松嫩平原不同气候区植被NDVI对气候变化的响应

采用Thornthwaite湿润指数对松嫩平原进行气候分区,并利用2000-2009年SPOT/VGT逐旬最大合成值NDVI数据和研究区内17个气象站点数据,分析研究区不同气候区植被NDVI与气象因子的相关关系,以探讨NDVI对气候变化响应滞后性的时空特征。结果表明,(1)NDVI与同期旬平均气温、旬平均最高气温、旬平均最低气温呈极显著正相关(P<0.01),相关系数大小依次为湿润区>半湿润区>半干旱区;NDVI与同期旬降水量、旬平均相对湿度呈显著正相关(P<0.05),相关系数依次为半干旱区>半湿润区>湿润区。(2)NDVI与各气象因子逐步回归结果表明,最低气温是NDVI变化的限制性因子,且在3个气候区中,最低气温对NDVI的贡献最大;降水是湿润区和半湿润区影响植被生长的最重要因素,而在半干旱区,相对湿度对NDVI的贡献大于降水。(3)NDVI对温度响应的滞后期在湿润区为20d,半湿润区为20～30d,半干旱区为30d;对降水响应的滞后期在湿润区为30d,半湿润区为20d,半干旱区为10d,且NDVI对相对湿度响应的滞后期比降水短;空间上NDVI对温度响应的滞后期从东到西逐渐变长,而降水则相反。     

新疆皮山地区土地沙漠化动态遥感监测分析

根据南1989,2000和2005年3期TM卫星遥感影像生成的沙漠化土地类型数据,应用GIS空间分析方法和数理统计方法,分析了这3个时期皮山地区的沙漠化土地状况以及1989-2000年间和2000-2005年间两个时段沙漠化土地的变化,揭示了研究区两个时段内沙漠化土地变化幅度、速度及空间转化方向,阐明了该区沙漠化土地的变化特点.研究表明,该区域严重沙漠化土地和非沙漠化土地均呈增加趋势,前者增幅大于后者增幅,沙漠化土地总体上在向劣变方向发展.     

沙化土地整治背景下的沙漠化监测预警

为保障中国粮食及生态安全,对沙化土地整治开发过程进行沙漠化监测预警尤为必要。该文以科尔沁左翼后旗为例,基于Landsat 8 OLI影像,利用决策树分类实现沙漠化监测,并将监测结果引入"压力-状态-响应"模型,综合沙漠化影响因素和人为响应措施,实现沙漠化预警,最后与各类土地整治项目标准进行比对分析,对研究区土地整治项目实施的效果进行评价。1)研究区沙漠化形势较为严峻,沙漠化面积占研究区总面积的88%,其中以轻度和重度沙漠化为主,两者占研究区总面积的61%,另外极重度沙漠化占6%,主要位于科左后旗西部;2)沙漠化预警警度分为重警、中警、轻警和无警,其中沙漠化中警面积最大,沙漠化重警与极重度沙漠化空间分布大致相同,但前者更趋向于研究区西北方向的牧区,沙漠化无警和轻警则主要位于科左后旗东部的农区;3)在土地整治项目中,高标准基本农田建设项目和农用地整治项目以沙漠化无警面积最大。宜农后备土地开发项目、土地复垦项目以沙漠化轻警和中警为主,而沙漠化重警则主要零星分布于农用地整治项目、宜农后备土地开发项目和饲草料基地建设项目中。总体来看,研究区在土地整治背景下,进一步沙漠化的风险不高,但局部沙漠化重警区须加以关注。研究结果可为研究区后续土地整治规划调整提供决策依据。     

基于决策树的干旱区盐碱化土壤信息提取方法研究

土壤盐碱化是制约干旱区植被生长最主要的生态环境地质问题,也是土地资源利用的主要障碍因子之一。利用遥感数据准确自动的提取盐碱化土壤信息对土壤的盐碱化的提取和动态监测具有重要意义。本文以新疆石河子150团为研究区域,使用2010年8月和2005年7月的ETM数据提取归一化植被指数(NDVI)、第一主成分(PC1),分别作为非盐碱化土壤和盐碱化土壤信息提取的主要特征变量,然后用改进归一化差异水体指数(MNDWI)、TM7、Mean作为辅助特征变量,结合研究区的实地考察和典型土样的遥感信息以及与缨帽变化(K-T)对比分析来确定各个特征变量的阈值。利用决策树对研究区遥感图像进行了分类。研究结果显示,基于决策树的干旱区盐碱化土壤信息提取方法是可行的并能达到较高的精度。     

