汶川地震灾区植被覆盖度变化与地形因子的关系

[目的]分析植被覆盖度变化与高程、坡度、坡向3种地形因子关系,为汶川地震灾区环境监测及修复、水土保持、灾害评估与防治等工作提供一定依据。[方法]通过构建汶川地震灾区像元二分模型估算植被覆盖度,分析植被覆盖度与地形因子之间的关系。[结果]高程小于3 000m的各高程带、各坡度带中平均植被覆盖度、高植被覆盖度减少,低植被覆盖度增加的比例均与高程、坡度呈负相关。高程低于500m,500~1 000m区域和坡度小于5°的区域其植被受地震影响大,恢复周期更长,截至2015年5月,尚未达到震前水平。各坡向区平均植被覆盖度,高、中、低植被覆盖度比例变化趋势较为一致,无明显差异,东、南、东南、北方向各等级植被覆盖度比例已达到震前水平。[结论]植被覆盖度与地形因子之间关系密切,植被覆盖的动态监测可以从地形变化出发。     

黄土山丘区植被覆盖变化分析

利用像元二分模型获取研究区植被覆盖度,并对其分级。针对不同等级植被覆盖度建立转移矩阵,研究其数量随时间的变化特征,并利用全局及局部莫兰指数对植被覆盖度的空间集聚状况进行分析,以期为该区植被恢复与保护工作提供依据。结果表明:（1）研究区平均植被覆盖度空间分布整体为中部低两侧高,北部高于南部,整体植被覆盖类型以低覆盖和中低覆盖为主;（2）1991-2010年,研究区裸地、高覆盖类型和中覆盖类型整体占比增加,中覆盖类型涨幅最大;低覆盖类型和中低覆盖类型整体占比减少,低覆盖类型减幅最大;（3）研究区植被覆盖度在1991-2000年退化趋势明显,2000-2010年植被状况转好,退化趋势得到遏制;（4）植被覆盖度的空间聚集情况随着时间的变化逐渐增强,且主要以高值簇和低值簇的形式分布,高值簇和低值簇的空间集聚区域随着时间的变化发生转移;（5）研究区应进一步加强对低植被覆盖区域的恢复力度。     

巴音布鲁克草原植被覆盖度估算的光谱模型及其应用

[目的]对新疆维吾尔自治区巴音布鲁克草原植被覆盖度进行初步划分,并对植被覆盖度等级分布进行分析,为防治该区草场退化工作提供理论参考。[方法]采用美国SOC_710便携式可见/近红外高光谱成像光谱仪,运用线性回归分析法,以实测归一化植被指数(SOC_NDVI)为媒介,建立MODIS/TERRA卫星的NDVI(MODIS_NDVI)与实测植被覆盖度(VC)之间的MODIS光谱估算模型,并对模型精度进行检验。最后,在模型反演结果上进行研究区植被覆盖度的划分与分析。[结果]MODIS光谱估算模型预测精度较高,标准误差为11.55%,总体预测精度达到88.92%。划分的5个植被覆盖度等级分别为:极高覆盖、高覆盖、中覆盖、低覆盖及极低覆盖。它们在研究区中所占比例分别为:18.87%,25.61%,31.28%,13.86%和10.38%。[结论]整体上,研究区植被覆盖度呈现出北部和西部高,东部低的趋势,中、高覆盖度区域所占比重较大,低、极低、极高覆盖度区域所占比重较小。     

岷江上游流域植被覆盖度及其与地形因子的相关性

[目的]研究岷江上游流域植被覆盖度随不同高程带、坡度带、坡向分布变化的特征及相关性,为该地区利用有利地形加强生态环境建设和防治水土流失提供依据。[方法]在GIS和RS技术支持下,利用Landsat-8OLI遥感影像和DEM数据提取植被覆盖度和地形因子进行叠加分析,构建统计样本定量分析植被覆盖度与地形因子间的相关关系。[结果]研究区总体植被覆盖情况良好,中度以上植被覆盖区占研究区面积75.0%,低植被覆盖区仅占15.2%。植被覆盖度随海拔高度和坡度的增加呈先增加后降低的趋势,在海拔2 500~3 000m和坡度25°~45°达到最大值;阳坡的植被覆盖度略大于阴坡。各地形因子对不同植被覆盖度的影响程度不同,低植被覆盖区受坡度影响较显著,极高度植被覆盖区受海拔高度影响较显著,其他植被覆盖区与地形因子的相关性无明显规律。[结论]岷江上游流域植被覆盖度与地形因子关系紧密,地形因子变化对生态环境有重要影响。     

