退耕还林对喀斯特地区土地利用景观格局影响的定量化评价

近十几年来,退耕还林(草)工程的实施改变了贵州省普定县喀斯特地区土地利用/覆被空间格局,有效地改善了该区域的生态环境质量。在遥感和地理信息系统技术的支持下,基于主成分分析方法,以1999、2003和2009年TM遥感影像数据为主要数据源,定量分析和评价退耕还林(草)工程对土地利用及景观格局特征的影响。结果表明:1)1999—2009年间,退耕还林(草)工程实施后,普定县土地利用景观格局变化呈现出土地利用面积的动态变化、景观异质性和景观结构与形状变化的特征,其中土地利用面积动态变化与景观异质性改变为整个研究区景观格局变化的主导因子。2)从面积变化上看,研究区大量耕地、裸地转化为林地、草地和建设用地,其中林地、草地和建设用地面积呈现快速增长的特征,面积分别增加了53%、50%和140%,同时耕地面积减少了133.32 km2,减少幅度明显。3)从结构与形状指数上看,区域景观斑块总数量呈上升趋势,平均斑块面积有所下降,生态系统格局呈现破碎化加剧的趋势。4)从景观异质性上看,优势组分更加多样化,景观异质性程度逐渐上升,生态景观整体趋于规整,其中林地、草地和建设用地空间更加集聚化,但耕地和裸地分布分散化,破碎度有所上升。研究结果有助于指导退化喀斯特生态系统的恢复与重建。      

城市潜在绿色廊道构建方法——以常州市为例

在RS和GIS的支持下,利用遥感影像分类、斑块连通性分析和耗费距离模拟等方法形成一套完整的城市潜在绿色廊道构建体系。首先采用最优指数(OIF)和决策树(QUEST算法)获取城市绿地斑块空间布局,分析绿地斑块间的连通性;然后利用Spearman秩相关等统计方法确定不同连通指数对连通阈值的敏感程度,优选最稳定的连通指数划分绿地斑块的重要性等级,将具有较高重要性值的斑块作为绿地"源"和"目标";最后选用频率比方法改进耗费距离模型的成本表面,在不同空间尺度下,情景模拟城市潜在绿色廊道的空间布局,并对模拟结果进行定量分析与评价。结果表明:最优指数结合决策树方法的分类总精度为90.35%,Kappa系数为0.86,提取绿地面积占城市总面积的22.88%,大面积绿地斑块主要分布在滆湖的西部和太湖的北部;整体连通指数(IIC)具有较高的稳定性,在200～2400m的距离范围内,其dIIC的Spearman秩相关系数变化值最低(0.21);在600m的距离阈值下,以dIIC值大于1%作为标准,确定竺山斑块为绿地"源"及7个主要的绿地斑块为"目标";在不同空间尺度下,模拟的潜在绿色廊道的变形系数ξ值相近(1.28),其空间格局受研究尺度的影响较小。最后进一步探讨该方法体系实践的可行性,为城市绿地系统规划和建设提供科学合理的参考和依据。     

基于SPOT/VGT NDVI的大区域农作物空间分布

随着遥感技术在农业上的广泛应用,及时准确掌握小区域农作物长势和分布的方法相对成熟,但对于省级以上的大区域而言,进行作物遥感测量涉及数据、耗费时间和经费等问题,而中国的农业普查制度又存在时效性的问题。以江苏省为研究区,利用SPOT/VGT NDVI长时间序列数据作为农作物分布研究的底图,分别与研究区农业普查数据和野外调查样方数据进行农作物空间分布的统计回归分析和对比,结果表明：对于大区域而言,SPOT/VGT NDVI长时间序列数据对农业作物生长期特征监测有较好地反应,其逐旬的时间分辨率可以弥补空间分辨率的不足,可有效地对农作物长势进行动态监测;农业普查数据、野外调查样方与SPOT/VGT NDVI时间序列分类结果结合进行回归分析,基本可以满足空间分布情况的调查研究,相对于遥感分类法和传统抽样调查等方式,该方法可以高效率低成本地掌握大区域农作物空间分布情况。     

杨麦间作系统对太湖流域土壤氮流失的削减效应

过量施肥造成的农业面源污染已成为太湖水质下降及富营养化的主要原因之一。该试验在距离太湖湖岸带约1 km的小麦种植区对2种杨麦间作密度(其株距均为2 m,行距分别为5 m(AS1)和15 m(AS2))削减土壤氮流失效应进行研究。结果表明:杨树林冠层对降雨的截留主要集中于4-10月,AS1间作密度下林冠层对降雨的截留幅度达8.6%~44.5%。由于林冠层对降雨的再分配作用导致的径流量AS1R(去除枯落物:Remove litter)处理显著低于AS2R和MSL0(单作麦地中未铺设枯落物处理)处理(P0.05)。在整个小麦生长季,AS1S(有枯落物覆盖:Save litter)处理径流中TN、NO3--N平均浓度、流失量均显著低于MSL0(P0.05)。60 cm土层AS1S平均淋溶水量、TN、NO3--N平均浓度和流失量与AS2S、MSL0之间均存在显著差异(P0.05)。在杨树落叶期,AS1系统有枯落物覆盖下地表径流量、TN、NO3--N平均浓度和流失量均显著低于无枯落物处理(P0.05)。而AS2系统有无枯落物覆盖之间差异则不显著(P0.05)。在去除冠层及枯落物影响后,AS1R处理60 cm土层淋溶水量、TN和NO3--N淋溶流失量均显著低于20cm土层(P0.05),而MSL0系统下20、40、60 cm之间差异均不显著(P0.05)。由此可见,株行距为2 m×5 m的杨麦间作密度对地表径流、淋溶及氮流失的削减效应更显著。     

基于SPOT/VGT NDVI的大区域农作物空间分布

随着遥感技术在农业上的广泛应用,及时准确掌握小区域农作物长势和分布的方法相对成熟,但对于省级以上的大区域而言,进行作物遥感测量涉及数据、耗费时间和经费等问题,而中国的农业普查制度又存在时效性的问题。以江苏省为研究区,利用SPOT/VGT NDVI长时间序列数据作为农作物分布研究的底图,分别与研究区农业普查数据和野外调查样方数据进行农作物空间分布的统计回归分析和对比,结果表明：对于大区域而言,SPOT/VGT NDVI长时间序列数据对农业作物生长期特征监测有较好地反应,其逐旬的时间分辨率可以弥补空间分辨率的不足,可有效地对农作物长势进行动态监测;农业普查数据、野外调查样方与SPOT/VGT NDVI时间序列分类结果结合进行回归分析,基本可以满足空间分布情况的调查研究,相对于遥感分类法和传统抽样调查等方式,该方法可以高效率低成本地掌握大区域农作物空间分布情况。