基于单时相MODIS数据的草地退化遥感监测研究

以草地NPP减少的相对百分数（由实际NPP和潜在NPP计算）为主要监测指标，提出了一个基于单时相MODIS数据的草地退化遥感监测方法。介绍了利用MODIS数据反演实际NPP的方法，并提出了一个根据实际NPP和草地类型分布图确定潜在NPP的方法。对2003年中国北方草地的监测结果表明，中国北方草地退化严重，退化程度的空间差异性较大，草地退化程度与草地类型密切相关。     

基于MODIS植被指数的甘南草地净初级生产力时空变化研究

利用甘南地区2006-2007年的外业实测样方草地干物质产量和MODIS植被指数数据,建立了草地地上部分干物质产量遥感反演模型,根据根冠比和干物质转碳率对2006-2008年甘南地区草地净初级生产力(NPP,netprimary productivity)进行了估算,绘制了甘南草地NPP年累积量空间分布格局图和NPP月度变化动态图,对不同草地植被类型的NPP差异进行了评价。研究结果表明,2006-2008年甘南草地年NPP分别达637.04,599.98和566.59 g C/m2,其空间分布具有自西南向东北逐渐减少的趋势;年内不同草地类型的NPP均在7-8月达到最大累积量;NPP累积量最高的3种草地类型是沼泽、高寒灌丛草甸和高寒草甸,3年中最大月NPP的平均值分别达到1 137.28,553.76和527.66 g C/m2;2006-2008年甘南草地NPP持续下降,年草地NPP总量的减少速率为1.2Tg/a,尤其是沼泽湿地的NPP下降明显,年平均减少速率达到了125.92 g C/m2。     

基于CASA模型和MODIS数据的甘南草地NPP时空动态变化研究

植被净初级生产力(net primary productivity, NPP)在全球气候变化及碳循环研究中扮演着重要的角色,精准快速的估算NPP对评估区域生态系统承载力以及合理利用自然资源具有重要的意义。利用2011-2014年甘南地面实测草地地上生物量(aboveground biomass, AGB)数据和根冠比系数计算的草地NPP数据,分别验证了MOD17A3 NPP产品和基于CASA(Carnegie-Ames-Stanford approach)模型估算的草地NPP的精度,分析了2000-2016年甘南地区草地NPP的时空动态变化。结果表明:基于CASA模型模拟的草地NPP精度整体上高于MOD17A3 NPP产品的精度,其均方根误差(root mean square error, RMSE)较MOD17A3 NPP小9.94 g C·m^-2;CASA模型分析的甘南地区草地NPP总体上呈现由西南向东北逐渐减少的趋势;对不同草地类型而言,沼泽类的平均NPP最高(469.07 g C·m^-2),温性草原类最低(324.18 g C·m^-2),而占研究区草地总面积比例较大的高寒草甸类和高寒灌丛草甸类草地的平均NPP分别为449.22和465.27 g C·m^-2;2000-2016年间,甘南地区大部分草地NPP稳定不变,其面积占研究区草地总面积的75.31%,NPP呈增加趋势的区域占草地面积的22.63%,而NPP呈减少趋势的区域占比最小,仅为2.06%。以上研究结果表明CASA模型在高寒地区草地NPP评估、草地资源合理利用与管理方面具有重要的应用价值。     

青海省玛多县草地退化现状及动态变化研究

本研究以三江源玛多县为例,在构建草地退化指教的基础上,建立草地退化指教与植被指数的遥感评价模型,得到2009年玛多县草地退化现状,并结合玛多县20世纪80年代和90年代草地资源调查结果,分析玛多县草地退化动态变化状况.结果表明:(1)草地退化地面综合评价指标中植株高度、植被覆盖度和生物量权重分别为0.21、0.39和0...     

青海省海西州天然草地资源现状及动态

根据2005-2009年对青海省海西蒙古族藏族自治州天然草地资源的监测结果发现,目前该州天然草地可划分为高寒草原、温性草原、温性荒漠草原、高寒草甸、低地草甸和高寒草甸草原6类;海西州可利用草地面积不断减少,与2007年相比,2008年和2009年全州可利用草地面积分别减少226.07和169.31万hm2;各类型草地鲜草总产量大幅度降低;草地连年超载过牧,且逐年加重,2005、2007和2009年全州草地分别超载13.97、26.56和33.94万羊单位;草地生态破坏,出现不同程度的沙化、退化现象。分析海西州天然草地资源现状,建议对现有天然草地实施封育保护,加强人工草地建植,调整畜群结构,严格控制放牧强度。     