基于生态分区的河北省植被覆盖时空变化特征研究

植被覆盖的时空变化可以反映气候变动的规律和趋势,是全球能量循环和物质流动的组成部分,可作为生态环境演变研究的重要方面。为研究河北省近些年植被NDVI变化和分布的情况,在SPOT-VGT数据的基础上,将研究区划分为坝上高原、燕山太行山山地和河北平原3个生态区,结合研究区的土地覆盖数据,利用最大合成法和均值法获取研究区内各时间点和各土地覆盖类型的NDVI值,通过趋势分析法对研究区NDVI时序变化趋势进行探析,由此对整个研究区和各生态分区NDVI时空变化与分布特征进行综合分析。结果表明:(1)河北省近11年NDVI整体呈上升趋势,植被覆盖总改善面积大于总退化面积,改善面积主要分布在坝上高原和燕山太行山山地部分地区,退化面积主要分布在河北平原部分地区。(2)河北省三生态区不同土地覆盖类型上的NDVI变化特征不尽相同,针对各个土地覆盖类型NDVI的变化特征提出了改善不同生态分区植被NDVI的方法和建议。     

西藏沙漠化土地退化程度动态分析及其评价

以西藏自治区的73个县域为基础评价单元,通过计算1992、1999和2004年3期沙漠化土地退化程度,对西藏7个地(市)及其县域的沙漠化土地退化程度进行了动态分析与评价。结果表明:西藏沙漠化土地的面积总体略有增加,但局部地区的沙漠化土地面积减少也较明显;日喀则、那曲和阿里3个地区是西藏沙漠化土地面积的主要分布区且退化程度增加较显著;拉萨、昌都和林芝沙漠化土地面积较少且退化程度减少显著;山南地区沙漠化土地面积虽较少但退化程度增加较明显。     

毛乌素沙地近30年沙漠化土地时空动态演变格局

应用1990—2017年7期遥感影像作为数据源,通过计算沙漠化指数和沙漠化重心迁移等指标,对毛乌素沙地近30年沙漠化时空动态演变格局进行了研究。结果表明:(1) 1990—2017年沙漠化程度处于逆转趋势,沙漠化土地面积共减少1 684.09 km~2,平均62.37 km~2/a的沙漠化土地得到有效的治理。(2)阶段性平均沙漠化指数1990—2000年(快速发展)为2.45,2000—2010年(快速逆转)为2.30;2010—2017年(稳定逆转)为2.01,沙漠化程度明显减轻。(3) 1990—2017年,极重度沙漠化土地重心向西迁移3.42 km;重度沙漠化土地重心向西北方向迁移8.80 km;中度沙漠化土地重心向西北偏移5.42 km;轻度沙漠化土地重心向东南方向延伸9.90 km。沙漠化土地重心由西向东依次为极重度沙漠化、重度沙漠化、中度沙漠化、轻度沙漠化,在沙漠化治理与防治过程中,应根据不同沙漠化土地类型而采取不同的治理对策,做到因地制宜,合理有效地改善沙区环境。     

影响大豆NDVI的气象因素多元回归分析

针对太阳辐射、大气温度、空气湿度和风速等气象因素对大豆归一化植被指数(normalized difference vegetation index,NDVI)在每天不同时间的影响,提高大豆NDVI的监测精度。该研究采用Green Seeker手持式光谱仪对大豆苗期、花荚期和成熟期3个主要生育阶段的NDVI值以小时为单位进行连续监测,并收集测量时的太阳辐射、大气温度、空气湿度和风速等气象数据,采用偏最小二乘法、逐步回归和岭回归方法,建立不同气象因素对大豆NDVI值影响的回归模型,并分析其定量关系。结果表明,影响大豆不同生育期NDVI变化的主要气象因素为太阳辐射和大气温度,风速和空气湿度的影响较小,可以忽略不计。经对3种模型进行预测精度评价后得出,岭回归模型的预测精度最佳,其在3个阶段的预测均方根误差(RMSE)分别为0.034、0.018和0.016,决定系数(R2)分别为0.820、0.908和0.934,其次为逐步回归法,偏最小二乘法的预测精度最低。     

