业盈余区、藏东亚热带山地针叶林农牧产品供给区、藏东南亚热带山地针叶林产水区和藏东南热带季雨林生物多样性保护区5个生态功能区。     

土地利用变化对塔里木河中游荒漠林地动态的影响

[目的]探究塔里木河中游荒漠绿洲过渡带——肖塘地区的土地利用动态变化特征及其对荒漠林地动态格局的影响,为该区域土地资源合理利用以及荒漠林资源保护提供理论依据。[方法]根据肖塘地区1973—2010年4期遥感影像解译数据进行荒漠林地动态变化分析。[结果]荒漠林地从1973年占整个研究区面积的21.9%到2010年的16.9%,成为研究区变幅最大的土地利用类型。1973—2010年荒漠林地面积减少了13.19%,主要转变为农田,而且其年变化速率不断增大。[结论]近40a来,随着人类对肖塘地区持续的水土开发,研究区内荒漠林地处于持续退化的状态。天然植被的退化会进一步对该区域的生态安全构成威胁。     

陕西省水土流失重点防治区的划分方法及指标体系

[目的]划定县级以上水土流失重点防治区,指导水土保持措施的科学制定和提高水土流失防治成效。[方法]在参加国家水土流失重点防治区复核划分工作和完成陕西省水土流失重点防治区划分工作的基础上,通过调查及分析研究,提出了土壤侵蚀强度、林草覆盖度和水土流失治理度等定量指标和江河源头、引水水源、基本农田等保护区的定性指标。[结果]利用GIS和RS技术,以乡镇行政区划为基本单元,按照定量指标,解译遥感影像数据,生成了陕西省水土流失重点防治区划分成果图。利用定性指标,按照相对集中连片,突出重点,适当概化的原则,对划分成果进行了归类修正。以地貌类型为主线,并参照水土保持功能,对水土流失重点防治区进行了分类和命名。[结论]陕西省划分为6个水土流失重点预防区和6个水土流失重点治理区共计12个大片区,是编制《陕西省水土保持规划》、规范生产建设项目中水土保持监督工作的重要依据,也为市县级水土流失重点防治区的划分提供参考。     

面向对象分类技术在开发建设项目水土保持监测中的应用

[目的]研究基于无人机低空遥感影像的面向对象分类技术在开发建设项目水土保持监测中的应用,为水土保持监测工作的信息化能力提升提供技术支撑。[方法]利用旋翼无人机获取水土保持监测目标区域的低空遥感影像,通过倾斜摄影技术构建数字表面模型,结合ESP分割尺度评价工具获取最优分割尺度参数,采用多元特征空间指标参与最邻近分类法的监督分类,并依据位置信息的评价方法和误差矩阵对分类解译精度进行验证。[结果]本研究的水土保持监测目标区域的地物分类总体精度达到了86.10%,Kappa系数为0.841,有较好的一致性,能够满足精度需求。[结论]利用无人机低空遥感影像的面向对象分类技术实现了开发建设项目水土保持监测区域地物的快速、精确识别和分类。     

西部地区荒漠生态系统空间分析

土地荒漠化是困扰人类发展的主要问题一，荒漠生态系统是荒漠化地区可持续发展的基础。以资源环境数据库中的植被空间分布信息为本底，结合最新的调查和遥感资料，利用地理信息、遥感技术和统计手段，对中国荒漠生态系统的空间分布格局进行了详细的分析。中国的荒漠生态系统可以分为5个基本类型，15类生态系统，在海拔、经向和纬向的分布上都存在一定的规律性。在研究各类荒漠生态系统空间分布特征的基础上，分析了荒漠化生态系统的总体特征。     

中国西北部生态脆弱区典型区域土地综合整治分区——以甘肃省兰州市为例

[目的]探讨土地整治规划的重要内容——土地整治分区,为确定土地整治重点区域和土地整治规划提供参考依据。[方法]以西北部生态脆弱区典型区域甘肃省兰州市为研究区域,基于生态保护视角,在充分考虑区域自然地理特征、土地利用特点及区域主要生态问题的基础上,从地形地貌、降雨、土壤类型、植被类型、水土流失、土地利用等5方面选取指标因子初步构建分区指标体系,并从水资源供给、水系分布及行政区划等方面进一步完善。同时运用ArcGIS空间叠加分析功能,使用综合分析法进行土地综合整治分区。[结果]形成了"方位+地貌+土地利用类型"命名的土地整治两级分区体系,二级分区较为详细。兰州市划分为7个一级区和15个二级区。[结论]中国西北部生态脆弱区域在土地综合整理过程中应该通过选择合理的指标体系分区进行整治。各分区应该针对其土地资源、水资源、生态环境状况等具体特征,基于生态保护视角采取有效措施进行土地综合整治。     

