基于二次多项式回归模型的黑河流域TRMM数据降尺度研究

在不同空间尺度下分别建立TRMM 3B43降水数据与数字高程模型（DEM）和归一化植被指数（NDVI）的二次多项式回归模型,将2001—2013年黑河流域TRMM降水数据的空间分辨率从0.25°提高到1 km,并利用流域内9个气象站点实测数据对降尺度结果进行了检验。结果表明:降尺度方法不仅提高了TRMM数据的空间分辨率,数据的精确程度也有所提高;与传统线性回归模型降尺度方法相比,基于二次多项式回归模型获得的降尺度结果更接近于实测值,其结果更为准确;模型建立的尺度对最终降尺度结果精确性具有较大影响,0.50°是基于DEM和NDVI对黑河流域TRMM降水数据进行降尺度的相对最优尺度。     

三工河流域绿洲土壤微量元素有效含量特征分析

土壤微量元素的含量与分布特征是反映特定地区环境状况的一个重要因素,对土地资源的合理开发和利用具有重要意义.本研究以天山北坡三工河流域冲积平原型绿洲为研究区,选择盐土、潮土和灰漠土3种土壤类型,分析其B、Mn、Zn、Fe、Cu等微量元素的有效含量特征.结果表明:⑴以"全国农业系统的土壤速效微量元素丰缺指标"为标准,土壤有效Mn含量属于极低水平,有效Zn和Fe含量属于中等水平,有效Cu属于丰富水平,有效B属于极富水平;⑵三工河流域绿洲土壤中有效Mn、Zn、Fe、Cu含量与土壤pH呈负相关关系;土壤有机质对有效Fe、Cu含量影响很大;有机质和Mn的关系不明显,这和湿润地区研究结果存在显著差异;⑶不同的土壤类型对于土壤有效B、Zn和Fe的含量影响显著;潮土中微量元素的有效含量与盐土、灰漠土中含量相比有显著差异.     

基于AMSR2微波植被指数与地表温度的旱情分析

基于微波数据全天时、全天候、不受云层影响等优点,选取了2012年7月—2016年12月的AMSR2微波数据中的10,18,36.5GHz水平垂直极化亮温数据反演微波穿透指数MVI与微波极化差异指数MPDI_(18),MPDI_(36.5),构建了微波植被指数与光学地表温度的微波旱情指数TMVDI,TMPVDI_(18),TMPVDI_(36.5),并与光学旱情指数TVDI进行了对比,分析了微波旱情指数在黄河流域旱情监测中的适用性。结果表明:微波旱情指数时空变化趋势与光学旱情指数基本保持一致;微波旱情指数在黄河流域旱情监测中具有很好的适用性,在大部分地区微波旱情指数反演效果优于光学旱情指数;光学、微波旱情指数与降雨因素的相关分析也表明微波旱情指数与降雨的相关关系整体优于光学旱情指数与降雨的相关关系,且微波旱情指数与降雨相关关系较好的区域集中在黄河流域南部地区。     

归一化水体指数用于河南省干旱监测适用性分析

利用30 m分辨率的归一化植被指数（NDVI）图像信息熵对河南省气象站周边地表异质性进行分析,选取观测站周围地表较为均匀的站点实测土壤水分数据,通过计算归一化水体指数（NDWI）与实测土壤水分之间的相关系数,分析比较NDWI用于干旱监测的适用性。研究表明：信息熵方法可有效地对土壤水分观测数据进行筛选;在时间序列上,各站点实测值与NDWI具有负相关关系,在增强型植被指数EVI>0.4时相关性更高,说明在植被覆盖高的区域NDWI对土壤水分的反演更为敏感;空间上,根据地形将河南省分为北部、中部、南部和西部4个区域并选取第121、201、313天的土壤水分数据来分析与NDWI之间的相关性,在地形较为平坦的中北部地区NDWI与土壤水分之间负相关性最稳定且相关系数较高。根据NDWI空间分布可知,2014年河南省大部分地区均遭受了干旱,且干旱地区大部分位于平原,特别是北方地区受灾严重。总体来说,NDWI用于平原地区对作物进行干旱监测精度较高,并可预测干旱发展趋势及程度。     

