内蒙古草地生态系统近10年NPP时空变化及其与气候的关系

植被净初级生产力(net primary productivity, NPP)及其对气候变化的响应研究是全球变化的核心内容之一。通过改进的光能利用率模型(CASA模型),利用MODIS NDVI数据、土地覆盖分类数据、气象数据等,逐像元模拟2001-2010 年内蒙古草地生态系统NPP的时空变化,分析其对气候因子变化的响应关系。结果表明,1)2001-2010年内蒙古草地多年平均NPP为281.3 g C/(m²·a),空间分布呈由西南向东北递增的趋势,草甸草原、典型草原和荒漠草原平均NPP分别为431.8,288.7和123.5 g C/(m²·a);2) 2001-2010年间内蒙古草地NPP总体上呈上升趋势。NPP上升趋势最明显的草地主要分布在毛乌素沙地、浑善达克沙地、科尔沁沙地、呼伦贝尔盟和大兴安岭南麓地区,而下降趋势最明显的草地主要分布在阴山山脉和锡林郭勒盟中部的典型草原区;3) 总体而言,降水量是内蒙古草地净初级生产力的主要影响因素。草甸草原NPP与降水量、温度的关系均很密切,而且与温度的相关性更强;典型草原和荒漠草原NPP则主要受降水量控制,其中荒漠草原NPP与降水量的关系更密切。     

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。     

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。     

基于光能利用率模型的内蒙古天然草原植被净初级生产力动态监测与气候因子的响应

利用光能利用率模型和MODIS数据对内蒙古天然草原2000-2018年植被生长期草原净初级生产力进行连续动态监测,并在像元尺度利用最小二乘法分析了近20年植被净初级生产力(NPP)时空变化规律。结果表明:近20年中,内蒙古天然草原NPP在空间上呈由西向东递增分布规律,年均NPP为198.04 g C·m^-2·a^-1,潜在草地退化面积16.22万km²,其中重度、较重度面积分别为0.20万和1.11万km²,主要分布于人类活动密集区域,如矿区、建设用地及周边;在草地类型上,温性草原、温性草甸草原、温性荒漠以及温性荒漠草原潜在退化面积分别为5.22万、1.40万、4.04万和2.21万km²。通过分析NPP与气候因子的相关性表明:近20年,内蒙古草原NPP与降水具有显著相关性,与温度无相关性;温性草甸草原NPP对降水的响应最敏感,温性荒漠草原其次,温性草原对降水响应最低。研究还根据上述结果,围绕草地生态保护提出了建议。     

呼伦贝尔草原净初级生产力时空变化及气候响应分析

为了定量评估呼伦贝尔草原的生产能力,明确气候因子对草原生物量累积过程的影响,利用近18年中分辨率成像光谱仪(MODIS)净初级生产力(NPP)产品(MOD17A2H),结合同时期气象数据,基于像元定量分析了呼伦贝尔草原NPP的时空变化规律及其与气候因子的关系。结果表明:2000-2017年呼伦贝尔草原净初级生产力(NPP)均值为306.97 g C·m~(-2), 18年来NPP变化呈波动中增加的趋势,最低值为2001年的241.60 g C·m~(-2),最高值为2014年的372.10 g C·m~(-2)。NPP高值区(400 g C·m~(-2))分布于低地草甸;中值区(250～400 g C·m~(-2))分布于山地草甸和温性草甸草原;低值区(250 g C·m~(-2))出现在呼伦贝尔西部的温性草原,不同草地类型NPP值整体变化趋势表现为:低地草甸山地草甸温性草甸草原沼泽类温性草原。呼伦贝尔草原NPP与降水的相关性高于与温度的相关性,降水是NPP积累的主要影响因子,温性草甸草原和温性草原对气候因子变化的响应总体比低地草甸和山地草甸敏感。     

呼伦贝尔草原净初级生产力时空变化及气候响应分析

为了定量评估呼伦贝尔草原的生产能力,明确气候因子对草原生物量累积过程的影响,利用近18年中分辨率成像光谱仪(MODIS)净初级生产力(NPP)产品(MOD17A2H),结合同时期气象数据,基于像元定量分析了呼伦贝尔草原NPP的时空变化规律及其与气候因子的关系。结果表明:2000-2017年呼伦贝尔草原净初级生产力(NPP)均值为306.97 g C·m^-2, 18年来NPP变化呈波动中增加的趋势,最低值为2001年的241.60 g C·m^-2,最高值为2014年的372.10 g C·m^-2。NPP高值区(>400 g C·m^-2)分布于低地草甸;中值区(250～400 g C·m^-2)分布于山地草甸和温性草甸草原;低值区(<250 g C·m^-2)出现在呼伦贝尔西部的温性草原,不同草地类型NPP值整体变化趋势表现为:低地草甸>山地草甸>温性草甸草原>沼泽类>温性草原。呼伦贝尔草原NPP与降水的相关性高于与温度的相关性,降水是NPP积累的主要影响因子,温性草甸草原和温性草原对气候因子变化的响应总体比低地草甸和山地草甸敏感。     