基于Landsat影像的离子稀土矿区植被覆盖度提取及景观格局分析

离子稀土开采导致矿区植被退化和严重的生态环境问题,日益引起人们关注。采用23 a的Landsat系列影像作为数据源,以定南县岭北稀土矿区作为研究案例,对稀土开采扰动下的矿区植被覆盖景观格局变化进行分析。为提高分析的可靠性,以高分遥感影像获取的矿区植被覆盖度作为检验数据,比较森林郁闭度制图模型(forest canopy density mapping model,FCD)、像元二分法模型(dimidiate pixel model,DPM)和线性光谱混合模型(linear spectral mixture model,LSMM)对稀土矿区植被覆盖提取的准确性。结果表明:考虑了稀土矿区特有的裸露尾沙地光谱特征的三端元LSMM,具有更高准确性及普适性;景观格局动态分析表明矿区低植被覆盖和高植被覆盖度破碎化程度较低,集中连片趋势明显;低植被覆盖LPI(largest patch index)在4个年份相对较大,呈波动变化,主要为裸露的稀土矿点,与矿点复垦和扩张有密切关系,且单个矿点造成的植被破坏仍然较大;低植被覆盖度的AI(aggregation index)一直较高,而LPI相对高植被覆盖较小,主要为离子稀土以单个矿点小面积开采为主,矿点多而分散,导致对环境破坏更难治理;1999年后,随着稀土开采的规模化及开采工艺的改进,稀土开采成为矿区景观变化的最主要原因,在矿区总体生态环境改善的前提下,低植被覆盖区域主要集中在矿点及矿点周边,成为具有稀土开采特色的矿点景观分布模式。     

黄河源区玛曲县植被覆盖度及其气候变化研究

以MODIS—NDVI遥感数据为基础,利用像元二分模型对玛曲县2000—2010年的植被覆盖度进行估算,对植被覆盖度的时空变化特征进行分析,并探讨了植被覆盖度与降水量和气温之间的响应关系。结果表明:近10a来玛曲县植被覆盖度变化呈明显波动起伏且总体略有增加趋势,高植被覆盖度和较高植被覆盖度的数量变化剧烈,中植被覆盖度、较低植被覆盖度和低植被覆盖度分布相对稳定;不同等级植被覆盖度在各乡范围及基于地形特征的空间分布差异十分显著;在年际与生长季的变化水平上,气温与降水量都对植被覆盖度有影响,其中气温比降水量的影响更加显著。     

基于NDVI象元二分法的植被覆盖变化监测

研究了NDVI象元二分法计算植被覆盖度的精度,并对其适用范围进行了分析。利用2002年、2007年合肥市的TM数据,针对于城市地区的特点,选择合适的NDVIsoil 和NDVIveg,计算各自时相的植被覆盖度,然后采用差值运算方法得到该时段合肥市区植被覆盖度变化数据。对于合肥市来说,在研究时段,植被覆盖度总体呈下降的趋势,下降最为明显的是滨湖新区和包河工业区,下降值分别为16.7%和21.4%,植被覆盖的锐减是由于城市扩张造成的,是一个值得注意的生态问题。与航片调绘结果进行比较,NDVI二分法得到的植被覆盖度对于低植被覆盖区偏高,对于高植被覆盖的林区偏低,两个时相植被覆盖度差值可以消除部分系统误差的影响,具有更高的精度,可以作为植被覆盖监测的重要手段。     