浑善达克沙地地区土地沙漠化初步研究

通过野外调查和对2000年TM影像的解译，分析了研究区土地沙漠化的分布格局与发展态势，以及土地沙漠化造成的负面影响。从气候因子的时空分布与变化和人地关系两大方面，探讨了研究区土地沙漠化发生、发展的原因。结果表明，沙漠化土地在空间分布上，与春季风蚀气候因子分布范围不一致；沙漠化在发展的速率上，与三大气候因子的动态变化不一致。结论指出：近50年来，气候因子的时空变化不是研究区土地沙漠化的主要原因；人畜压力与环境容量严重失衡，研究区人地关系的管理上屡有失误，落后的生产、生活方式转变缓慢，是造成研究区土地沙漠化的本质原因。     

黑河流域中下游地区土地沙漠化现状及其原因分析

利用最新的土地沙漠化遥感监测数据(2000年),研究分析了黑河流域中下游地区的土地沙漠化现状及土地沙漠化发展的原因,并提出了其土地沙漠化防治的具体对策和措施。结果表明,2000年黑河流域中下游地区共有沙漠化土地13508.4km2,土地沙漠化类型包括耕地、草场、砾质沙漠化以及沙丘活化4种,总面积占监测土地面积(114446km2)的11.8%,其中轻度沙漠化土地27.4km2,占沙漠化土地总面积的0.2%,中度沙漠化土地1321.4km2,占9.8%,重度沙漠化土地2274.3km2,占16.8%,严重沙漠化土地9885.3km2,占73.2%,区内土地沙漠化形势严峻,以严重沙漠化土地类型占优势,特别是在黑河流域下游地区。黑河流域中下游地区土地沙漠化的发生和发展是自然和人为因素共同作用的结果,其中人类对流域内水资源的不合理利用是其主要驱动力。     

毛乌素沙地生物土壤结皮与沙化土地的关系研究

生物土壤结皮在荒漠地区广泛分布,是固沙和促进沙地生态恢复的重要生物因子。利用1989,2002和2006年的Landsat遥感影像,分别通过生物土壤结皮指数和NDVI阈值法,提取了毛乌素沙地生物土壤结皮和沙化土地的空间分布,并分析了二者之间联系。结果表明:(1)研究区1989,2002和2006年结皮面积所占比例分别为54.77%,55.72%和64.29%,表现为持续增加趋势,结皮斑块间连接度在增强,结皮的稳定性进一步巩固。(2)1989—2006年区内沙化土地的程度逐渐减弱,沙化程度综合指数由1989年的3.24下降到2006年的2.65。(3)1989—2006年,中度和重度沙化土地结皮分布范围最为广泛,均在70%以上;极重度沙化土地内的结皮面积表现为持续下降,1989,2002和2006年分别为19.40%,5.76%和2.80%。(4)以1989年沙化土地的格局为基础,1989,2002和2006年极重度沙化土地内生物结皮的数量比例分别为19.40%,33.18%和45.21%,处于上升趋势。     

新疆艾比湖地区土地沙漠化时空演变及其成因

基于RS和GIS技术,对1990—2010年艾比湖地区沙漠化动态变化进行了监测。研究表明,艾比湖地区分布着大面积的沙漠化土地,主要分布在其东部和西岸地区。20a间沙漠化土地面积明显减少,沙漠化土地面积从1990年的4 426.49km2减少到2010年的637.33km2,减少了3 789.16km2。经历了强烈逆转—稳定发展—基本稳定3个阶段,1990—2001年沙漠化土地面积从4 426.49km2减少到3 713.2 5km2;2001—2007年沙漠化土地总面积保持基本不变,但沙漠化程度稍有加重;2007—2010年沙漠化土地总面积略微增加,沙漠化程度在持续加深。近20a来沙漠化转变尤为显著,气候变化和不合理的人类活动共同导致了研究区东部的沙漠化程度的加剧。     

