基于MODIS的中国天山中部北麓植被动态变化

【目的】本文以天山中部北麓为研究区,利用空间分辨率250 m、16 d合成的植被指数产品(MODIS13QI),计算2000-2017年期间研究区年度、春季、夏季和秋季的植被覆盖度。【方法】通过运用差值分析法研究近18年中国天山中部北麓植被覆盖时空变化特征,同时结合变化趋势定量评价模型对年度和季度植被覆盖面积进行评价。【结果】天山中部北麓植被覆盖特征空间上表现为由北部-中部-南部逐渐增加;植被生长空间变化强烈程度表现为由夏季-秋季-春季逐渐降低;年度植被覆盖度动态变化定量评价中,退化程度表现为:夏季春季秋季;年度退化区占全区面积的0.27%;-0.1～0.1的稳定区为:春季秋季夏季、年度稳定区面积占全区的84.46%;大于0.1改善区为:夏季秋季春季、年度的改善区面积占全区的15.27%。无显者的变化呈现为:春天夏天秋季、年度无显者植被面积为64.39%;明显增加趋势:夏季秋季春季、年度明显增加面积占全区的29.13%。【结论】通过定量评价植被覆盖时空变化情况,定义了R值及其对应的植被变化程度,季度植被覆盖面积减少强到弱呈现为:春季秋季夏季;探究研究区年度、季度的植被动态变化,为天山中部北麓的植被和生态环境保护提供一定的理论依据和数据支撑。     

南海及周边地区春季海温年代际变化特征及其对印度太平洋地区气候的可能影响

为研究全球变暖背景下南海及周边地区春季气候主要特征、形成机制、季节变化趋势,利用经验正交函数(EOF)分解、线性倾向估计、滑动平均和相关分析等方法分析年代际背景下南海及周边地区春季海温主要模态及其对印度—太平洋地区同期春季气候的可能影响。结果表明,南海及周边地区春季海温异常呈现2种模态,第一模态为全区一致增暖,第二模态为北部冷而南部暖。第一模态海温分布受全球变暖影响显著,春季菲律宾海地区出现异常反气旋环流,副热带高压西侧加强,印度洋海盆在前一年冬季的一致增暖预示着次年春季南海及周边地区春季海温的一致增暖;第二模态受前一年冬季太平洋La Ni?a事件影响明显,南海海温异常在东亚沿岸激发出位势高度场正负相间的波列分布。第一(二)模态南海及周边地区降水呈现北涝(旱)南旱(涝)分布型。春季南海及周边地区海温异常将对印度—太平洋沿岸地区春季及夏季气候产生显著影响。     

山西省临汾地区最低气温变化特征

利用临汾地区近53 a,17个站点的观测资料,通过多种方法研究了临汾地区最低气温变化特征,得到以下主要结论:通过考察各个站点的变化趋势发现,临汾地区中南部的温度上升趋势最明显,这种上升趋势在夏季最为显著,春季、冬季次之,在秋季则不明显;通过EOF分析发现,临汾地区17个站点各季节最低气温具有全区一致的变化特征,各个季节第一模态的方差贡献率均超过了80%;通过对第一模态时间系数序列的分析发现,临汾地区最低气温呈现上升趋势,并以夏季的上升趋势最为显著,其气候突变发生在1994年;临汾地区最低气温具有3 a、8 a的变化周期。     

1979—2010年黑龙江省夏季降水异常特征及成因分析

根据黑龙江省27个气象观测站1979—2010年夏季降水的月平均资料,采用趋势分析、EOF分析和一元线性回归分析等统计方法,对黑龙江省30年来夏季降水的时空变化特征,与环流、海温的相关关系及其异常机理进行了研究。结果表明:黑龙江省夏季降水主要集中在中部地区,东南夏季降水相对较少,且从中部向西北和东南有递减趋势。通过EOF分析,从第一模态可以看出,黑龙江地区基本呈现全区一致变化趋势;而第二模态则表现出黑龙江南北的距平分布呈现反向分布的特征,黑龙江省夏季降水异常与海温有着一定的联系。第一模态表明黑龙江省夏季降水与前期冬季中纬度太平洋呈正相关,与中纬度大西洋呈负相关;第二模态黑龙江省夏季降水南北反向变化与海温的关系不大。     