基于MODIS和NOAA/AVHRR的荒漠化遥感监测方法

土地荒漠化是中国西部最严重的生态环境问题，荒漠化遥感监测技术是掌握荒漠化发展趋势的重要手段。基于空间分辨率为1 km的NOAA/AVHRR和MODIS遥感数据，首先依据湿润指数法确定了荒漠化范围和气候分区。然后选取出了可以反映不同荒漠化特征，并且能够通过中低分辨率的NOAA/AVHRR和MODIS遥感影像反演出来的5个荒漠化遥感监测指标，通过精度评价分析，确定了最佳指标组合。由于MODIS和NOAA/AVHRR数据的影像特征存在较大差异，针对每一气候分区， 建立了分别适用于MODIS和NOAA/AVHRR数据的两套遥感指标分类体系。通过不同分类方法的比较，确定了最佳分类方法－决策树分类法。通过对中国1995年和2001年的荒漠化动态变化状况进行了分析，结果表明，本文提出的荒漠化遥感监测方法，不仅能够成功地进行大尺度的荒漠化遥感监测，而且能够取得较好的监测效果。     

黑河流域额济纳绿洲景观格局分析

黑河流域额济纳绿洲是我国西北干旱区典型的荒漠绿洲。干旱荒漠绿洲有其自身的景观生态特点。根据地貌、水文条件状况及区域土地利用格局等因素将额济纳绿洲划分为3个景观格局分析单元即古日乃拐子湖盆区、冲积平原区、马鬃山剥蚀低山残丘区,依据景观生态特点划分出10个景观嵌块体类型。利用景观空间格局指标分析了荒漠绿洲景观格局及其变化,得出额济纳荒漠绿洲景观空间格局的基本特征,说明额济纳荒漠绿洲区生态环境退化已十分严重,必须进行维护和保护。     

藏西南高原植被NDVI时空变化及其与海拔梯度的关系

青藏高原植被分布不仅与区域水热条件密切相关,而且受海拔和地形的共同影响,认知植被与海拔梯度的关系对青藏高原生态保护具有重要科学和现实意义。基于MODIS NDVI数据和植被类型数据,分析了藏西南高原近21年来不同植被类型生长季NDVI时空变化特征,探讨了植被覆盖与海拔梯度的关系。结果表明:藏西南高原植被类型有森林、荒漠、草原、草甸、高山植被、栽培植被、灌丛和其他植被8种; 随时间推移,各植被类型NDVI均显著增加且在2017年达到最大值。研究区草原、草甸、灌丛和高山植被的增加速率依次为0.006/10 a,0.004/10 a,0.01/10 a和0.006/10 a。除了局地植被呈退化趋势外,绝大部分植被覆盖不断改善。草原、草甸、灌丛和高山植被主要集中分布在海拔4 000 m以上的地区,NDVI在各海拔梯度上均存在较大差异。不同植被类型NDVI随海拔升高均呈现不同的减小趋势,不同年份间同种植被NDVI随海拔梯度变化具有相似的变化趋势。研究结果可为藏西南高原生态建设、植被恢复和畜牧业发展提供一定的科学依据和决策支持。     

青海湖流域高原鼠兔扰动对不同地表类型土壤水分特征的影响

为了揭示高原鼠兔扰动对高寒草甸土壤水分变化的影响规律,在青海湖流域,利用动态监测和采样分析的方法,研究高原鼠兔扰动后不同地表类型(草地、新鼠丘、旧鼠丘和秃斑地)土壤水分的差异及其形成原因.结果表明:4种地表类型土壤表层含水量对不同降雨条件具有不同的响应过程,新鼠丘和旧鼠丘的响应比草地和秃斑地迅速;整个生长季4种地表类型土壤含水量垂直分布规律不同,但月变化规律较为一致,总体上草地土壤含水量高于其他地表类型,0 ～ 30 cm深度的差异最明显;造成不同地表类型土壤水分差异的土壤因素主要有土壤黏粒质量分数、土壤有机质和土壤密度,植被因素主要有植被盖度和地上生物量.高原鼠兔扰动初期可以加速水文循环,而后期水文循环则受到抑制.研究对进一步认识高原鼠兔的扰动影响高寒草甸的水源涵养能力具有重要作用,也可为青海湖流域生态系统的管理与保护提供参考.     