泾河上游流域实际蒸散发变化趋势及成因分析

利用泾河上游流域1973—2012年的径流和蒸发皿观测资料,验证了该区域蒸散发量存在互补关系;在此基础上,利用区域内1966—2012年的气象资料,采用蒸散发互补关系模型估算区域实际蒸散发量,并进一步分析实际蒸散发的变化趋势及成因。结果表明,泾河上游流域蒸散发互补关系显著,平流—干旱模型计算该区域1966—2012年多年平均实际蒸散发量为529.4mm,总体呈减少趋势,变化率为-4.64mm/(10a)。季节变化上,春、夏、秋季的实际蒸散发量均呈下降趋势,其中夏季实际蒸散发量下降趋势显著,冬季蒸散发略有上升。通过分析实际蒸散发与气象因子的相关关系以及各气象因子变化趋势可知,研究区实际蒸散发的变化与降水、相对湿度和日照时数呈正相关关系,而与风速的变化呈负相关,该区域年实际蒸散发减少的主要原因可能是由于日照时数减少导致太阳辐射能量下降及降水量减少使可供蒸发的水量减少。     

2000-2016年黄河源区植被NDVI变化趋势及影响因素

NDVI是研究区域植被变化的重要表征性指数。基于2000—2016年的MODIS NDVI遥感数据和同时期地面气象数据,采用非参数检验方法曼—肯德尔法（Mann-Kendall）检验法、斜率变化趋势分析法、复直线回归分析法等多种时间与空间分析方法,研究了黄河源区生长季植被覆盖时空变化及其与气候因子的相关性,探索黄河源区植被与气候变化的时空耦合关系,分析了气候因素及人类活动对植被覆盖的影响。结果表明:黄河源区NDVI在2000—2016年期间没有特别明显的突变年份;源区70.4%的区域植被NDVI是增加的,增长率大部分处于0～0.004/a。复直线回归分析显示气象因素对源区植被生长变化起到主要的促进作用,99%的区域NDVI气候因素贡献值为正值。人类活动促使植被NDVI增加的区域占总面积的比例是55%,说明人类活动等因素对黄河源区的生态环境产生一定的积极影响,但仍有接近50%的区域人类活动使NDVI减少,高寒草地的退化的趋势没有得到有效遏制。     

基于GoogleEarthEngine的黄土高原植被覆盖度时空变化特征分析

[目的]探究黄土高原植被覆盖度变化的时空特征，揭示植被对气候因子变化的时滞效应，进而为地区生态保护与高质量发展提供数据支撑。[方法]基于2001年至2020年的黄土高原地区NDVI数据、气温和降水数据，利用像元二分法、一元线性回归和时滞偏相关分析等方法，开展地区植被与气候因子变化关系的研究。[结果]过去20年间，黄土高原植被覆盖度以0.076/10 a的速率增加，在空间上主要呈现极显著增加，但占总面积38.29%的区域植被覆盖变化波动较大。黄土高原月植被覆盖度与气温和降水呈现显著正相关关系，其中降水是影响植被变化的主要因素。植被对降水的响应滞后时间主要集中在3个月，而气温的滞后时间在空间上存在较大差异，东南部植被主要滞后0至1个月，而西北部植被主要滞后2至3个月。[结论]黄土高原植被变化主要受降水影响，20年间植被恢复情况良好，但变化波动较大，未来应继续生态保护工作进行巩固。     

河西走廊近40年地表土壤冻融状态变化特征

为探究河西走廊地区土壤冻融规律，基于ERA5-LAND逐小时地表温度数据，通过划分不同冻融阶段并结合Mann-Kendall趋势检验及线性回归法，分析河西走廊近40年地表土壤冻融状态变化特征。结果表明：(1)春季过渡期发生天数呈现平原多山区少，总体年均发生天数为65天以上，完全融化期发生天数整体上为北部多于南部，在同一纬度上呈东部多于西部，且发生天数为200天以上的地区不断增加；秋季过渡期年均发生天数最少，为50天左右，完全冻结期发生天数随海拔升高而增加，其中春季过渡期发生天数的空间分布随时间变化较明显。(2)春季过渡期和完全融化期起始日期由北向南逐渐推迟，南北差异最大为90天以上，且不同时期完全融化期起始日期空间分布变化明显。秋季过渡期起始日期与前者相反，由北向南逐渐提前，不同时期空间分布无明显差异。绝大部分地区在12月份进入完全冻结期，高海拔山区在11月份进入完全冻结期。(3)研究区大部分地区春季过渡期起始日期滞后，完全融化期起始日期提前，故春季过渡期发生天数总体以0.2天/年的速率减少，而大部分地区秋季过渡期起始日期滞后，致使完全融化期发生天数以0.3天/年的速率增加。研究区北部...