基于RS与像元二分模型的近20 a宁夏植被覆盖研究

[目的]探讨近20a宁夏植被变化特征及其对气候的响应情况,为了解区域生态变化态势,评估生态工程成效提供理论基础和科学依据。[方法]利用1992,2000,2006和2012年的TM数据,基于植被指数估算植被覆盖度的原理,运用像元二分模型,对宁夏植被覆盖度进行遥感估算和动态监测。[结果]宁夏植被覆盖呈现南北好,中部差的空间分布特点;近20a来宁夏的植被覆盖度表现出明显的增加趋势,即低植被覆盖区的面积在逐渐减少,中、高植被覆盖区的面积增加了6 434km2,全区平均植被覆盖度提高6%,其中扬黄灌区及南部山区植被覆盖增加幅度较大。[结论]宁夏植被覆盖度的增加主要得益于近年来实施的一系列植被保护和生态恢复工程,而降水量的变化则是引起植被覆盖度年际波动的主要因素。     

1981—2012年黄土高原植被覆盖度时空变化特征

植被覆盖度是反映植被覆盖状况最直接的指标。基于1981—2012年的MODIS影像,采用像元二分模型反演黄土高原植被覆盖度,分析了黄土高原各省区、典型流域及土壤侵蚀类型区生长季(5—10月)的植被覆盖度时空动态变化。结果表明:1981—2012年期间,黄土高原生长季植被覆盖度由31%增加到50%,呈显著上升趋势,但各区域增长幅度不同。2001年之前,黄土高原植被覆盖度平均为36%,年际间以小幅波动为主;之后,该区生长季年平均植被覆盖度为41%,年际间呈显著增加趋势。按省区,河南省植被覆盖度增幅最大,陕西省次之,内蒙古、宁夏增幅不明显且覆盖度在20%左右波动。按典型流域,延河流域增幅最大,窟野河流域增幅最小。按土壤侵蚀类型,水力侵蚀区植被覆盖度增长较快,风力侵蚀区则变化不明显。按植被覆盖度构成,低覆盖度面积比例减少,高覆盖度面积比例增加,其中黄土高原丘陵沟壑区植被覆盖度增加趋势最为明显,植被恢复成效显著。     

黔中水利枢纽区植被覆盖度时空变化及驱动力分析——以平坝为例

植被覆盖度(FVC)对区域生态系统环境变化有着重要指示作用,利用2001年、2005年、2010年、2013年4期Landsat TM/OLI影像数据,基于像元二分模型,以黔中水利枢纽区平坝县为研究对象,得到了植被覆盖度时空变化规律,并探讨了植被覆盖度与地形起伏度、海拔、坡度和土壤类型等因子的响应关系,为县域水土保持研究提供科学理论依据。结果表明:(1)近13年平坝县植被覆盖度呈显著增加趋势,年增速为0.94%,其中2010年之前植被覆盖度呈持续增加趋势,年增速为1.72%,而2010年之后呈下降态势,年降速为-1.26%。(2)空间分布上,平坝县植被覆盖整体呈"西北高、东低"的分布特征,高值区包括齐伯乡、乐平乡和十字乡,低值区主要分布在高峰镇、马场镇和夏云镇;2001—2013年天龙镇植被覆盖度剧烈减少,马场镇和羊昌乡南部植被覆盖度剧烈增加。(3)平坝县植被覆盖度与地形因子的关系显示,植被覆盖度类型主要分布在地形起伏度80m梯度、海拔1 200～1 400m梯度和坡度25°梯度。(4)不同土壤类型的植被覆盖度变化分析结果表明:黄棕壤的平均植被覆盖度最高,为70.4%;水稻土的平均植被覆盖度最低,为42.9%;在各土壤类型区中表现为高植被覆盖度面积增加百分比最大,低植被覆盖度区域植被覆盖度面积减少百分比最大。     

植被分布对地表糙率影响

[目的]分析在植被淹没或非淹没状态不同植被覆盖密度影响下,地表糙率的变化规律与特征,为进一步研究植被对地表糙率的影响提供参考。[方法]试验以塑料棒模拟植被分布,模拟出不同密度,分别进行放水试验。[结果]在植被淹没与非淹没状态下地表糙率的变化不同,在非淹没状态时,地表糙率随着平均水深的增加呈减小的趋势,在淹没水深小时,地表糙率随着平均水深的增加而先增大后减小,而当淹没水深很大时,地表糙率趋向于一个稳定值。[结论]地表糙率取值随植被覆盖密度的增大而增大;同一下垫面情况下,不同的水流方向,地表糙率取值不相同。     