青海省共和县土地沙化与土地覆盖变化遥感监测研究

以Landsat-TM、ETM＋遥感数据为信息源，对青海省共和县1987年至2002年的土地沙化和土地覆盖变化进行了监测．研究结果表明．应用TM、ETM＋等中分辨率遥感影像，对以县为单位的区域性土地沙化和土地覆盖变化进行监测是适宜的．监测精度可达90％以上；监测期内．研究区的沙化土地面积不断增加，沙化程度也迅速加深，说明沙化土地治理的效果不明显；由于草地围封面积的扩大，一、二类草地的面积显著增加，草场质量显著改善，但由于未封育草地的过牧仍很普遍，三类草地沙化仍很严重；国营农场的撤离和国家退耕还草工程的实施是农田和居民地面积减少的主要原因。     

Effects of desertification on soil organic C and N content in sandy farmland and grassland of Inner Mongolia

Desertification is one of the most serious types of land degradation. A field experiment was conducted during 2002 and 2003 in Horqin Sand Land, China to investigate changes in soil C and N contents in relation to land desertification. Four primary results were derived from this work. First, land desertification characterized by wind erosion resulted in a significant decrease in soil fine particles (clay + silt) with a corresponding increase in sand content. In comparison to non-desertified land, soil fine particle content decreased by up to 89.2%, and sand content increased by up to 47.2%, in the severely desertified land. Second, the organic C and total N in soil were mainly associated with the soil fine particles, and decreased significantly with desertification development. Organic C decreased by 29.2% and total N by 31.5% in the severely desertified land compared to the non-desertified land. Third, the decrease in organic C and N content was greater in desertified grassland than in desertified farmland. Fourth, the changes in organic C and total N content had a significant positive correlation with the soil fine particle content (P < 0.01) and a significant negative correlation with coarse sand content (P < 0.01), indicating that land desertification by wind erosion is mediated through a loss of soil fine particles, with a resultant decrease in soil organic C and total N.     

21世纪初科尔沁沙地沙漠化对区域气候变化的响应

利用2000—2013年生长季MODIS-NDVI时间序列遥感数据和降水、气温、蒸发和风速等气象数据,研究21世纪初科尔沁沙地沙漠化动态变化及其对区域气候变化的响应关系。结果表明:21世纪初,科尔沁沙地沙漠化经历了逆转-发展-逆转的过程,轻度和中度沙漠化土地面积呈显著下降趋势,重度和极重度沙漠化土地面积呈下降趋势但不显著。未沙漠化土地主要分布在研究区西北部,轻度和中度沙漠化土地广泛分布在研究区南部、东部和北部,重度和极重度沙漠化土地主要分布在西南部。2000—2013年,科尔沁沙地降水量呈上升趋势,气温、蒸发量和起沙风日数呈下降趋势,斜率分别为8.34 mm/a、-0.04℃/a、-23.56 mm/a和-1.7 d/a,其中蒸发量和起沙风日数下降趋势较为显著;近14 a来,科尔沁沙地沙漠化主要受水热条件的影响,尤其是在2000—2005年、2009—2013年2个时期,降水增多、蒸发减少,区域气候较湿润,研究区沙漠化2次逆转;此外,沙漠化受气候影响具有地域差异性,受气候影响较大的地区主要集中在研究区东部和东南部地区。研究可为科尔沁沙地沙漠形成机理分析及沙漠化防治工作提供理论依据。     

贵州喀斯特山区石漠化土壤理化性质及分形特征研究

研究了贵州喀斯特山区石漠化过程中土壤颗粒粗化和理化性质特征,土壤颗粒分形的变化特征,以及分形维数与土壤性状的关系。结果表明:土壤细颗粒含量越少,土壤分形维数越低,表征石漠化程度越高;土壤颗粒分形维数与土壤有机质、容重、粘粉粒含量之间存在显著的线形关系(P<0.01)。分形维数能较好地表征喀斯特石漠化过程中土壤物理性质和养分状况以及石漠化的程度,可作为评价喀斯特地区土壤退化的定量指标之一,对区域生态环境的恢复与重建有着重要的指导意义。     