基于Daycent模型的三江源地区草地NPP估算及其对气候变化的响应

【目的】探求1971-2020年草地NPP的时空变化特征及其与气候因子的关系。【方法】基于Daycent模型估算三江源地区草地NPP,结合同期温度和降水数据,运用多元回归分析法进行分析。【结果】1)三江源地区草地NPP多年的年平均值为168.10 gC/m²,空间上呈现东高西低,南高北低的格局。2)高寒草甸类年均NPP为227.44 gC/m²,高寒草原类年均NPP为117.23 gC/m²。3)当降水量小于450 mm时,温度与草地NPP呈正相关;当降水量大于450 mm时,温度与草地NPP呈负相关。【结论】三江源地区草地NPP呈自东南向西北递减的空间格局;不同草地类型中,高寒草甸类年均NPP大于高寒草原类年均NPP,且高寒草原类年均NPP有显著的增加趋势;三江源地区的草地NPP与降水量呈显著相关关系,温度对该地区的草地NPP也有影响。     

青海省玛多县草地退化原因及畜牧业可持续发展

在玛多县草地退化现状的基础上，综合分析了玛多县草地退化的原因，指出了玛多县畜牧业可持续发展的策略。玛多县的草地退化是自然因素和人为因素共同作用的结果。人类活动和气候变化是导致玛多县草地退化、区域生态环境恶化的两大因素，鼠虫害对它们产生的影响起了促进作用。只有合理利用和保护天然草地，优化产业结构，使草地生态系统步入良性循环，才能使玛多县的草地畜牧业协调发展。     

青海省玛多县草地退化原因及畜牧业可持续发展

在玛多县草地退化现状的基础上,综合分析了玛多县草地退化的原因,指出了玛多县畜牧业可持续发展的策略.玛多县的草地退化是自然因素和人为因素共同作用的结果.人类活动和气候变化是导致玛多县草地退化、区域生态环境恶化的两大因素,鼠虫害对它们产生的影响起了促进作用.只有合理利用和保护天然草地,优化产业结构,使草地生态系统步入良性循环,才能使玛多县的草地畜牧业协调发展.     

甘肃省草地NPP时空变化及对气候因子的响应

本研究利用MOD17A3 NPP和气象数据对甘肃省天然草原2000—2019年净初级生产力(net primary productivity,NPP)进行动态监测,并利用趋势分析法和变异系数法研究近20年草地NPP时空变化规律与气候因子的响应。结果表明:近20年,甘肃省草地NPP呈波动上升趋势,增速达4.72 gC·m^-2·a^-1·(10a)^-1,草地NPP分布由东南向西北递减;20年间草地NPP呈显著增加趋势的面积占甘肃省草地的75.70%,主要分布在陇中黄土高原、河西走廊、祁连山地大部以及陇南山地;草地NPP变异系数小于0.15的面积仅占40.31%,以山地草甸、低地草甸和高寒草甸为主,草地NPP整体呈现高波动性;草地NPP与降水量的相关性最高,温性草原NPP对降水量的响应最敏感,温性荒漠草原次之,高寒草原对降水响应最低。综上所述,甘肃省草地NPP呈现增长趋势但稳定性低,对降水量的响应强于气温,生态工程对草地NPP具有促进作用,需长期实施。     

甘南州高寒天然草地生长状况遥感监测

以甘南州高寒天然草地为研究对象,利用2016?2019年草地地上生物量实测数据和MOD13Q1植被指数产品,构建了甘南州草地地上生物量遥感反演模型,分析了近20年(2000?2019年)甘南州高寒天然草地地上生物量的时空分布特征。结果表明：1) MODIS EVI植被指数适宜于甘南州高寒天然草地地上生物量变化监测研究,模型决定系数R2 = 0.524 9,均方根误差RMSE = 527.9 kg·hm?2;2) 20年间甘南州高寒草甸和山地草甸的地上生物量均呈增加趋势,而沼泽类草地地上生物量呈减少趋势;3) 近20年来甘南州草地呈现出整体恢复、局部恶化的趋势,全州66.04%的草地呈稳定或恢复趋势,33.96%的草地地上生物量呈减少趋势,其中18.08%的草地呈持续性恶化趋势。研究结果为甘南州草地植被动态监测和高寒草地退化修复提供了数据支持。     

江河源地区草地植被变化特征及水土保持功能评价

利用青海省江河源地区河南、曲麻莱、甘德3个牧业气象观测站1995-2004年的定位观测资料,从牧草生育期、高度、产量和种群结构4个方面分析了青海江河源地区的草地变化特征,结果表明:由于牧草的返青期和枯黄期发生变化,使得江河源地区的牧草生育期延长了3～5 d.综合分析江河源地区牧草高度、产量和种群结构发现,长江源区的曲麻莱牧草退化趋势和程度较小,而河源区的牧草均呈现一定的退化趋势,尤以河南显著.通过分析由植被覆盖度换算得出的草地水土保持系数发现,从东往西呈现逐渐减小的趋势,低值区出现在玉树州的治多县,高值区出现在黄南州的河南县.久治县、班玛县、甘德县、河南县和泽库县草地水土保持功能较好,治多县为差区,其他地区为较差区.     

