京津风沙源治理工程区植被恢复效果调查

“京津风沙源治理工程”区植被恢复效果是研究该区生态环境建设的重点。利用传统生态学方法对整个“京津风沙源治理工程”区的植物多样性进行调查研究,并利用像元二分法对工程第1阶段实施前后的植被盖度进行对比。结果显示：整个京津风沙源区植被平均覆盖度上升,植被盖度低的土地面积逐渐减少,盖度高的土地面积逐渐增加,区内土地具有良好的植被恢复潜力与趋势。证明经过5年的努力,京津风沙源治理工程植被恢复已取得一定治理效果。调查结果可为“京津风沙源治理工程”第2阶段提供基础数据及有益参考。     

基于遥感黄河流域内蒙古段十大孔兑生态环境质量监测评价

黄河流域生态环境质量的及时、准确监测评价,是对其生态环境保护和建设的重要基础。因此以黄河流域内蒙古段十大孔兑为研究对象,利用Landsat5 TM和Landsat8 OLI数据,基于生态遥感指数对研究区2000—2020年生态环境健康度的分布格局及变化趋势进行了分析。结果表明:(1)2000年、2010年和2020年,十大孔兑的遥感生态指数均值分别为0.31,0.33,0.57,生态环境质量正在不断改善。(2)研究期间,十大孔兑的生态环境质量等级以差到一般为主,差、较差及一般的面积之和占区域总面积的比例依次为79.45%,76.54%,70.16%,面积在不断减少,向良好和优秀等级转移的面积达1 004 km²。(3)在空间分布上,下游平原区的生态环境质量最优,上游丘陵区与中游风沙区相对较差。整体来看,研究区的生态环境治理虽取得了一定的成效,但仍有很大的改善空间。     

基于空间信息技术的县域生态环境监测与评价

[目的]探究生态环境监测数据精准获取方法,构建生态环境质量评价指标体系,为生态环境精准保护提供科学依据。[方法]基于多源遥感影像数据,利用InVEST模型、裸土植被指数模型、综合指数法等多种模型与方法,从生态系统质量、生态系统服务、生境压力和环境质量4项一级指标及植被覆盖度、固碳能力、道路压力指数、霾指数等14项二级指标分析河北省阜平县生态环境质量。[结果](1)生态系统质量一般和较差区分布最广,集中在东部水库区和西部中山、低山区。(2)生态系统服务较差区面积最大,主要分布在县中部和东部。(3)生境压力较差区比例最高,以未利用地为主。(4)环境质量为良的区域在全域均有大面积分布。(5)阜平县生态环境质量整体较好,一般区广泛分布,占总面积的77.04%,主要为耕地、草地和未利用地。[结论]基于空间信息技术与多源遥感数据的生态环境监测与评价方法可以快速、有效地反映县域生态环境质量。     

加强农业科技成果推广推进农村经济快速发展

京津风沙源治理工程,是国家为改善京津及周边地区生态环境状况,减轻风沙危害,所启动的一项具有重大战略意义的生态建设工程。晋西北地处沙漠化扩展前沿,为京津风沙策源地的一部分。根据京津风沙源治理工程山西项目区的建设内容和总体目标,2003~2008年间,我们在大同市左云县进行了"防风固沙型农田微集流节水增产技术"的示范与推广,共建立示范区面积475.66 hm2,完成推广面积12817 hm2,累计增产粮食2309万kg,增加产值4202万元,取得了显著的经济、生态与社会效益,为粮食增产、农民增收、农业增效做出了重要贡献。     

