灌丛化草原小叶锦鸡儿灌丛地上生物量测量方法研究

灌丛化草原已经成为干旱半干旱区的一种重要植被景观类型，在我国以内蒙古草原的小叶锦鸡儿灌丛化现象最为典型。为探索小叶锦鸡儿灌丛地上生物量的最佳测量方法，本研究在锡林郭勒盟镶黄旗和正镶白旗内选取了17个典型样地，对比了“标准枝”和“标准样方”两种直接测量方法获取的地上生物量精度。同时，采用real-time kinematic(RTK)获取到的高度、不规则冠幅面积等4种直接易测因子和衍生的3种复合因子，研究了在无损条件下间接测量地上生物量的可能性，构建了用于研究区小叶锦鸡儿灌丛地上生物量的估测模型。研究结果表明：1）运用“标准枝”法（R=0.95,P<0.01）预测的生物量要比运用“标准样方”法（R=0.84,P<0.01）预测的生物量更精确且对灌丛的损害性更小。2）在易测因子相关性分析中，单因子冠幅、不规则冠幅面积、不规则冠幅周长之间关系紧密，相关性系数均大于0.98(P<0.01)，可用于小叶锦鸡儿地上生物量的预测；高度与其他单因子关系一般，相关性系数为0.67～0.72(P<0.05)，但是基于高度因子衍生表征体积的冠幅与高度乘积因子、冠幅周长与高度乘积因子、...     

基于多源数据的京津风沙源区防风固沙功能变化

防风固沙功能是评估区域生态安全程度的重要指标,研究其时空变化和内部差异可为改善生态环境和促进生态系统可持续发展提供重要参考。基于京津风沙源区多源遥感数据,利用修正风蚀方程(RWEQ)和GIS空间统计技术,评估分析了2000—2017年京津风沙源区防风固沙功能时空变化及其区域内部差异。结果表明:(1)区域防风固沙功能明显提升,年均防风固沙量为40.06亿t,防风固沙能力为56.38 t/hm~2,且均随年份变化波动增加,年均增速分别为0.41亿t, 0.58 t/hm~2。其中,二期新增区域防风固沙能力高于一期工程区域。(2)在亚区尺度上,5个亚区整体防风固沙能力均呈增加趋势,其中鄂尔多斯高原沙化土地治理区增加最为明显,为1 611.35万t/a。其中,鄂尔多斯高原沙化土地治理区和坝上草原及华北北部丘陵山地水源涵养治理区是防风固沙功能的主要供给区,占比达57.96%。(3)在像元尺度上,区域自西向东大致呈现出高—低—高的变化趋势,评估期内有54.11%的地区防风固沙能力呈现增加趋势,变动值介于0.10～12.22 t/(hm~2·a)。此外,46.83%的地区防风固沙能力高于45.00 t/hm~2,防风固沙功能较强。     

基于不同风蚀模型的区域土壤风蚀变化及影响因素研究——以内蒙古自治区为例

基于遥感数据、气象数据等,利用RWEQ模型和风蚀预报模型对内蒙古自治区2000—2017年土壤风蚀进行评估并分析其驱动因素。结果表明：（1） RWEQ模型（R²=0.85,P<0.01）和风蚀预报模型（R²=0.43,P<0.01）的预测值与¹³⁷Cs示踪技术风蚀的值具有较好的相关性,其中RWEQ模型预测精度更好。（2）时间上,RWEQ和风蚀预报模型模拟的结果均表明2000—2017年内蒙古自治区土壤风蚀呈下降的趋势,下降趋势分别为0.73,1.18 t/（hm²·a）,2个模型模拟的土壤风蚀模数在2011年均达到最低值。空间上,2000—2017年,2个模型的模拟结果均表明内蒙古自治区土壤风蚀以微度和轻度侵蚀为主,其中剧烈侵蚀在整个研究区的占比较小（RWEQ 1.79%,风蚀预报模型5.45%）,主要分布于北方风沙区的西南部。趋势上,89.74%（RWEQ）和72.05%（风蚀预报模型）的土壤风蚀模数呈下降趋势,其中显著降低的区域主要分布于北方风沙区的巴丹吉林沙漠和乌兰布和沙漠。（3）大风天数对土壤风蚀具有显著影响,随着大风天数的增多,土壤风蚀呈显著上升趋势,植被覆盖度和降水量的增长在一定程度上可抑制土壤风蚀的进程。     