2000-2010年锡林郭勒草原NPP时空变化及其气候响应

利用MODIS MOD17A3植被初级生产力数据产品及地面气象观测数据,研究分析了2000-2010年锡林郭勒盟草原NPP的时空变化特征、各气候因子的年际变化特征及NPP与气候因子的相关关系。结果表明,锡林郭勒盟草原NPP的分布由东向西逐渐减小,值大多分布在0~0.5 kg C·m-2;2001-2010年NPP呈现波动变化,整体呈增加趋势,空间分布上更加趋于均匀分布;2000-2010年,研究区内典型草原和荒漠草原各气候因子的变化趋势大致相同,4-9月累计平均气温、平均相对湿度和累计日照时数呈减小趋势,平均风速呈增加趋势,累计降水量典型草原呈轻微减少趋势,荒漠草原呈增加趋势,趋势斜率分别为-0.026和1.044 5,典型草原大部分气候因子的波动程度大于荒漠草原;研究区内两种类型的草原的NPP均与4-9月累计平均气温、平均日最低气温有较强的负相关关系(显著水平分别为P0.001和P0.01),与累计降水量、平均相对湿度有较强的正相关关系(显著水平为P0.01),与4-9月累计日照时数、平均风速呈负相关关系但相关关系较弱,荒漠草原对气候因子变化的响应总体不如典型草原敏感。     

锡林郭勒盟不同草原类型EVI的时空变化及其对气候的响应

基于2000–2014年锡林郭勒地区的MODIS/EVI数据,辅以时间序列谐波分析法(HANTS)、最大值合成法,在此基础上结合气象数据,利用趋势线分析和相关性分析等方法,探究2000–2014年锡林郭勒盟不同草原类型时空变化及其对气候的响应情况。结果表明,1)锡林郭勒盟各类型植被EVI值从5月开始增长,7、8月达到峰值。温性草原化荒漠类、温性山地草甸类和沼泽类植被呈降低趋势,而其他类型植被呈上升趋势。2)锡林郭勒盟大部分区域的植被无明显变化,位于中部、南部、西南部、二连浩特、苏尼特左旗、东乌珠穆沁旗和西乌珠穆沁旗等区域的温性草原类、温性荒漠草原类、温性草甸草原类、高寒草原类、温性荒漠类等植被呈现出缓慢改善的变化,而位于西乌珠穆沁旗东部的温性山地草甸类和东乌珠穆沁旗中部的沼泽类植被呈轻度退化趋势。3)植被EVI主要受平均气温、降水量、平均相对湿度、日照时数的正向调控,受平均风速的制约影响。此外,低地盐化草甸类、改良草地、温性草原类、温性荒漠草原类EVI与气象因子的相关性较高,高寒草原类EVI与气象因子的相关性较低。总体上,2000–2014年锡林郭勒植被状况保持稳定并有所改善,气象因子中的平均气温与各类型植被变化关系密切。     

近30年山丹天然草原面积及盖度变化

本研究将3S技术与地面调查相结合,选择决策树分类和像元二分模型等方法,对山丹草原资源和草地植被盖度现状及变化进行了研究与评价。结果表明:研究区草原总面积39.59万hm~2,其中高寒草甸、山地草甸、温性草原、温性荒漠和温性草原化荒漠分别为8.47,3.14,9.61,8.23和10.14万hm~2;2014年研究区草原总面积比1987年减少了2.59万hm~2,山地草甸、温性草原、温性草原化荒漠和温性荒漠分别减少了8592.75,2377.08,3357.69和11559.75hm~2。各类型草地平均盖度依山地草甸、高寒草甸、温性草原、温性草原化荒漠和温性荒漠次序降低,分别为82.35%,57.60%,33.79%,17.07%和9.94%,正常年份分别以Ⅱ,Ⅰ,Ⅳ,V和V级草地盖度为主;从1987年到2014年,山地草甸盖度呈现逐年降低的趋势,高寒草甸呈先上升后下降趋势,温性草原、温性草原化荒漠和温性荒漠呈先下降后上升趋势。     