黄河源区六种草本植物根系抗拔力特征及其影响因素研究

为探讨黄河源区高寒草地植物根系抗拔力特性,本研究选取青海河南县高寒草地6种优势草本为研究对象,通过原位拉拔、单根拉伸、根-土复合体直接剪切等试验,分析6种植物根系抗拔力特性,探讨植物根径、根数、根长和土体密度、含水率、紧实度、含根量及单根抗拉强度、根-土复合体黏聚力等9种因素对植物根系抗拔力的综合影响。结果表明：6种草本根系抗拔力以矮嵩草(Kobresia humilis K.)最大(46.50 N),高山嵩草(Kobresia pygmaea C. B. Clarke.)次之(37.50 N),冷地早熟禾(Poa crymophila Keng.)最小(16.45 N);根系抗拔力与根径、根数、根长间呈显著正相关(P<0.05),相关系数(R)为0.881,0.727,0.969,与土体密度、紧实度、含根量、根-土复合体黏聚力间呈正相关,与含水率呈负相关。研究结果对探讨黄河源区高寒草地退化力学机理具有理论指导作用,为有效防治区内草地退化、水土流失等地表浅层灾害发生提供理论依据和实际指导。     

三江源1982-2012年草地植被覆盖度动态及其对气候变化的响应

采用1982-2012年的多源遥感数据,结合像元二分模型,分析了三江源保护区不同时期代表性河流源区不同类型草地的植被覆盖度及其动态,并研究了草地植被覆盖度对气候因子的响应.结果表明,三江源草地覆盖度整体上呈现出西北低东南高的特征,全区草地平均植被覆盖度为48.73％,黄河源草地覆盖度最高(65.45％),长江源最低(4.25％),草甸、高山亚高山草甸、平原草原、高山亚高山草原和荒漠草原的平均植被覆盖度分别为59.86％、57.390％、39.50％、33.70％和14.13％;31年间全区草地覆盖度整体上呈现上升趋势,增长速度为每年0.230％,黄河源区的增长速度最快(每年0.27％);整体而言,低温比干旱对三江源草地覆盖度增长的限制作用更强,草甸、高山亚高山草甸和平原草原受气温影响较大,高山亚高山草原和荒漠草原受降水影响较大,在月尺度上草地覆盖度对气温表现出明显的滞后效应,而对降水不存在明显的滞后效应;三江源保护区成立(2001年)后,草地覆盖度的增长速度和增长面积都有所提升,全区草地覆盖度对气温的敏感度有所升高,黄河源草地覆盖度对降水的敏感度有明显下降.生态工程和草地保护措施整体上已经取得了一定的成效,但局部草地覆盖度下降趋势有所加剧,以荒漠草原最为突出,应在今后的保护工作中加以重视.     

塔里木河流域草地净初级生产力时空分异特征研究

采用MODIS数据和改进的光能利用率模型(CASA模型)对2006-2016年塔里木河流域植被生长季草地净初级生产力(NPP)进行估算,通过一元线性回归趋势分析、变异系数、Hurst指数等方法,分别从时间特征、空间特征、空间稳定性和未来变化趋势4个方面对其时空变化过程进行分析,阐述了2006-2016年塔里木河流域草地NPP的时空格局与变化特征。结论如下:1)时间特征上,2006-2016年塔里木河流域草地NPP总体呈波动上升趋势,其中增长区域占64.1%,负增长区域占35.9%,NPP总量平均增长速度为1.31×10¹¹ g C·m^-2·yr^-1;6-8月为流域内草地的主要生长期,NPP总量占生长季总量的47.3%。2)空间特征上,2006-2016年塔里木河流域草地NPP分布呈现明显空间分异特征,总体分布特征为西北向东南呈递减趋势,草地NPP多年平均值为13.62 g C·m^-2·yr^-1。在垂直变化(海拔)上,呈现出随海拔升高NPP呈“降低-升高-降低”的特点;在水平变化上(经、纬度),草地NPP变化没有明显特征。3)空间稳定性上,塔里木河流域草地NPP变异系数介于0.19~3.17。草地NPP存在明显的空间差异性,草地NPP变异系数大部分地区均属于低值区,其中变异系数在0.5以下的占总面积的94.6%。高波动区域主要集中在“四源一干”和车尔臣诸小河流域。4)未来变化趋势上,塔里木河流域草地NPP Hurst指数介于0.10~0.97,均值为0.57。未来变化趋势呈持续性特征面积占71.6%,反持续性特征面积占28.4%,除开孔河流域北部及车尔臣诸小河西南大部呈反持续性特征,其余草地均呈现出持续性特征,预示着流域草地NPP未来处于持续增加趋势。草地NPP时空分布特征显示,塔里木河流域草地生态系统健康状况总体好转,局部恶化。     