基于气象和遥感的黄淮海平原干旱监测

为了更全面、系统的对黄淮海平原进行干旱监测。本研究采用标准化降水蒸散指数(SPEI)以及温度植被干旱指数(TVDI)多角度分析了黄淮海平原的干旱时空变化。结果表明：1960—2016 年，黄淮海平原有微弱的干旱化趋势，其中有12 年发生年尺度干旱，且各地区干旱分布不均匀。黄淮海平原发生轻度干旱的频率最大，其次是中度干旱；2001—2016 年冬小麦主要生长期TVDI均趋于干旱化。不同生长期干旱等级与分布范围不同，2 月干旱发生强度大范围广，主要集中在研究区的北部和东部地区，3—5 月干旱强度减弱且面积减少，主要集中在河北省南部以及山东省的中东部地区。研究结果可对黄淮海平原的旱情进行监测和评价，并为农业生产，防旱避灾提供参考依据。     

晋北沙漠化地区土壤风蚀动态及防治效果

[目的]对晋北沙漠化区土壤风蚀状况及空间差异进行研究,以期为区域土地退化和京津风沙源治理工程的效益评估提供科学依据。[方法]基于耕地和林草地不同地表类型的土壤风蚀模型,逐像元地计算2001—2014年晋北沙漠化地区土壤风蚀状况及空间差异。[结果](1)2001—2014年晋北沙漠化区的平均土壤风蚀模数达到4.67t/(hm~2·a),处于轻度风蚀状态。区域分布上,北部区域风蚀状况明显高于南部。(2)研究区2001,2005,2010和2014年的平均土壤风蚀模数分别为6.83,3.89,4.36和2.55t/(hm~2·a);土壤风蚀总量分别为2.09×10~7 t,1.19×10~7 t,1.31×10~7 t和7.65×106 t。(3)晋北沙漠化地区植被覆盖度提高和风力减弱是区域土壤风蚀强度削弱的主要原因。研究发现风力作用的减弱贡献率约为77.7%,而植被覆盖度的提高的贡献率为22.3%。[结论]晋北土壤风蚀状况空间差异较大,风速减弱是导致区域土壤风蚀削弱的主要原因。晋北沙漠化地区植被覆盖度尚未恢复到良好的状态,生态工程建设还需进一步实施,生态工程实施的成果需加强保护。     

基于GIS的山西省煤田生态环境敏感性评价

煤田生态作为一种典型的人为扰动生态系统,在促进经济发展中发挥着重要的作用,也为维持生态系统稳定提供强有力的支撑。开展煤田生态环境敏感性评价是实现煤田分区管制的重要途径之一。本文以山西省六大煤田为例,采用GIS空间分析技术,从地形地质条件、生境、水资源环境、人为干扰等方面选取指标,构建煤田生态敏感性评价指标体系与评价模型,对六大煤田的水土流失敏感性、土壤沙化敏感性、人为扰动3个方面进行生态环境敏感性等级评价与空间分布特征分析。结果表明：（1）六大煤田土壤侵蚀敏感性中,不敏感、轻度、中度和重度敏感4个等级中结果占比依次为：18.7%、43.4%、25.6%和12.3%,引起土壤侵蚀敏感性高的原因是区域土壤类型以砂土、粉土为主,降水相对集中,地形起伏大,水力侵蚀较强。（2）中度和重度土地沙化敏感区占比10.4%和3.8%,形成原因多是冬春季节常年大风,降水少,地表干旱,土壤质地多为沙粒,植被覆盖度低。（3）煤田环境受人为干扰的轻度、重度和完全干扰面积占比分别为36.4%、38.2%和11.1%,宁武煤田北部、沁水煤田东南部、大同煤田南部受人为干扰的程度表现为完全干扰型,干扰景观类型是城乡居民建设用地、工矿用地、其他建设用地等,主要分布在城市及其周边区域。（4）生态环境综合敏感性轻度、中度、重度敏感区分别占研究区面积的20.3%、36.4%和11.1%,不敏感区占20.3%,敏感性等级高的区域主要分布在宁武煤田北部、大同煤田东南部、沁水煤田北部和东北部。研究结果可为煤田开发利用和生态保护提供数据支撑和科学依据。