基于ANN的洞庭湖区生态承载力预警研究

生态承载力预警是判定生态系统可持续承载的重要依据。利用状态空间法和人工神经网络模型对洞庭湖区生态承载力进行预警分析,结果表明:(1)景气预警上,洞庭湖区2001~2010生态承载力整体上处于中警状态,反映出湖区生态、资源、环境与社会经济发展的协调性较差,生态系统可持续性较弱。洞庭湖区17个区域单元生态承载力出现了重警、中警和轻警三种状态,2001年、2005年和2010年3个年份的区域差异及变化相当明显。(2)景兆预警上,2015年洞庭湖区生态承载力接近轻警状态,可持续承载能力由弱可持续向可持续转变;相比2010年,17个区域单元的重警和中警比重分别下降了33.3%和18.2%,轻警比重上升了100%,体现了洞庭湖区国民经济和社会发展"十二五"规划纲要和环境保护"十二五"发展规划合理,生态环境保护和修复计划有效,生态调控措施得力。(3)利用BP神经网络模型可以科学地预测预报生态承载力未来发展趋势,判定区域经济、社会和生态的可持续性;模型的应用可靠可行,预警结果可以为区域生态系统的可持续发展提供科学依据。     

洞庭湖区植被景观格局数字化图的编绘

为探讨洞庭湖地区的植被景观类型分布特征,采用手持GPS测绘了洞庭湖纯湖区湿地植被景观斑块边界与属性,用分解森林资源分布图上图斑的方法转换周边丘陵低山区植被景观格局的斑块边界与属性,根据景观生态学原理和景观制图要求,采用M apG is软体编绘了洞庭湖区3 965 957.201 hm2的1∶25万植被景观格局数字化图,建立了属性数据库.根据图和数据库分析,洞庭湖地区植被景观具有聚集分布特点:北中部以作物植被和湿地植被景观为主;东南部以油茶林景观为主;西南以楠竹林为主;西面以杉木林景观为主;其他植被景观呈镶嵌状分布.在植被类型景观不同分布区,斑块和底质异质互换.植被景观格局数字化图具有可视、联动、精度高、使用方便等特点.     

重庆市县域经济发展水平时空演变及影响因素分析

利用探索性空间自相关分析方法(ESDA)和统计分析,在Geoda和ARCGIS软件的支持下,以人均GDP为指标进行研究,对2004~2015年重庆市县域经济发展水平的时空格局演化和成因进行了分析。结果表明:从2004~2015年重庆市县域经济发展水平的时间差异十分显著,通过计算标准差和变差系数得出,绝对差异从4445到20156,极化现象明显,相对差异从0.59到0.47,相对差异不断缩小;空间上呈现集聚特征;自然条件、人文因素、产业结构、县域农村居民收入差距拉大为县域经济水平主要影响因素。     

典型岩溶湿地流域生态脆弱性演变及突变特征

以典型发育的岩溶地貌—普者黑流域为研究区,利用遥感和地理信息技术,基于层次分析法和生态脆弱性综合评价方法,对2006—2015年普者黑岩溶湿地流域生态脆弱性进行分析,在此基础上对10年间的生态脆弱性时空演变过程及突变特征进行评价。结果表明:2006—2015年普者黑岩溶湿地流域生态脆弱性综合指数逐渐减小,生态脆弱性等级综合表现为中度脆弱;流域生态脆弱性时空分布格局较为散乱,极度脆弱区由普者黑流域下游向上游转移。2006—2015年普者黑流域生态环境熵值发生了多次突变,第2阶段(2009—2012年)的突变特征值>第1阶段(2006—2008年)突变特征值>第3阶段(2013—2015年)突变特征值。自然因素和社会经济因素的叠加作用是研究区生态脆弱性变化的原因,而土地利用类型、景观格局、污染净化和经济发展等为主要驱动因素。     

武汉市城区空气颗粒物PM_(2.5)和PM_(10)时空特征及与气象条件的关系

指出了深入了解大气颗粒物浓度的时空变化格局,对于大气污染防治、预警预报等具有重要理论和实践意义。结合2015年1月至2015年12月武汉10个监测站点每小时PM_(2.5)和PM_(10)浓度数据和气象数据,研究了武汉市城区大气颗粒物浓度时空分异特征及与气象环境条件的关系。研究结果表明:武汉市城区PM_(2.5)和PM_(10)浓度均呈现出西部最低、东部居中、中部高低斑块状分布的空间格局。时间上各城区均呈现颗粒物浓度随着月份变化先降低后升高,1月份最高,7月份最低,且浓度呈现夏季秋季春季冬季的变化规律。相关性分析表明,武汉市城区大气颗粒物浓度时空变化特征与降水量、气温等气象因子呈现出显著负相关关系,与风速关系不显著。     