川西北土地沙化区生态环境质量遥感动态监测

为了分析防沙治沙工程的实施对区域生态环境质量的影响,以川西北沙化土地为研究对象,选取沙化土地治理前(2004年)和治理后(2014年)的Landsat影像,基于ENVI平台,从绿度、湿度、干度、热度4方面分别提取归一化植被指数(NDVI)、湿度指数(WET)、建筑物—裸土指数(NDBSI)和地表温度(LST),并对这4个指数进行主成分分析,选择信息量较多的主成分贡献率为权重,建立遥感生态指数(RSEI)评价模型,对研究区的生态环境质量进行了评价。结果表明:2004—2014年,研究区的RSEI均值由-0.059 8下降为-0.068 6,降幅为14.72%,生态环境质量总体下降; 较2004年,2014年优和良等级比例分别增加0.70%和1.77%,增加区域位于川西北防沙治沙工程的实施区; 10年间共有1.25%的区域生态得到改善,1.96%的区域生态发生了退化,生态环境改善区域主要分布于石渠县的防沙治沙工程实施区。因此,川西北防沙治沙工程的实施对改善区域生态环境质量起到了重要的作用。     

基于生态生产生活视角的北方农牧交错区土地宜耕性评价

北方农牧交错区是中国生态脆弱地区,土地荒漠化问题突出,土地利用是导致土地荒漠化的主要原因。生态文明建设背景下,研究该区域土地宜耕性对促进该地区生态环境保护和土地资源科学利用具有重要意义。该文以位于北方农牧交错区的科尔沁左翼后旗为例,基于生态、生产、生活的视角,构建评价指标体系对土地宜耕性进行评价,表明,现状耕地中不适宜耕作的耕地面积为15 996.87 hm~2,占耕地总面积的5.339%,因生态、生产、生活因素使得耕地不适宜耕作的面积分别为7 519.23、9 337.23、6 039.99 hm~2。建议在退耕还林工程中优先对该部分耕地进行退耕。适宜耕作的草地面积为197 195.94 hm~2,占草地总面积的32.18%,即有三分之一左右的草地可以开发利用为耕地。但是,从土壤适宜性和地形条件两方面对适宜耕作的草地进行分析,揭示出适宜耕作的优质草地面积比例很小。为避免土地开发利用导致农牧交错区生态环境的破坏和荒漠化的扩张,建议在跨省域耕地占补平衡中应当优先开发利用质量较高的耕地后备资源,且需始终坚持国家统筹。     

基于RS和GIS的河南省生态环境质量动态评价

[目的]揭示近年来河南省生态环境质量时空变化特征,为生态环境的监测、保护和管理提供科学依据和技术支持。[方法]以多源、多时相数据为基础,参考生态环境状况评价技术规范和模型方法,采用1km格网作为评价单元,提取生物丰度、植被覆盖、水网密度、土地胁迫、污染负荷5个指标,来计算生态环境质量总指数,定量评估河南省生态环境质量时空变化。[结果](1)河南省生态环境质量以"一般"为主,其所占比例接近80%,其他类型面积较少,生态环境质量的基本空间分布格局明显受地形地貌、土地利用及区域发展战略影响;(2)2000—2013年,河南省生态环境质量年际间变化较小,呈现出"单峰型"的变化特征,但生态环境质量为较差和优、良的区域面积都有所增长;(3)生态环境质量变化与区域发展关系密切,13a来,河南省生态环境质量总体上存在微弱变差趋势,变差区域在空间上由中西部向东南部迁移,主要与城市建设用地扩张有关。[结论]基于1km格网的生态环境质量评价方法更能反映区域生态环境空间特征及影响因素。为了持续提升研究区生态环境质量,区域发展战略必须要与生态文明建设相协调。     

基于RSEI模型的砒砂岩区生态环境质量演变研究

[目的]探究砒砂岩区生态环境质量状况，为当地生态环境治理工作提供科学依据。[方法]基于GIS和RS技术，利用遥感生态指数RSEI模型，分析砒砂岩区2001—2020年生态环境质量时空演变。[结果](1)基于砒砂岩区4期影像数据提取的遥感生态指数RSEI呈现先下降后上升的趋势，表明生态环境质量在缓慢改善；(2)绿度生态指标与湿度生态指标对砒砂岩区生态环境质量起正向作用，干度生态指标与热度生态指标会起到负面作用，并且绿度生态指标对生态环境质量改善的贡献率更高；(3)在2001—2020年间，生态环境质量改善区域占到研究区总面积的36.79%;生态环境质量恶化区域占15.68%,多为轻度退化。[结论]砒砂岩区2001—2020年间生态环境质量总体呈现出上升趋势，且生态环境质量对人为活动高度敏感，因此在改善生态环境的同时还需融入生态保护理念，做到人与自然和谐共生。     