近45年长江黄河源区高寒草地退化特征及成因分析

根据1969年航片数据、1986,2000,2007年以及2013年TM数据建立的长江黄河源区高寒草地生态系统空间数据集,结合该地区近50年的气候资料以及人类活动状况,分析了长江黄河源区高寒草地生态系统在全球变化背景下的变化趋势及其驱动因素。结果表明,近45年长江黄河源区高寒草地呈现以覆盖度降低、破碎化与干旱化加剧为主的退化趋势,长江黄河源区高寒草地退化的速率在20世纪80年代后期呈迅速增加趋势,2000年后退化速率逐渐降低;气温升高引起的区域的暖干化是导致长江黄河源区高寒草地生态系统退化格局形成的主要原因。过度放牧和人类不合理的开发是导致长江黄河源区高寒草地退化加剧的重要因素。     

黄河上游甘肃段草地退化的现状及机理研究

对黄河上游甘肃段草地退化的现状和机理进行了系统分析,结果表明,区域环境脆弱、全球气候变化、过度放牧、鼠害严重、草地管理制度不完善等因素是导致黄河上游甘肃段草地退化的主要原因,在这些因素的相互作用下,该区域草地退化的趋势可能进一步加剧.     

黄河源区高寒草地植被根—土复合体抗剪强度试验及退化程度阈值确定

为研究黄河源区高寒草地不同退化程度的植物根-土复合体抗剪强度特征,以青海河南县境内的黄河源区高寒草地作为研究区,进行了根-土复合体试样抗剪强度试验研究,系统分析了区内草地不同退化类型的根-土复合体抗剪强度特征及其不同退化程度之间的阈值。结果表明,区内草地其平面形态呈现不规则状椭圆形退化形态,且愈近于圆心部位草地退化相对愈严重,其退化程度表现出由外至内可依次划分为未退化区、轻度退化区、中度退化区、重度退化区;随着退化程度的加剧,原生植物种类及数量呈减少的趋势,次生植物则逐渐取代原生植物并构成优势植物种类,其结果使得根-土复合体的根系含量表现出逐渐减少的特征,根-土复合体抗剪强度亦逐渐减小;同时,根据4种类型退化区草地根-土复合体抗剪强度特征,分别确定出各退化区交替界限之间的根-土复合体抗剪强度阈值,即表现在未退化区与轻度退化区之间植物根-土复合体的黏聚力阈值为28.07kPa,轻度退化区与中度退化区复合体的黏聚力阈值为20.46kPa,中度退化区与重度退化区复合体的黏聚力阈值为9.21kPa。该项研究成果通过由力学强度角度出发定量研究草地不同退化程度的根-土复合体强度变化规律,从而对科学有效地防治该区草地退化具有重要理论研究价值和实际指导意义。     

江河源区草地退化状况及成因

近年来 ,江河源区存在草场严重退化、土地荒漠化过程加剧、水土流失加重以及湿地生态衰退等以草地生态系统为主的生态环境退化问题。分析研究结果表明 ,在青藏高原特殊的地理气候背景下 ,经过长期自然演化形成的江河源区脆弱的草地生态系统 ,对外界环境条件反应极其敏感 ,季节性过牧等人类活动是造成该区近期草地迅速退化的突破口和主导因素 ,从而促使气候、鼠害等自然因子作用加剧。江河源区的草地退化 ,是人为因素和自然因素共同作用下人为加速加剧的结果。     

若尔盖草地生态保护调查研究

川西北若尔盖草原地处黄河、长江上游的四川省、甘肃省、青海省结合部,素有黄河“蓄水池”之称,近年来在外界干扰作用下,草地生态系统严重退化。文章对若尔盖草地生态系统退化的现状、退化驱动力、生态恢复治理及对策等方面的研究进行了总结。在此基础之上,探讨了若尔盖草地生态保护和可持续利用对策。     

落实“草畜平衡制度” 发挥草原生态服务功能——以甘肃甘南黄河重要水源补给生态功能区为例

由国家正式批准实施的甘肃甘南藏族自治州黄河重要水源补给生态功能区生态保护与建设项目,为保护已列入全国50个水源涵养区的海东——甘南高寒草甸草原水源涵养三级功能区迈出了坚实有力的步伐。但项目区由草原、森林和湿地组成的完整水源涵养体系,由于草原的退化、沙化和盐渍化(草原"三化")而严重受损。其中,草畜失衡是造成草原"三化"的主要根源之一。本研究在分析和论证草原"三化"及其生态功能衰退影响的基础上,强调应充分利用甘南黄河补水项目实施的绝佳契机,就如何落实草原"草畜平衡制度"提出了具体对策建议。