基于Google Earth Engine平台的大湄公河次区域2001—2019年植被NPP时空变化分析

为探明大湄公河次区域植被净初级生产力(NPP)时空变化特征,基于Google Earth Engine(GEE)云计算平台,利用MOD17A3HGF NPP时序数据,采用线性趋势分析方法,分析了2001—2019年大湄公河次区域植被NPP的时空变化特征。结果显示:(1)2001—2019年间大湄公河次区域植被NPP总体较高,植被NPP年均值整体上变化趋势不显著,变化波动较大,且与年均温度有显著的负相关性;(2)大湄公河次区域植被NPP年均值具有较明显的空间分异性规律,大体呈中部高,南、西南部略低的状态,与其主要河流流域有着重要的联系;(3)植被NPP变化趋势呈现基本不变、轻微改善的特征,改善区域主要位于中国云南省与广西,轻微退化区域主要位于老挝中部和缅甸北部;(4)GEE云平台解决了本地平台数据下载与存储不便等问题,整个大湄公河次区域植被NPP时空变化的数据处理在10 min内完成,GEE云平台在大范围、长时间尺度的研究中体现出了强大的优势。     

榆林市景观生态风险动态变化分析

以陕西省榆林市为研究区,以2000年、2015年土地利用数据为基础,将研究区划分为耕地、林地、草地、水域、城市建设用地、未利用地6类土地利用类型,基于景观干扰度与景观脆弱度构建生态风险评价模型,对榆林市景观生态风险时空分异进行了研究,得到了如下结论:耕地、草地为榆林市主要土地利用类型;研究期间耕地面积减少,林草地面积增加;建筑用地增加率达到400.78%。榆林市2000年景观生态风险呈现中东部高,西部较低的空间分布格局,Ⅲ级风险以上面积达82.28%;2015年I级风险核心增加,面积增加至11.24%,V级风险被I级风险切断,面积减少至16.80%;榆林市景观生态风险值分别为0.1371、0.1355,风险值下降1.18%,区域生态风险整体上呈下降趋势。     

甘肃省NDVI时空演变特征及其与区域气候的响应

利用2001—2015年的MODIS-NDVI遥感数据,基于ENVI和Arc GIS空间分析技术定量探讨甘肃省的植被覆盖在研究期内的时空变化特征。按自然地理区域将甘肃省分为3个部分,与同期的气温、降水数据相结合,研究植被覆盖变化与区域气候之间的响应关系。结果表明:1)2001—2015年间,甘肃省整体植被覆盖以每年0.004 1的速率呈上升趋势,表明在研究期内甘肃省的植被覆盖有所改善,但在空间上存在明显的差异性;2)2001—2015年甘肃省的年降水量呈下降趋势,年平均气温呈上升趋势,但变化速率都较低,表明研究期内甘肃省的干热化趋势有所缓和:3)植被覆盖与降水呈正相关,与温度呈现负相关,在区域尺度上降水对植被覆盖影响要大于温度。     

基于温度植被干旱指数的湖南省林地干旱反演研究

湖南省森林资源丰富,森林覆盖率达47.77%,但森林资源质量不高,抗逆能力较差;旱灾和因旱灾引发的次生灾害可能会成为湖南林业发展的最大威胁。以MODIS数据为数据源,提取林地干旱遥感监测因子的植被指数(NDVI)与地表温度(LST),利用温度植被干旱指数(TVDI)模型,并进行湖南省2013—2015年森林植被生长季的林地干旱反演,分析得到2013年湖南全境林地旱情从3月到8月发生不同程度的加重的现象,生长季前期干旱区域分布在湘南,湘西北地区出现干旱的程度较低;生长季后期洞庭湖区及湘中地区干旱程度较为严重。进一步反演2014年和2015年每年3—5月林地干旱时空分异特点,在时间尺度上,2015年3—5月旱情有逐月加重趋势,与2014年相比,其同比月份的干旱程度较高。在空间分布上,旱情较为严重的区域多分布在湘南和湘中的局部区域。将2013年8月湖南省气象局发布的干旱等级监测数据,与依照干旱反演得出的TVDI值所确定的干旱等级进行比较,干旱等级的一致率达81.4%,由此,随着湖南省卫星减灾应用工程不断完善,可以成为林地干旱监测预警的有效实现途径之一。     