内蒙古草地净初级生产力时空变化及其对干旱的响应

为探究内蒙古草地生长季净初级生产力（Net primary productivity,NPP）的变化及其与干旱的关系,本文通过趋势变化和相关性计算对2001-2015年内蒙古草地NPP和标准化降水蒸散指数（Standardized precipitation evapotranspiration index,SPEI）的时空变化进行研究。结果表明：内蒙古草地生长季NPP平均增长率为2.20 g C·m^-2·a^-1,其中草甸草原为3.73 g C·m^-2·a^-1,典型草原为1.69 g C·m^-2·a^-1,荒漠草原为0.30 g C·m^-2·a^-1。NPP均值整体上自西南向东北逐渐增加,其中草甸草原最高,其次为典型草原,荒漠草原最低,年均NPP分别为387.90 g C·m^-2·a^-1,291.26 g C·m^-2·a^-1,133.70 g C·m^-2·a^-1。NPP整体上与SPEI-1相关性最强,其中,草甸草原与SPEI-1最强相关性最强,典型草原、荒漠草原与SPEI-3相关性最强。干旱对荒漠草原的影响最大,对典型草原的影响次之,对草甸草原的影响最小。     

新疆不同草地类型植物物种特征与水热因子的关系研究

本文以新疆7种草地为研究对象,调查364个样地的物种名录,分析不同草地植物科属种的变化特征,探讨了植物物种丰富度(SR)对年平均温度(MAT)、降水(MAP)、海拔的响应。研究结果表明,新疆草地以禾本科、菊科为优势科,优势属为针茅属、绢蒿属;物种丰富度变化为:温性草甸草原(7.73)>温性草原(5.04)>高寒草原(4.36)>温性荒漠草原(3.99)>温性草原化荒漠(3.02)>温性荒漠(2.08)>低平地草甸(1.43);全部样地和温性草原的SR与MAP呈正相关,与MAT、海拔呈峰型关系;低平地草甸和高寒草原的SR与MAP呈正相关而与MAT呈负相关,与海拔呈先降低再增加的趋势;温性荒漠草原的SR与MAP呈正相关,与MAT、海拔无相关性;温性荒漠的SR与MAP呈正相关,与MAT呈负相关,与海拔呈峰型关系;温性草甸草原和温性草原化荒漠的SR与MAT、MAP均无相关性。不同草地类型对温度、降水响应的差异,是由于植被类型和温度、降水的空间分异性,对于海拔的分异,来源于海拔梯度范围和所研究地区大尺度的气候特征。     

基于CASA模型的甘南地区草地净初级生产力时空动态遥感模拟

植被净初级生产力(net primary productivity,NPP)及其对气候变化的响应研究是全球变化的核心内容之一。基于地理信息系统和卫星遥感应用技术,利用CASA模型估算了2001-2008年甘南草地NPP,在模型验证的基础上,分析了甘南草地NPP空间分布格局和时间分布特征。结果表明,1)2001-2008年甘南草地多年平均NPP为483.41 g C/(m²·a),大体呈现由西南向东北逐渐减少的趋势,单位面积多年平均NPP在海拔3 000~3 500 m最高,达到497.07 g C/(m²·a);2)甘南草地植被生长季节变化明显,主要生长期集中在第177~240天;3)甘南草地NPP呈现增加趋势,增长趋势最明显的草地类型是低平地草甸类,而沼泽的变幅最小,通过与8年间温度和降水的分析可以看出,影响甘南草地NPP变化的主要驱动力是降水量。     

柴达木盆地草地类型及其分布规律

柴达木盆地天然草地面积696．9万公顷，依据中国草地类型分类系统，可分为温性草原类、高寒草原类、温性荒漠类、高寒荒漠类、低地草甸类、山地草甸类、高寒草甸类及沼泽类等8类、38个草地型。主要由于水分、热量条件的变化，导致柴达木盆地草地类型在东半部以温性草原类为主，西半部以温性荒漠类为主。受地形地貌特征及海拔高度的影响，草地类型垂直分布格局明显，从盆地中心至边缘呈现沼泽类、低地草甸类、山地草甸类、温性荒漠类或温性草原类、高寒草原类、高寒草甸类或高寒荒漠类。     

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。     

近56年乌鲁木齐市青草期水热气候条件时空变化

基于乌鲁木齐市及其周边10个气象站1961-2016年逐日气象资料,以日平均气温稳定≥5℃的初、终日分别作为天然草地青草期初、终日指标,使用线性趋势分析以及ArcGIS的空间插值技术对近56年乌鲁木齐市青草期初、终日、青草期日数、平均气温、≥5℃积温、降水量和干湿指数等水热气候要素的时空变化规律进行了分析。结果表明,乌鲁木齐市天然草地青草期初日的空间分布具有"平原荒漠类草地早、山地草原和草甸类草地晚"的特点;青草期终日与初日相反,呈现"平原荒漠类草地晚、山地草原和草甸类草地早"的特点;青草期日数、平均气温、≥5℃积温均为"平原荒漠类草地多(高)、山地草原和草甸类草地少(低)",青草期降水量表现为"山地草甸和山地草原多、高寒草甸和平原荒漠类草地少",青草期干湿指数随海拔的升高而增大。1961-2016年,乌鲁木齐市青草期初日以每10年-0.424d的倾向率呈不显著(P0.05)的提早趋势,青草期终日以1.455d·10a-1的倾向率呈显著(P0.01)的推迟趋势,青草期日数、平均气温、≥5℃积温、降水量以及干湿指数分别以每10年1.879d、0.16℃、61.14℃·d、6.93mm和0.015的倾向率呈显著(P0.05)的增多或上升趋势,但上述变化具有区域性差异。近26年(1991-2016年)较前30年(1961-1990年),除青草期初日提早幅度的空间差异不明显外,青草期终日的推迟幅度以及青草期日数、平均气温、≥5℃积温等要素的增多幅度表现出"平原荒漠类草地多、山地草原和草甸类草地少"的特点,青草期降水量和干湿指数增大幅度的空间分布呈现"平原荒漠类草地少、山地草原和草甸类草地多"的特点。     