1956—2015年我国春季气温时空变化特征分析

利用EOF方法对我国春季气温进行分析,结果表明,春季气温有4种典型分布,分别为"南北型""东西型""全国一致型""区域型",方差贡献率分别为43.1%、10.8%、9.7%、6.3%。"南北型"分布特征为气温由北低南高转变为北高南低;"东西型"分布特征表现为以2年为周期,从西至东气温的偏高与偏低交替出现;"全国一致型"分布特点为全国春季气温同步升高或降低且经历了2次突变;"区域型"主要体现在我国西部地区,西部春季气温南北反相振荡。     

六盘山植被覆盖度的变化及其与气温降水蒸发量的关系

使用1982～2005年的NDVI资料和气象观测资料,将NDVI资料换算成覆盖度,分析六盘山植被覆盖度的变化情况及其与温度、降水和蒸发量的关系。结果表明,六盘山的植被覆盖度一直处于波动状态,这种波动主要是由于气候原因引起的;植被覆盖度增加或减少的季节性的明显差异,与天然草原植被恢复和退耕还林草工程有关;降水对六盘山北部各季节的植被生长影响很大,对中部则只是在春季影响较大,在南部降水已不是影响植被生长的限制因素;气温的变化对六盘山北部植被生长影响很小,对中、南部春季和夏季植被的生长影响较大,其中春季为正相关,而夏季则为负相关;蒸发量对六盘山各区域覆盖度的影响较为一致,春、夏季蒸发量与夏季植被覆盖度呈负相关,而冬季蒸发量与冬季植被覆盖度呈显著的正相关。     

云龙县近40年来气候变化分析

该文采用云龙县气象观测站1977—2016年的平均气温、平均最高气温、平均最低气温和降水量气象资料,运用统计学方法,对云龙县近40a的气候变化特征进行了分析.结果表明:(1)云龙近40a年平均气温呈上升趋势,20世纪80年代至21世纪初年平均气温、春季、夏季、秋季、冬季年平均气温年代际变化呈上升趋势.(2)云龙近40a年平均最高气温呈上升趋势,20世纪80年代至21世纪初年平均最高气温、春季、夏季、秋季、冬季平均最高气温年代际变化呈上升趋势.(3)云龙近40a年平均最低气温呈上升趋势,20世纪80年代至21世纪初年平均最低气温、春季、夏季、冬季平均最低气温年代际变化呈上升趋势,秋季平均最低气温年代际变化呈下降趋势.(4)云龙县近40a降水量变化趋势呈"∩"型,2009—2015年连续7a降水为负距平,属于连续干旱年份.20世纪80年代至21世纪初年降水、夏季、秋季、冬季、干季、雨季降水年代际变化整体呈现出"增加–下降"趋势.     

Analysis on Temporal-spatial Distriboution and Change Trend of the Temperature in Beibei District

[目的]分析北碚区气温时空分布及变化趋势.[方法]利用北碚地区6个地面气象观测站1951～2010年气温观测资料,运用EOF、线性趋势等分析方法对北碚区近60年来气温的时空分布及变化的主要特征进行分析,揭示该地区气候特征.[结果]近60年北碚区气温总体呈上升趋势,平均增温速率为0.045℃/10a,其中秋季增温最为明显,而夏季呈减温趋势;1～7月平均温度呈逐渐升高趋势,8～12月呈逐渐降低趋势;从空间分布来看,全区气候呈现西部地区温度较高、中部较低的分布状况;全区平均温度异常空间分布主要有全区一致偏高(低)型、南北反向型和东西反向型.[结论]该研究为有效防灾减灾提供理论依据.     