以地表温度-植被指数特征空间为基础基于MODIS数据进行土壤水分监测研究

Soil moisture has been considered as one of the main indicators that are widely used in the fields of hydrology, climate, ecology and others. The land surface temperature-vegetation index （LST-VI） space has comprehensive information of the sensor from the visible to thermal infrared band and can well reflect the regional soil moisture conditions. In this study, 9 pairs of moderate-resolution imaging spectroradiometer （MODIS） products （MOD09A1 and MODllA2）, covering 5 provinces in Southwest China, were chosen to construct the LST-VI space, and then the spatial distribution of soil moisture in 5 provinces of Southwest China was monitored by the temperature vegetation dryness index （TVDI）. Three LST-VI spaces were constructed by normalized difference vegetation index （NDVI）, enhanced vegetation index （EVI）, and modified soil-adjusted vegetation index （MSAVI）, respectively. The correlations between the soil moisture data from 98 sites and the 3 TVDIs calculated by LST-NDVI, LST-EVI and LST-MSAVI, respectively, were analyzed. The results showed that TVDI was a useful parameter for soil surface moisture conditions. The TVDI calculated from the LST-EVI space （TVDIE） revealed a better correlation with soil moisture than those calculated from the LST-NDVI and LST-MSAVI spaces. From the different stages of the TVDIE space, it is concluded that TVDIE can effectively show the temporal and spatial differences of soil moisture, and is an effective approach to monitor soil moisture condition.     

废弃采石场植被快速恢复研究

采石对植被破坏是毁灭性的,废弃采石场没有植被保护,极易产生水土流失。通过人工快速恢复植被是最有效防治水土流失,保护生态环境的途径。通过在不同立地条件下的不同整地方式和不同的植物组合形式试验,对比植物的成活率、盖度、年生长量和植株冠幅,确定出客土种植草木犀和苜蓿和客土30 cm栽植乔木能有效提高乔木成活率。     

河沟流域土壤水分空间变化及植被分布与生物量研究

 以河沟流域土壤含水量测定和植被调查为基础,综合分析了不同地貌与土地利用类型的土壤水分空间变化,以及植被群落、植物种分布和生物量的变化。认为:黄土残塬从塬中、塬坡、沟坡到沟底,土壤水分呈有规律的变化,从塬中到沟坡中上部,土壤含水量呈递减趋势,坡麓及沟底土壤含水量则最高,而阴坡土壤含水量明显高于阳坡;农耕地土壤含水量高于草地,林地含水量最低;植被分布和生物量,与土壤水分的空间分布有着密切的关系,基本呈正相关;植物对不同地貌部位的适应性不同,从而决定了植物分布与生长。通过综合分析,提出不同地貌部位植物的适应性评价表,为人工恢复植被的植物种选择提供参考,为流域治理和水土保持提供科学依据。     

模拟植被类型及空间配置对坡面流水动力学特性的影响

通过室内水槽模拟冲刷试验,研究缓坡坡降1.4%、流量0.6~1.8L/s、非淹没条件下,植被类型(柔性植被、刚性植被)和植被配置格局(棋盘状格局、长条状格局、带状格局)对坡面流水深、流速、流态、达西阻力系数等水动力学特性的影响,探究其规律。结果表明:(1)与裸坡相比,植被具有雍水缓流作用,水深雍高1.4~2.8倍,流速延缓31%~65%,植被格局较植被类型作用更为明显,其中柔性植被、带状格局雍水效果最好。(2)坡面流态指数m显示刚性植被、棋盘状格局条件下水流紊动性最强,而坡面综合指数k显示柔性植被、带状格局对水流作用更强。(3)各试验条件下,水流流型以过渡流为主,主要受单宽流量影响而与植被条件无关;裸坡条件下水流流态为急流,植被覆盖下为缓流,受单宽流量和植被类型影响较小,棋盘状和带状格局影响较大。(4)植被使坡面平均阻力系数较裸坡增加约2.9~20.5倍,缓流条件下阻流效果更好;植被类型较植被格局对阻力系数的影响更大,其中柔性植被和带状、棋盘状格局阻水效果更好,而沿程阻力系数变化显示带状具有明显的波动特性,棋盘状格局较为稳定,即水动力学条件更佳。     