近15年来共和盆地土地沙质荒漠化动态变化及原因分析

在野外调查和前人研究的基础上,建立了青海共和盆地沙漠化土地遥感分类分级的指标系统,并在地理信息系统支持下,对该区1990年和2005年的TM影像进行了目视解译,分析了该区近15 a来土地沙漠化时空变化规律和原因。结果表明:①研究区沙质荒漠化依然严重,共有各类沙化土地7 419.62 km²,占研究区总面积的62.84%,以轻度和中度为主;②较为严重的沙质荒漠化主要发生在中部和南部气温较高的地区;③沙质荒漠化总体趋势为整体面积缩小,恶化和逆转并存,程度略有加强;④气候变化导致的蒸发量增加对研究区土地沙质荒漠化有一定的促进作用,而20世纪90年代后期以来耕地面积和农牧业人口急剧减少是研究区土地沙质荒漠化面积略有减少的主要原因;⑤研究区沙质荒漠化趋势虽然得到一定程度的控制,但沙质荒漠化形势仍然相当严峻,控制人口密度,调整土地利用结构,控制超载过牧,加强土地管理和生态环境建设势在必行。     

LANDSAT IMAGES REVEAL TRENDS IN THE AEOLIAN DESERTIFICATION IN A SOURCE AREA FOR SAND AND DUST STORMS IN CHINA'S ALASHAN PLATEAU (1975–2007)

The development and reversal of aeolian desertification have been widely recognised as the dominant causes of changes in the source areas of dust storms. The Alashan Plateau, which is near China's Hexi Corridor, is one of the major dust storm source regions in northern China. To investigate the relationship between climatic and anthropogenic factors and the development of aeolian desertification, we reconstructed the temporal and spatial evolution of aeolian desertification and the underlying processes from 1975 to 2007 using Landsat images and analysed the driving forces. The results show that aeolian desertified land in the study area covered 32 847·79 km² in 2007, amounting to 11·3 per cent of the total area, with an initial period of desertification expansion from 1975 to 2000 and a reversal of desertification from 2000 to 2007. On the basis of the analysis of effects of climate changes and human activities in the region, aeolian desertification was principally driven by human activities in this area; climatic variations had little effect on the area of severe desertification. Copyright © 2011 John Wiley & Sons, Ltd.     

Desertification problems in the Yangtze River source area,China

Desertification in the source area of Yangtze River is discussed in the paper. Under the conditions of the cold climate and permafrost, the freeze–thaw processes have significant effects on the different kinds of desertification. The classification, distribution, development, formation and control measurements of desertification in the source area are in particular compared with other desertified regions in east China. Furthermore, suggestions for desertification research and control in the source area are put forward. Copyright © 2004 John Wiley & Sons, Ltd.     

不同石漠化程度岩溶峰丛洼地系统景观格局的比较

利用花江岩溶峡谷区南坡不同石漠化程度的 5 个独立的岩溶峰丛洼地系统景观要素的实测数据,分析了多样性、优势度、破碎度、分离度等景观格局指标的变化规律及其所指示的生态学意义。结果表明,这些指标在不同峰丛洼地系统都能较好地评价石漠化过程中景观格局的动态变化规律,对分析石漠化土地的发展趋势具有较好的指示意义。但多样性指数、优势度指数、均匀度指数也与各峰丛洼地系统的景观基质有关,在不同石漠化程度的峰丛洼地系统中,反映的景观生态意义是不一样的。本文的研究情况表明,岩溶生态系统石漠化过程更大程度上决定于斑块类型的分布部位、破碎度与连接度等,而不仅仅是裸岩与植被面积的绝对数量比例。景观格局分析不仅强调面积,而且还考虑所研究石漠化土地的空间分布特征(格局)、景观组成特点与石漠化过程的关系和对石漠化的影响,在石漠化程度判定和石漠化指标的研究中景观格局是一个不可忽视的问题。