北碚区气温时空分布及变化趋势分析

[目的]分析北碚区气温时空分布及变化趋势。[方法]利用北碚地区6个地面气象观测站1951～2010年气温观测资料,运用EOF、线性趋势等分析方法对北碚区近60年来气温的时空分布及变化的主要特征进行分析,揭示该地区气候特征。[结果]近60年北碚区气温总体呈上升趋势,平均增温速率为0.045℃/10a,其中秋季增温最为明显,而夏季呈减温趋势;1～7月平均温度呈逐渐升高趋势,8～12月呈逐渐降低趋势;从空间分布来看,全区气候呈现西部地区温度较高、中部较低的分布状况;全区平均温度异常空间分布主要有全区一致偏高(低)型、南北反向型和东西反向型。[结论]该研究为有效防灾减灾提供理论依据。     

基于MODIS的宁夏植被覆盖时空变化特征分析

以2000—2015年宁夏回族自治区NDVI数据及高程数据为基础,采用趋势分析、变异系数、GIS空间统计等方法,分析宁夏近年来植被覆盖时空分布及变化特征.结果表明,从年际变化情况看,近16年来宁夏植被覆盖整体呈缓慢增长趋势,NDVI值增速为0.008/10年,其中固原市增速最高;从月际变化情况看,宁夏植被覆盖表现为冬春季低,夏秋季高,呈先增加后减少的趋势.近16年来宁夏全区年均NDVI值为0.37,植被覆盖整体处于中低水平,中低覆盖地区面积占比达到70.39％;从地域分布来看,表现为南北植被覆盖高,中部地区植被覆盖低;高程方面,植被覆盖随着高程增加呈现"降低—升高—降低"的变化趋势,其中2400～<2700 m海拔范围内植被覆盖最高.近年来宁夏植被覆盖整体维持稳定且有所改善,植被覆盖呈改善趋势的区域占比为50.17％,其中南部黄土高原地区植被覆盖改善最明显,城镇地区植被退化较严重.宁夏植被覆盖变异系数介于0.002～0.651,整体呈现中高波动态势,中高波动区域占比达到57.88％.     

黑龙江省伏旱评估

根据水分平衡原理,利用旱涝系数对黑龙江省1961～2009年伏旱进行了评估。结果表明:1961～2009年黑龙江省伏旱年共10 a,其中6 a为重伏旱年,3 a为特重伏旱年,最重的是1982年,其次是2007年,再次是2000年;1961～1999年伏旱年和重伏旱年有明显的周期变化,伏旱年每10 a中出现1～2 a,重伏旱年为39 a中出现1 a,即每10 a出现0～1 a;从年代变化分析,自2000年以来伏旱发生频率明显增多,范围明显扩大,灾情加重;伏旱存在明显的地域分布,松嫩平原西部为黑龙江省的伏旱易发区,松嫩平原中部、黑河大部分地区、三江平原北部为黑龙江省的伏旱次易发区,其它地区为伏旱不易发生区。     

基于GIS技术对辽宁不同时期热量资源空间变异特征的分析

利用ANUSPLIN插值软件和GIS空间分析技术对辽宁不同时期≥0℃和≥10℃的积温、初日、终日及持续日数的气候平均值进行空间拓展。研究表明,积温值地区间最大相差900℃·d以上,以环渤海为中心的高值区北界向北扩展,增大60℃·d以上,辽西和东部山区的低值区范围都不同程度缩小,积温减少,中间过渡值各区域北界略向北推。初日地区间最大差值超过15d,大连和辽西南部最早,且提前2d左右,东部山区大部最晚,延后1d左右。终日地区间最大差值超过12 d,辽宁北部和东部山区西侧为主要的提前地区,其他大部地区都向后延迟,一般延后1d左右。持续日数地区间最大差值超过30 d,高值中心由环渤海大部地区向中部平原和辽西中部扩展,延长3～4d,辽西和东部山区的低值区域略有收缩,其持续日数略有减少。     