艾比湖保护区荒漠植被时空过程变化及其植被指数影响因素分析

利用1990-2011年Landsat数据,结合了4个气象站点的年降水量、年均温数据,基于垂直地带性特征和荒漠植被指数对艾比湖保护区的遥感图像进行了专家知识决策树分类。研究了典型绿洲-荒漠交错带的荒漠草地等地物近20年的面积变化、NDVI及其与气候因子的关系。结果表明,1)近20年间植被类型的NDVI值大致呈山前荒漠>荒漠草原>盐生草甸>草本沼泽>荒漠的规律。2)近20年降水量与温度都呈上升趋势,植被NDVI和气温主体呈不显著负相关,与降水主体呈显著正相关。3)研究区在保护区建立前,荒漠植被退化十分严重,荒漠植被面积大量减小,大多向不可用地类转化,保护区建立后的生态环境有了很大改善。可见政府的政策导向对荒漠生态环境具有重要作用。     

内蒙古天然草场牧草产量的气象估算模型

以内蒙古天然草场为研究区域,利用2004～2008年生长季牧草产量观测资料和能够综合反映光、温、水对牧草生长影响的气象条件指数,分析了内蒙古主要天然草场牧草产量与气象因子之间的关系,并分别建立了适用于不同草地类型(温性草原类、温性草甸草原类、低地草甸类、温性草原化荒漠类、温性荒漠草原类)的牧草产量气象估算模型.经过验证,所建产草量估算模型具有良好的估测能力,准确率较高,可以满足应用需要.     

祁连山自然保护区不同草地类型地上生物量和土壤微量元素特征分析

以祁连山保护区5个主要草地类型为研究对象,探讨了不同草地类型植被及土壤微量元素的分布特征,应用冗余分析(RDA)分析了微量元素对植被特征的解释关系.研究发现:1)不同类型草地植被总盖度依次为高寒草甸＞温性草原＞高寒草原＞温性荒漠＞高寒荒漠,草层高度依次为温性荒漠＞温性草原＞高寒草原＞高寒草甸＞高寒荒漠,地上生物量依次为温性草原＞高寒草原＞高寒草句＞温性荒漠＞高寒荒漠;禾本科、豆科和杂类草生物量及比例因草地类型而异;2)随着土层深度的增加,温性荒漠和高寒荒漠土壤Mg含量降低,Mn、Zn、Fe、Cu和Mo含量升高,而高寒草甸、温性草原和高寒草原的土壤Mg、Mn和Zn含量先升高后降低,Fe、Cu和Mo含量降低;3)不同类型草地土壤微量元素含量因草地类型而异.RDA分析发现,影响草地植被特征重要性依次为Mg＞Zn＞Cu＞Mn,且Mg对植被特征的影响达显著水平.综上所述,土壤微量元素Mg、Zn、Cu和Mn与草地植被关系密切且在一定程度上影响着草地植被状况,尤其土壤Mg含量.     

青海湖流域天然草地资源年际动态分析

通过对青海湖流域天然草地生产力2010～2019年10a监测结果显示:草地生态环境恶化局面得到了初步改善。草层高度不同程度上升,植被覆盖度增加,青海湖流域自然区域各草地类型生产力与2010年相比,温性草原类、高寒草原类、高寒草甸类3种草地类型均呈现不同程度的降低。而温性荒漠草原类和高寒草甸草原类草地产量分别增长44.55%、 14.41%。     

乌海市草地资源遥感调查分析

应用遥感、地理信息系统和全球定位系统技术(3S技术),通过2000年美国陆地资源卫星影像(TM)资料解译制图,对乌海市草地资源现状进行监测,进而确定了乌海市的温性荒漠草原类、温性草原化荒漠类、温性荒漠类和低地草甸类4类草地类型的分布面积、不同季节(暖季和冷季)的产草量和载畜量,为乌海市草原合理利用、草原保护建设及可持续发展提供了重要的基础数据。