1999-2019年青藏高原不同植被类型NDVI时空演变特征及其对气候因子的响应

研究青藏高原不同植被类型NDVI时空变化特征,探讨不同植被类型NDVI对气候因子的响应机制,为青藏高原生态保护提供科学依据。基于1999—2019年的SPOT/VEG NDVI数据、植被类型和气象数据,采用线性趋势分析、Pearson相关分析及偏相关分析方法,对1999—2019年青藏高原不同植被类型NDVI时空变化特征进行了分析,并探讨了不同植被类型NDVI变化对气候因子的响应。结果表明：(1)青藏高原整体植被生长状况良好,青藏高原各植被类型生长季平均NDVI均值从高到低依次为森林(0.6)、灌丛(0.48)、草甸(0.37)、草原(0.16)、高山植被(0.13)。(2)除高山植被有轻微退化趋势外,其他植被类型均有显著改善,改善面积占比依次为灌丛58.46%(p<0.05)、森林52.78%(p<0.05)、草甸51.60%(p<0.05)、草原32.65%(p<0.05)。(3)气候因子对植被NDVI的影响具有明显的地域差异性,平均气温对青藏高原植被生长季NDVI变化的影响更为显著,且影响范围更为广阔;而降水主要影响青藏高原北部地区的草原、草甸等植被的ND...     

空间罗伦兹曲线在土地利用及其变化研究中的应用——以西藏拉萨市城关区为例

目前,各国学者往往使用各类指数模型来研究土地利用及其变化,本文试图采用一种新的方法——空间罗伦兹曲线——更为直观、简洁地显示土地利用的集散分布及其变化。运用遥感与GIS技术,绘制了西藏拉萨市城关区1991年、2000年及2005年的土地利用随高程带分布的罗伦兹曲线,并在此基础上计算了各土地利用类型的集中化指数。研究结果表明,罗伦兹曲线直观地展示了研究区1991-2005年的土地利用随高程带分布的集散程度变化不大。其中,草地的分布最均匀,林地和建设用地分布最为集中。基于罗伦兹曲线计算的集中化指数进一步准确地显示了土地利用集散程度的变化:耕地和草地的集中程度经历了先降后升的过程;水域的集中程度先升后降;未利用地在高程带上的分布逐渐趋于集中;林地和建设用地的集中与分散程度不变。     

基于多源地空耦合数据的青藏高原冻融侵蚀强度评价

[目的]分析和探讨青藏高原冻融侵蚀成因及其空间分布格局,为研究区水土保持研究和生态环境保护提供数据支撑和决策参考。[方法]引入冻融侵蚀动力因子(冻融期降雨侵蚀力和冻融期风场强度)和冻融期降水量(表征冻融期土壤相变水量)构建冻融侵蚀评价模型,进而对青藏高原冻融侵蚀状况开展了定量评价和空间格局分析。[结果]构建的冻融侵蚀评价模型在青藏高原地区具有较高的适用性,总体评价精度为92%;青藏高原冻融侵蚀面积分布广泛,占总面积的63.68%,而非冻融侵蚀区则主要分布于柴达木盆地、雅鲁藏布江流域下游以及横断山区;冻融侵蚀强度随着坡度的上升而增加,15°~24°和≥24°坡度带上冻融侵蚀剧烈,而≤3°坡度带冻融侵蚀强度相对较小;不同植被类型区的冻融侵蚀强度空间分布格局差异显著,其中草甸的冻融侵蚀强度最小。[结论]青藏高原冻融侵蚀状况总体上属于中度侵蚀,其空间分布格局受地形、植被类型和气候影响显著。     

滇东南喀斯特典型地区石漠化的空间变化

[目的]分析石漠化变化趋势及发展规律,为决策部门合理规划和综合防治石漠化提供科学依据。[方法]选取位于滇东南文山州境内的盘龙河流域作为研究区,利用RS,GIS等相关软件,解译出1990,2002和2009年盘龙河流域石漠化强度图,利用叠加分析法对海拔、坡度、坡向一系列地形因子的石漠化空间分布变化进行了分析。[结果]从1990—2002—2009年盘龙河流域石漠化现象总体呈现出加重趋势,石漠化分布在空间格局上存在明显差异。[结论]研究区景观格局变化和空间分布明显受地形因子的影响,不同的地形因子对石漠化空间分布有不同的影响。     