2000—2013年阿勒泰地区植被覆盖变化研究

基于2000—2013年的MODIS NDVI数据结合气象数据资料,采用趋势分析法、相关分析法等,探究阿勒泰地区生长季植被覆盖的时空变化以及与气候因子之间的关系。结果表明:1)2000—2013年间,阿勒泰地区植被覆盖呈现出北部区域的植被NDVI值高于南部区域,山地、河流区域植被NDVI值高于荒漠地区的分布格局;2)植被NDVI变化存在空间差异性,表现为中部和南部部分地区植被增加,北部地区植被减少;3)植被NDVI整体呈现出微弱的上升趋势,增长幅度为每10年增长0.002,在生长季4—9月中,各月的NDVI变化趋势存在差异性,全球变暖导致冰雪融水和降水量的增加是阿勒泰地区植被覆盖增加的主要原因;4)年均NDVI与气温的相关系数高于降水,并且生长季各月的NDVI与前1~5个月的气温、降水存在一定的滞后性。     

北京边缘地区人居林结构、动态变化及生态效益初步分析——以牛栏山-马坡镇为例

【目的】研究人居林结构、动态变化及其所提供的生态效益,为未来农村发展和生态文明建设提供参考。【方法】基于实地抽样调查方法,获取2015年牛栏山-马坡镇人居林结构特征,包括不同类型人居林树种生长指标,不同类型人居林科、属、种情况统计,人居林优势科、属、种分析等。利用高分影像,目视解译2001、2015年人居林树冠覆盖空间格局。采用i-Tree模型,根据实地调查林木信息,计算牛栏山-马坡镇人居林生态效益。【结果】1)2015年研究区人居林共有25个科37个属68个种,其中庭院林科、属、种最多,农田林网科、属、种较少;优势科类以豆科最多,胡桃科、柿树科相对较少;优势属以槐属最多,柿属相对较少;人居林个体数量以国槐最多,毛白杨相对较少。2)2015年相比2001年,人居林树冠覆盖总面积增加842.64 hm~2,增加地区主要分布在中部和东部区域且大斑块增加明显,其中苗木基地林增加最多。14年间人居林树冠斑块从2001年的108 53块增加到2015年的13 048块,平均斑块面积由原来的每块0.04 hm~2增长到0.1 hm~2,除道路林平均斑块面积减小外,其他人居林平均斑块面积均不同程度增大。3)2015年牛栏山-马坡镇人居林碳储量为36 973.77 t,年固碳量为1 325.70 t,年暴雨径流削减量为121 401.56 m~3,年释氧量为3 418.07 t,年清除大气污染物总量为52.36 t。【结论】1)北京市边缘区人居林主要以乡土树种为主,共包含25个科37个属68个种。2)2001—2015年14年间,随着城镇化发展人居林面积并没有减少,反而增多,其主要源于苗木基地林的增加。3)人居林为牛栏山-马坡镇提供了大量生态效益,主要包括固碳释氧、暴雨径流削减和清除污染物等。今后,该地区人居林建设仍要以乡土树种为主,增大人居林平均斑块面积并增加其树冠覆盖总面积,提高生态效益。     

黑龙江省大庆地区景观格局变化及其生态影响研究

基于大庆地区1978、1988、1992、1996、2001年5个时段的MSS和TM影像,获取20 a来不同时期的土地利用景观变化信息,以G IS技术为数据集成分析平台,选取面积比重、平均斑块面积和斑块数量等来分析大庆地区的景观结构变化特征;采用破碎化指数、形状指数、多样性、优势度和均匀度等景观指数分析大庆地区的景观异质性变化;引用特定转移过程贡献率计算研究区内各时段景观格局指数和景观组分转移贡献率,分析土地利用的景观格局特征及其演变。结果表明：草地退化,湿地萎缩和功能减退,沙化和盐碱化日趋严重等生态过程,是大庆地区土地利用变化的景观生态过程响应,恢复与建设生态脆弱的资源型城市的景观生态系统,须对景观尺度上的土地利用方式进行合理的调控。     