基于遥感生态指数模型的阜康市生态环境动态变化监测与评价

城市化进程不断加快引起生态环境问题,利用遥感技术及时、快速、客观、定量评价区域生态环境变化显得尤为重要。选取2000年、2008年、2016年Landsat(TM/OLI)系列遥感影像,提取绿度(NDVI)、湿度(WET)、干度(NDBSI)和热度(LST)4个重要指标,基于主成分分析法计算遥感生态指数(RSEI),对阜康市16年以来的生态环境质量变化进行监测与评价。结果表明:从2000—2008年阜康市的生态环境质量逐渐下降,在这8年期间生态环境转差的区域面积达到了849.35 km~2,约占总面积的25.72%;且以2008—2016年期间生态环境质量下降幅度为最大,环境质量转差的区域面积增长到1 601.41 km~2比前8年增长了2倍,约占总面积的48.49%,而环境质量转好的只占了13.06%。2000—2016年阜康市的生态环境质量快速下降,环境质量变差的区域面积已达到1 757.93 km~2,阜康市环境质量转好的区域面积保持下降趋势,约占总面积的8.98%,而质量转差的区域逐步增加,约占总面积的53.23%。在空间上,生态条件变差的地点主要分布在郊区中部和北部地区。生态环境好转的主要区域分布在一些新增的城区基础设施和一些规模较大的房地产开发新区,而中部耕地周边生态环境变化较小。该城市生态环境质量下降原因分析可知,干旱等自然条件下超负荷开发活动是导致生态环境质量恶化的一个重要因素。     

1990-2015年贵州省乌江流域生态环境质量变化评价

[目的]通过对贵州省乌江流域生态环境质量动态变化特征分析,为山地流域生态可持续发展及长江流域水环境生态文明建设等提供参考。[方法]基于1990,2000及2015年3期Landsat系列遥感影像和ASTER GDEM数据提取贵州省乌江流域植被盖度、土壤指数、土壤湿度等基础数据,利用专家咨询法确定各指标权重并构建综合指数评价模型后对贵州省乌江流域生态环境质量时空变化特征展开分析。[结果]①1990-2015年间贵州省乌江流域生态环境质量以"优"、"良"为主,占比超过65%,总体生态环境质量呈上升趋势。②3期数据表明贵州省乌江流域生态环境质量空间差异逐渐增大,生态环境改善地区主要分布于乌江下游,生态环境退化地区主要集中于乌江中上游,总体生态环境质量表现为下游优于中上游。③研究区生态环境质量受城市化水平影响较大,25 a间研究区内各市州主城区生态环境质量下降明显,主要受建成区面积增加影响。[结论]高精度长时段的生态环境质量评价能很好反映区域生态环境质量变化特征。未来应进一步加强贵州省乌江流域中上游生态环境治理,尤其注重引导研究区内各市州城市化进程与生态环境协调可持续发展。     

嫩江沙地沙质荒漠化程度遥感定量评价——以杜尔伯特蒙古族自治县为例

杜尔伯特蒙古族自治县位于嫩江沙地的中心,以杜尔伯特蒙古族自治县为例研究嫩江沙地的荒漠化程度有较好的代表性。在研究区选取63个样地实地调查荒漠化程度,同时获取研究区的ETM＋遥感影像,对荒漠化主要评价因子植被盖度、生物量、裸沙占地百分比进行遥感定量反演,地表结皮和土壤质地采用定性的方法结合目视解译进行提取。在现有荒漠化评价方法的基础上,建立以像元为单位的荒漠化程度评价的定量化遥感信息模型,并输出荒漠化程度分布图。利用63个实测样地数据评价遥感信息模型的精度,被正确评价的样点数为57个,遥感信息模型对杜尔伯特蒙古族自治县荒漠化程度进行定量评价的精度达到90.5%。     