关中地区植被覆盖变化及其对气候因子的响应研究

基于1999-2010年SPOT NDVI数据,采用NDVI均值法、趋势分析法以及相关分析法对关中地区植被覆盖时空变化及其与气温和降水的关系进行分析。结果表明:关中地区大部分区域植被覆盖良好,其中秦岭北坡NDVI值最高,城市中心区NDVI值最低,1999-2010年间年均NDVI值在整体上呈上升趋势,增速为5%/10a;植被覆盖轻度改善的区域面积占关中地区总面积的70.39%,基本不变区域占24.77%,表明关中地区植被覆盖呈稳中有升的趋势;关中地区植被覆盖变化对气温、降水量的响应良好,大部分区域呈现正相关性。     

Effect of maize sowing area changes on agricultural water consumption from 2000 to 2010 in the West Liaohe Plain,China

The West Liaohe Plain is located in the eastern Inner Mongolia, known as the golden maize belt in China, where maize acreage has continued to rise in recent years. Water is the main limiting factor for maize production in the region, therefore, this study calculated the effect of maize sowing area changes on agricultural water consumption in the West Liaohe Plain in 2000, 2005 and 2010, based on remote sensing and meteorological data. Maize remote sensing classification was constructed based on moderate-resolution imaging spectroradiometer, normalized difference vegatation index(MODIS NDVI) data. Then the maize sown area and water requirement and irrigation water resources were investigated. Finally, the effect of the maize sowing area changes on agricultural water consumption in the West Liaohe Plain was systematically analyzed in 2000, 2005, and 2010. The results showed that maize sown areas rose from 2000 to 2010 and were concentrated in the center of the West Liaohe Plain. Average per unit maize water deficit amount also increased in an uneven distribution, increasing from the south, east and north to the center and west of the West Liaohe Plain. The per unit area maize water deficit increased from 2000 to 2010, and reached 266 mm in 2000, 272 mm in 2005 and 273 mm in 2010, respectively. And the study concluded that water deficit during the whole growth period of maize in the West Liaohe Plain was defined by a single peak curve. The maize water requirements increased with maize sowing area changes from 2000 to 2010, and the maize water requirements increased from 0.89 billion m~3 in 2000 to 1.19 billion m~3 in 2005, and 1.21 billion m3 in 2010.     

基于3S技术的东洞庭湖湿地植被的分布与适应性分析

利用2010年环境一号卫星影像提取东洞庭湖湿地植被分布图,依据同时期的MODIS13数据合成增强植被指数（EVI）年最大值图与年平均值图,结合东洞庭湖高程,讨论东洞庭湖湿地植被及其生物量空间分布,并从水文因素及植被生长特性等方面分析其原因,推论出芦苇与湖草等植被的最适宜生长区域.结果说明,东洞庭湖植被及其生物量分布与高程及水环境有很大的相关性,在高程30 m以上且远离水域区域,主要生长着对水分要求不高的防护林;芦苇适合生长在27 m高程以上且靠近水域的区域,湖草适合生长在高程为23~27 m间的区域.     

黑龙江水稻冷害Ⅴ冷害的空间分布规律

基于黑龙江省稻作区1961-2006年每年7月10日-8月10日逐日平均气温、5-9月逐月平均气温资料,采用气候统计方法,分析了延迟型冷害和障碍型冷害发生的规律和空间变化特征。结果表明：1961-2006年间,在黑龙江省稻作区,延迟型冷害发生频率由北向南减少,北部地区为延迟型冷害最易发生的地区,牡丹江半山区为延迟型冷害较易发生的地区,三江平原地区为延迟型冷害易发生的地区,松嫩平原地区为延迟型冷害轻发生地区。黑龙江省北部稻作区、东部稻作区和中部稻作区为障碍型冷害重发区,南部稻作区为中等发生区,西部稻作区为轻发区。     