湖南省国家湿地公园发展状况及空间分布格局

选取湖南省32家国家湿地公园样本,利用地理统计模型和GIS空间分析方法,对湖南省国家湿地公园发展现状和空间分布特征进行了分析。结果表明:(1)湖南省国家湿地公园发展迅速,其获批试点的国家湿地公园数量达32家,位居全国第3位;(2)湖南省国家湿地公园空间分布不平衡,总体上集中分布在环洞庭湖区域,呈现"东北多,西北少,西部和南部较多,中部较少"的格局;从地市分布看,处于前4位的常德、邵阳、益阳和岳阳数量占到全省的50.0%,而娄底和湘潭仅占全省的1.55%,张家界没有国家湿地公园;从三级流域看,主要分布在洞庭湖环湖区、湘江衡阳以上、湘江衡阳以下;(3)湖南省国家湿地公园分布的热点区域为环洞庭湖区域,在环洞庭湖的东南部和西北部各形成1个高密度热点区;(4)湖南省国家湿地公园主要分布在海拔40 m以下的区域,与湖南省湿地资源沿海拔的分布情况大体一致;(5)单位国土面积拥有国家湿地公园数量较多的地市分别是益阳、岳阳、长沙和常德,每百万人拥有国家湿地公园数量最多的地市是益阳,相关分析表明国家湿地公园与国土面积相关性不高(r=0.52),但与人口总数相关性相对较高(r=0.78),说明人口越密集的区域,人民群众对国家湿地公园的需求越来越强烈。     

基于MODIS的南四湖植被覆盖变化的时空特征研究

湿地植被的时空变化研究是陆地生态系统对全球变化响应研究的重要内容之一。利用2000—2015年的中分辨率成像光谱仪(MODIS)16天合成的植被指数数据(NDVI和EVI)作为植被覆盖的指标,采用基于像元的线性趋势分析和稳定性分析方法研究了南四湖湿地植被覆盖的时空演变和稳定性格局特征,并结合气象数据和相关资料分析了控制植被覆盖变化的主要因素。结果表明:1)南四湖湿地植被覆盖度受景观格局控制,呈现由湖岸向湖心减小的带状分布特征。2)南四湖植被覆盖变化具有阶段性特征。2000—2003年生长季植被覆盖度处于较高水平,2004—2006年处于较低水平,之后波动变化;植被覆盖年内变化呈双峰特征,尤其在下级湖。3)湿地的水陆交错地带植被覆盖下降趋势明显,植被指数平均每10年减少0.1~0.3,其他区域植被覆盖略有上升。4)植被覆盖的稳定度亦呈现以湖心为中心的环带状特征,由湖心到湖岸植被的稳定性逐渐增高。5)植被覆盖度的变化与区域降水导致的湖泊水位变化关系密切。除去极端降水的2003年,年降水量与湿地植被指数呈显著负相关关系(P<0.05),相关系数分别为-0.60(NDVI)和-0.66(EVI)。作为南水北调东线工程重要的水利枢纽,南四湖频繁的水文调蓄必然影响湿地植被覆盖格局,进而影响南四湖湿地生态过程及生态功能,需引起管理者的重视。     

城市森林公园生态环境变化及驱动因素时间序列分析

由于自然、人为的干扰,城市森林公园生态环境存在着快速的时空变化。以南京紫金山国家森林公园为研究区域,以免费的2001—2010年Landsat卫星时间序列堆栈(LTSS)数据为主要信息源,进行生态环境及驱动因素时间序列分析。研究表明:2001—2010年间,研究区域的生态环境质量在空间分布上,由外缘向山脊依次呈现较差、中等、良好、优秀分布格局;研究区域生态环境综合指数呈现上下波动、整体良好、缓慢上升趋势;研究区域的森林干扰指数呈现迅速上升、缓慢上升后迅速下降、缓慢上升、稳步下降的复杂变化趋势。降低外来病虫害等自然干扰影响,拆除外围景区违章建筑是提高区域生态环境质量的主要措施。     

基于MODIS数据的新宁县植被覆盖变化研究

利用NASA提供的逐月合成的新宁县2000—2009年MODIS-NDVI数据,配合气象台站资料,分析了县域NDVI季节时空变化特征及10年间新宁县植被覆盖的年际变化。研究表明:新宁县NDVI季节变化与植被的生物学特性、物候变化相一致,具有明显的季节性规律;在空间上具有明显的分异性,表现为东南、西南地区植被指数常年处于较高状态,季节变化不明显;中部地区植被覆盖中等偏低,年内变化居中;西北部山丘遍布,还有耕地和其他农业用地,人为因素较大,植被的季节变化最为明显。近10年新宁县植被总体呈稳定和改善状态,舜皇山自然保护区和万峰山自然保护区植被恢复明显,同时,由于县域境内不合理的开发利用,分散的植被退化现象依然存在。     