京津风沙源治理工程区沙尘暴时空变化及其与植被恢复关系

沙尘暴是长期以来影响京津地区社会经济可持续发展的主要环境灾害之一。该文以京津风沙源治理工程区26个气象站1957-2007年观测资料为基础,结合GIMMS-NDVI、SPOTVGT等遥感植被数据,研究了近50a京津风沙源治理工程区沙尘暴时空变化及其与气象因子、植被恢复的关系。研究表明:近50a京津风沙源治理工程区沙尘暴发生频次呈显著下降趋势,虽自1999年有所上升,但仍远低于20世纪50-60年代。风速和相对湿度是影响沙尘暴变化的最重要气象因子。近30a,治理工程区沙尘暴变化很大程度上受到植被覆盖与相对湿度的影响,贡献率分别为32.7%和44.5%。京津风沙源治理工程区植被覆盖对沙尘暴影响具有一年的滞后效应,夏季植被覆盖会显著影响到下年沙尘暴发生。自2000年京津风沙源治理工程实施以来,沙尘暴频发的荒漠草原区植被覆盖显著提高,对缓解京津沙尘暴起到了重要作用。     

塔里木河中游沙漠化地区地下水位遥感监测

[目的]探讨沙漠化地区地下水位的分布状况及其对沙漠植被的影响,为塔里木河流域生态环境保护提供科学依据。[方法]利用MODIS卫星遥感数据,采用遥感—数学—模型学融合的研究方法,在实地考察塔里木河中游区域的地下水位、土壤水分和其他辅助资料的基础上,通过建立土壤水分和地下水位的线性方程,提出在土壤中存在毛细管补给条件时,简便、有效地监测沙漠化地区地下水埋深的监测模型,并在塔河中游沙漠化地区进行实地验证。[结果]该模型反演地下水位和实测地下水位之间的相关系数为0.896 9,误差较小。研究结果符合实际。[结论]在较大范围且地下水埋深不大于6m的沙漠化地区,利用MODIS多波段遥感模型监测并评价地下水位埋深的空间分布是可行的。     

基于多源遥感数据的土地整治生态环境质量动态监测

土地整治生态转型是土地整治发展的必然趋势,在项目区尺度进行科学合理、客观直接、长期全面的生态环境质量监测评估具有重要意义。该研究基于多源遥感数据,选取典型土地整治项目,运用主成分分析法构建RSEI(remote sensing ecological index)模型,反演得到湿度、绿度、热度、干度指标以及RSEI指数,实现对项目区整治过程中生态环境质量变化的监测与分析。研究结果表明:1)湿度和绿度指标对项目区生态环境质量具有正向作用,而热度和干度指标起负向作用,且干度指标的影响最大;2)RSEI总均值在整治前、中、后分别为0.652、0.572和0.605;RSEI等级中的优良等级在整治前、中、后所占比例分别为78.73%、39.55%和63.29%;RSEI变差、不变和变好的比例分比为42.55%、46.25%和11.20%;3)项目区生态环境质量呈现"先下降-后上升-整体下降"的态势,表现为"整治期变差-恢复期变好-全过程变差"的总体特征,土地整治对项目区生态环境的扰动具有持续性,区域生态环境恢复与改善存在滞后期,在项目竣工5年后项目区的生态环境质量水平仍低于整治前。     

民勤绿洲荒漠化遥感评价研究

利用3个年份TM数据,研究荒漠化遥感评价方法,并对民勤绿洲荒漠化进行了初步研究。建立起以遥感光谱特征、组合派生特征和空间结构特征为评价因素,用最大似然方法和景观格局分析进行荒漠化评价的方法,以及在此基础上区域荒漠化评价指数的计算方法。研究表明,3个年份的荒漠化评价总精度都在0.8以上;引入模式识别技术,将是荒漠化评价的主要发展趋势。1988到1997年间,民勤绿洲荒漠化面积没有扩大,基本保持稳定,但各荒漠类型和等级内部间发生转化。从民勤区域荒漠化指数看,1988年为0.71,1992年是0.69,1997年为0.76。1988到1992年期间,荒漠化以水蚀、风蚀过程为主,荒漠化严重程度有所下降,速率为0.5%;1992到1997年间,盐渍化荒漠化过程加剧,荒漠化严重程度加剧,速率为1.4%。作为水蚀荒漠化过程则在整个评价期内减弱。在景观格局上,1992年的整体景观破碎化程度下降,景观格局最为稳定;而1997年破碎化程度最大,景观格局复杂、最不稳定。因此景观格局也反映出两个评价时段内荒漠化演化过程不同,从1988到1992年,土地退化减弱;而1992到1997年间,土地退化进一步加剧     