青藏高原保护区植被与生态系统服务功能变化的一致性分析

[目的]探讨青藏高原保护区2000—2010年生态系统服务功能对植被变化的响应,为进一步明晰生态系统服务功能和遥感植被指数的关系,为区域生态系统服务功能评估与生态保护提供科学参考。[方法]聚焦青藏高原各类保护区,基于中分辨率成像光谱仪(MODIS)增强型植被指数(EVI)产品进行植被变化制图,针对碳固定、土壤保持、水源涵养、栖息地保护等生态系统服务功能,判断青藏高原保护区内2000—2010年生态系统服务功能变化趋势是否与植被变化趋势一致。[结果]青藏高原EVI在2000—2010年以非显著变化为主,在栅格和保护区两个尺度上均表现为非显著增加样本多于非显著减少样本,青藏高原植被呈现整体好转局部退化的特征。[结论]青藏高原保护区各项生态系统服务功能在2000—2010年以非显著变化为主,但生态系统服务功能非显著减少样本明显多于非显著增加样本,与EVI变化趋势不一致。     

库布齐沙漠东缘防沙治沙生态效益评价

[目的]研究库布齐沙漠东缘防沙治沙生态效益,为沙漠化治理效益评价提供科学参考。[方法]通过建立了库布齐沙漠东缘防沙治沙生态效益评价指标体系,采取层次分析法和模糊综合评价法进行生态效益评价。[结果]在生态效益评价指标的权重中,排在前3位的分别是植被盖度、地上生物量、草层高度评价指标,植被因子在沙漠化治理中较其他因子更为重要,植被恢复状况对库布齐沙漠化治理的影响显著;基于模糊综合评价结果可知,研究区防沙治沙生态效益值为53,属于一般状况。当地农户普遍认为防沙治沙明显改善了当地生态环境,大多数农户对沙漠化治理工作认同度较高。[结论]随着生态政策和治理措施的推进,治理效益将呈现良好态势;农户生态环保意识较差,还需加强农户生态环保意识,并提高农民文化水平。     

基于能值理论的西安市浐灞生态区生态系统可持续性分析

[目的]对西安市浐灞生态区生态系统的可持续性进行分析评价,为该区生态系统的健康、可持续发展提供理论支持。[方法]基于能值理论,从社会经济和生态环境两方面选取相应的指标对浐灞生态区2004,2009,2014年的3个重要发展阶段进行对比研究。[结果]西安市浐灞生态区基于能值可持续指数(ESI)在2004—2009年由0.003 4下降到0.002 4,但在2014年又增加到0.005 1,研究区可持续性总体上呈现上升趋势;从能值富集的角度分析研究区的可持续性,能值富集度指标(EIE)2004,2009,2014年的结果分别是0.82,0.82和0.59,反映研究区是一个能值高度富集的区域。[结论]由于西安市浐灞生态区是高度发展的消费导向型经济且存在地域面积狭小,自然资源匮乏,过度依赖外界能值等问题导致其可持续发展能力处于较低水平,但同时能值可持续指数(ESI)表明浐灞生态区可持续性在提升,浐灞生态区是一个能值高度富集的区域,浐灞生态区能值财富的持续高度富集是其能够快速发展的重要原因。     

我国荒漠生态系统生物多样性生态地理分区

为了更好地服务于生物多样性监测及价值评估研究,采用自上而下逐级划分、专家集成和GIS模型定量结合的方法,依据国际上普遍遵循的生态地理区划原则,将过去研究中各区划方案和相关图件作为分区过程的辅助材料及校正材料,利用各种生态地理因子指标,包括气候指标月平均气温、年均温,与需热性有关的植物生长季积温,水分指标湿润指数及干燥度,植被指标如植被类型、植被区划类型、植物区系类型、动物区系类型等,土壤指标土壤类型、土壤有机质等,地形和地貌特征,进行了中国荒漠生态系统生物多样性生态地理分区。根据相应区划原则和指标体系,荒漠生态系统采用干湿区、自然区和类型区3级区划制。分区过程中遵循综合分析和主导因素相结合的原则,主要体现对生物多样性保育的服务,将荒漠生态系统划分为67个类型区。