乌鲁木齐主要植被类型及其分布

乌鲁木齐地处高寒干旱的亚欧大陆腹地,有着较为丰富的干旱区野生植物种质资源。研究其植被类型对了解乌鲁木齐自然植被现状、植物多样性以及荒漠植物对不同环境的抗逆能力有着重要的指导意义。在野外调查的基础上,结合有关文献和植物标本资料,对乌鲁木齐主要植物类型进行了分类。以乌鲁木齐辖区内自然植被为研究目标,遵循群落学一生态学原则,将乌鲁木齐地区自然植被划分为7个植被型组、15个植被型和84个群系,并对各群系分布和不同类型植被特点进行了描述。     

华北平原不同施氮量与施肥模式对作物产量与氮肥利用率的影响

合理施肥是保证作物高产、减少面源污染的重要措施，以华北平原为研究区域，基于7个长期施肥试验，探讨不同施氮量及施肥模式（不施肥CK、化肥NPK、有机肥M、有机无机配施NPKM）对作物产量及氮肥利用率的影响。结果表明，作物产量与施肥量之间整体呈抛物线趋势，作物产量最高值均出现在NPKM处理。不同施肥模式对作物产量有一定影响，NPKM与NPK处理小麦产量无显著差异，且显著高于M、CK处理；NPKM、NPK、M处理玉米产量无显著差异，均显著高于CK处理。氮肥利用率随着施氮量增加呈下降趋势，不同施肥模式对氮肥利用率有一定影响，小麦季NPKM与NPK处理氮肥利用率无显著差异，且高于M处理，玉米季NPKM、NPK、M处理之间氮肥利用率均无显著差异。综合分析施氮量与有机肥替代率两因素对小麦产量的影响，在华北平原，利用有机肥替代化肥潜力可观，且不会显著降低作物产量，甚至增产，但为避免显著减产，在考虑提高有机肥替代率时，需要满足总施氮量的需求。     

松嫩平原农情遥感监测系统的设计与实现

利用MATLAB语言进行可视化设计出松嫩平原农情遥感监测系统,客观地对松嫩平原农作物生长状况的历史数据进行评估和实时监控。松嫩平原农情遥感监测系统主要功能为农作物长势监测(NDVI、VCI、MVCI、RMNDVI、RPNDVI)和自动化提取农作物(玉米、水稻、大豆)等松嫩平原重要粮食作物遥感信息,同时对3类地表(湿地、林地、草地)等分类。该监测系统解决了松嫩平原植被遥感信息提取研究中需要处理大量影像数据的问题,为未来研究松嫩平原植被特征变化和规律提供了非常好的技术支持;也可以应用于其他区域和影像数据研究中,具有稳定性好、处理数据速度快、分类精确度高的特点。     

Mapping Spatial and Temporal Variations of Leaf Area Index for Winter Wheat in North China

Leaf area index(LAI)is an important parameter in a number of models related to ecosystem functioning,carbon budgets,climate,hydrology,and crop growth simulation.Mapping and monitoring the spatial and temporal variations of LAI are necessary for understanding crop growth and development at regional level.In this study.the relationships between LAI of winter wheat and Landsat TM spectral vegetation indices(SVIs)were analyzed by using the curve estimation procedure in North China Plain.The series of LAI maps retrieved by the best regression model were used to assess the spatial and temporal Variations of winter wheat LAI.The results indicated that the general relationships between LAI and SVIs were curvilinear,and that the exponential model gave a better fit than the linear model or other nonlinear models for most SVIs.The best regression model was constructed using an exponential model between surface-reflectance-derived difference vegetation index(DVI)and LAI,with the adjusted R2(0.82)and the RMSE(0.77).The TM LAI maps retrieved from DVILAI model showed the significant spatial and temporal variations.The mean TMLAI value(30m)for winter wheat of the study area increased from 1.29(March 7,2004)to 3.43(April 8,2004),with standard deviations of 0.22 and 1.17,respectively.In conclusion,spectral vegetation indices from multi-temporal Landsat TM images can be used to produce fine-resolution LAI maps for winter wheat in North China Plain.