蓟县黄土梁子小流域防护林现状与发展研究

根据京津地区目前所面临的生态环境问题,特别是京津地区风沙源防沙治沙工程所面临的技术难题,从防护林体系建设出发,以天津蓟县黄土梁子小流域为例,通过对水源涵养林、生态经济林、道路防护林和沟道防护林所组成的防护林体系进行现状分析,探讨了防护林体系所存在的问题,提出了相应的发展对策。     

丝绸之路经济带沿线典型地区荒漠化动态变化遥感监测

在高强度人类活动影响下,“丝绸之路经济带”的资源环境面临严峻问题与挑战,而对研究区的荒漠化动态变化进行遥感监测可为荒漠化的防治和治理提供理论基础和数据支持.以2000-2014年的250 m分辨率MOD13Q1为数据源,利用归一化植被指数和决策树分类进行荒漠化程度划分,得到丝绸之路经济带荒漠化土地动态变化和转移面积矩阵.结果表明:2000-2014年研究区荒漠化土地面积增加,其荒漠化土地增长量为98 912.26km2和增长率为0.11％.其中,非荒漠化向荒漠化共转移308 289.73 km2,大于荒漠化向非荒漠化的转移面积266 497.67 km2.在空间分布上,中亚荒漠化土地由西南的严重荒漠化向东北的轻度荒漠化逐渐减轻,且向哈萨克斯坦北部地区不断推移;中国的荒漠化土地多集中分布在塔里木、吐鲁番和柴达木三大盆地中,且以宁夏陕西甘肃北部地区的减少为主.总体上,丝绸之路经济带沿线地区总荒漠化面积增加,程度趋于严重,荒漠化问题日益突出.     

基于遥感生态指数模型的杨凌农业高新技术产业示范区生态环境评价

[目的]定量揭示杨凌农业高新技术产业示范区(简称"杨凌区")生态环境质量的空间分布与变化特征,为该区及类似地区生态环境建设的规划和管理提供科学依据。[方法]本文基于Landsat8卫星影像,利用主成分分析的遥感生态模型进行分析。[结果]2013—2018年,杨凌区生态环境质量总体呈上升趋势,遥感生态指数均值由0.45升至0.50,呈上升趋势的面积为50.77km~2,占全区总面积的38%;杨凌区生态环境状况的空间分布具有向西北优而东南城区差两极扩散的趋势;干度分量对生态指数模型整体影响最大。[结论]杨凌区生态环境质量较差的区域主要集中在城区人为活动密集区和大型工业园区,体现出高度聚集的特点。在杨凌区未来规划和发展中,应控制并有效减小裸地和建设用地面积,重视生态景观和城区绿化。     

以土地利用为基础的安徽省生态评价遥感信息模型

[目的]建立更科学合理的生态评价遥感信息模型,为研究区的可持续发展提供参考依据。[方法]利用NDVI(归一化植被指数)和像元二分模型监测植被覆盖度作为地表植被覆盖信息的评价指标;用热惯量法反演研究区的土壤含水量作为研究区地表植被覆盖信息与土壤肥力的评价指标;采用目视解译获得土壤质地的编码分布图并进行影像化处理,将土壤中物理性黏粒含量作为评价土壤板结情况指标;利用线性光谱混合分解模型提取研究区的裸地比率作为土地荒漠化程度的评价指标。[结果]从土地利用的角度构建了生态评价指标体系,建立了以像元为单位的生态评价定量化遥感信息模型。[结论]植被覆盖度因子对研究区生态评价的影响程度相对较大;在生态评价过程中本研究新建模型总体评价精度比传统方法提高了15%。