地理信息技术支持下中国三峡典型区植被变化预测的试验研究

A computerized parametric methodology was applied to monitor, map, and estimate vegetation change in combination with ＂3S＂ （RS--remote sensing, GIS--geographic information systems, and GPS---global positioning system） technology and change detection techniques at a 1：50 000 mapping scale in the Letianxi Watershed of western Hubei Province, China. Satellite images （Landsat TM 1997 and Landsat ETM 2002） and thematic maps were used to provide comprehensive views of surface conditions such as vegetation cover and land use change. With ER Mapper and ERDAS software, the normalized difference vegetation index （NDVI） was computed and then classified into six vegetation density classes. ARC/INFO and ArcView software were used along with field observation data by GPS for analysis. Results obtained using spatial analysis methods showed that NDVI was a valuable first cut indicator for vegetation and land use systems. A regression analysis revealed that NDVI explained 94.5% of the variations for vegetation cover in the largest vegetation area, indicating that the relationship between vegetation and NDVI was not a simple linear process. Vegetation cover increased in four of areas. This meant 60.9% of land area had very slight to slight vegetation change, while 39.1% had moderate to severe vegetation change. Thus, the study area, in general, was exposed to a high risk of vegetation cover change.     

基于Landsat 8 OLI影像的延河流域土壤线提取及其应用研究

[目的]以延河流域为研究区,利用自动提取算法建立典型黄土的土壤线方程,为土壤调节植被指数的计算提供基本参数。[方法]基于Landsat 8OLI遥感影像,采用自动提取算法获取土壤线参数;分析归一化植被指数NDVI,土壤调节植被指数PVI,TSAVI,ATSAVI与实测盖度的相关性,探讨所构建的土壤线方程在黄土高原地区植被指数提取中的适用性。[结果]通过自动算法与常规方法对比发现两者偏差较小,且自动提取算法具有较高的精度和稳定性;各植被指数与实测盖度的相关性大小为:PVINDVITSAVIATSAVI,PVI为延河流域植被盖度反演的最优植被指数,NDVI次之,TSAVI与ATSAVI较差;与NDVI指数相比,PVI指数能够较好地抵抗土壤噪声的影响,对不同植被类型的敏感性较高,更适用于植被覆盖度较低的黄土高原。[结论]自动提取算法对延河流域土壤线的提取较为适用,所得参数适合于计算土壤调节植被指数。     

土壤种子库研究进展

在浏览国内外大量文献的基础上,从土壤种子库研究意义、国内外研究现状和目前研究的热点问题等方面论述土壤种子库的研究进展。针对目前土壤种子库研究的热点问题,主要从土壤种子库的分类、种子质量和种子休眠之间的关系、种子库的水平分布及种子库与地上植被的关系等方面进行讨论,指出其在遗传结构和扩散等研究内容及方法方面所存在的问题,并提出了相应的建议。     

西北地区植被恢复与建设的原则

 在分析植被建设工程存在问题的基础上,提出我国西北地区实施退耕还林、天然林保护、防沙治沙等工程的植被建设中需遵循8项原则:统一规划与协调一致的原则;建设多类型植被,以地带性植被为主的原则;建设手段采用人工与天然相结合,以天然为主的原则;保护、开发利用相结合,以保护为主的原则;充分利用种质资源,以乡土树种为主的原则;合理利用水资源,建设以免灌溉植被为主的原则;乔灌草相结合,以灌草为主的原则;多种繁殖材料相结合,以种子繁殖和天然“克隆”为主的原则。     

基于植物群落结构的水土流失植被因子指数研究

通过分析传统生态学盖度在指示植被防止水土流失功能的不足,以植被垂直结构中各个层次控制水土流失的机理为依据,提出结构化植被因子指数Cs这一新的指标,建立了植被因子指数模型并进行了案例分析。结果表明:油松和山杨群落中,林冠层、草被层及枯枝落叶层都是植被防止水土流失的关键层次,其盖度对于防止水土流失的作用权重分别为0.0150,0.591,0.394和0.0608,0.828,0.112。结构化植被因子指数考虑了群落结构中各层次的相对作用,并结合各层次的盖度来综合反映植被影响水土流失的作用,比传统的生态学盖度能更好地描述植被与土壤侵蚀的关系,是一种理想的植被因子指标。