景德镇森林城市建设空间布局及城市特色研究

根据景德镇环境优势和生态城市建设需求,指出了景德镇创建国家森林城市,应立足于国家中部地区崛起和鄱阳湖生态经济区建设,以“世界瓷都、千年古镇、生态之城”为城市发展形象目标,采取“绿楔聚心、交通导向、组团生长”的理念,以中心城区森林绿地建设为核心,构建中心城区“生态基质—绿色廊道—绿地斑块”的生态绿地系统网络格局和城乡一体化“一核一星、三区多点、蓝脉绿网”森林城市建设空间布局,彰显“世界瓷都、艺术之城、千年古镇、生态家园”森林城市特色,达到“四面环青屏、处处邻绿景、四水绕城郭、绿网织全城、文化彰底蕴”的森林城市建设效果,为景德镇市经济社会发展和建设“繁荣和谐魅力瓷都”奠定生态基础。     

长汀水土流失区地表裸土动态变化及生态分析

为了对福建省长汀县水土流失进行动态监测,并对其治理成效进行评价,基于Landsat卫星影像和遥感信息技术,将裸土指数(NDSI)和不透水面指数(NDISI)相结合,提取长汀县2001—2013年的地表裸土信息,从而对该县近12 a来的地表裸土进行时空变化分析;同时基于遥感生态指数(RSEI)对长汀县裸土变化的生态响应进行分析。结果表明:长汀县地表裸土面积在12 a间有了大幅度的减少;而生态状况则随之好转,生态级别为优、良等级所占的面积比例均有上升。回归分析表明,各年份的地表裸露度与RSEI生态值都呈现明显的线性负相关关系,说明长汀县近12 a生态质量的改善与地表裸土面积的大量减少有直接的关系。     

长江沿岸芜湖区段景观生态风险时空演变分析

以芜湖区段1995、2005和2016年影像数据为基础,采用生态风险指数和空间分析法,分析研究区生态风险的时空演变特征,以揭示芜湖区段风险状况和城市建设发展对长江生态廊道的影响,旨在为芜湖区段综合风险防范、景观生态管理和沿江生态环境保护提供一定依据。研究表明:1)1995—2016年,研究区景观格局变化明显,耕地、林地面积不断减少,景观优势度降低;建设用地面积不断增加,景观优势度升高,破碎度和分离度降低;湿地面积先减少后增加,破碎度和分离度先增加后减少。2)生态风险时空分析表明,1995年以低、较低和中生态风险为主,2005年以较低、中和较高生态风险为主,2016年以较低和中生态风险为主;空间上,生态风险等级的分布基本以长江为轴向南北两侧呈递减变化,且整体上江南的景观生态风险高于江北。3)各等级生态风险转换类型多样,1995—2005、2005—2016年风险等级由低向高转换的面积分别占研究区总面积的46.03%、8.05%,由高向低转换的面积占比分别为1.07%、26.76%,即景观生态风险在前10 a、后10 a分别呈上升、下降趋势。     

2001—2020年埃及植被生长状况时空变化特征

【目的】深入研究埃及近20年来植被生长状况时空变化特征，为系统评价埃及的荒漠化防治成果和促进埃及经济和社会可持续发展提供科学依据。【方法】基于2001—2020年MODIS-EVI数据，采用时间序列谐波法进行数据重构，选择趋势分析、变异系数和Hurst指数等对埃及近20年来植被生长状况时空特征及其未来变化趋势进行分析。【结果】1）埃及年内植被生长曲线呈现双波峰特征，近20年来埃及植被生长状况趋于改善，增强型植被指数年均增速为0.000 31;2）埃及植被生长状况稳定区面积占总面积的93.21%，主要分布在西部、中部和南部等大部分地区；植被生长状况改善区面积占总面积的4.79%，主要分布在西北沿海和尼罗河三角洲东西部；植被生长退化区面积占总面积的2.00%，主要分布在尼罗河三角洲中部地区；3）近20年来埃及植被生长变异系数相对较低，尼罗河三角洲以及尼罗河沿岸地区植被生长变化波动相对明显；4）埃及未来植被生长的反向变化特征强于同向变化特征，植被未来改善区面积占总面积的3.74%，未来退化区面积占总面积的3.05%。【结论】近20年来埃及荒漠化防治取得显著成效，植被生长状况总体趋于改善，且未...