基于CA-MARKOV模型的江苏沿海土地利用变化情景分析

以江苏沿海为例,基于2000年、2005年、2010年TM影像解译数据,分析了江苏沿海土地利用类型的动态变化,结合转移矩阵和CA-Markov模型,设定了自然发展趋势、生态环境保护管理和城市规划与区域发展3种不同的情景进行模拟预测。结果表明:(1)2000—2010年耕地、草地、林地面积有所减少,其他面积有所增加,2005—2010年城乡居民用地增加1 341.45km~2,耕地减少1 147.65km~2,城镇化发展速度较快,建设用地占用大量生态用地。(2)自然发展趋势情景与生态保护情景相比,林地、草地的面积变化不大,仅城乡居民用地面积多出583.68km~2,说明该情景既保护生态环境也保证城乡发展;生态保护情景下城乡居民用地面积10年间仅增长684.78km~2,说明该情景下生态环境虽然得到保护,但也限制了该区域城镇化发展;城市规划与区域发展情景下城乡居民用地比2010年增加3 963.35km~2,而耕地、林地和草地面积大幅度减少,说明过分强调城市的发展,不仅会导致耕地面积大幅减小,威胁粮食安全,也会对当地的生态系统带来巨大的危害。通过对不同情景的模拟,可为区域土地规划、生态保护以及可持续发展提供决策依据。     

基于林业清查资料的桂西北植被碳空间分布及其变化特征

基于2005-2010年林业资源清查数据,采用材积源生物量法,运用地理信息系统技术,估算和分析了桂西北植被碳密度及其储量的空间分布及其变化。结果显示:(1) 研究区域从2005年到2010年呈现碳汇变化趋势,植被碳储量由4.19×10⁴t增加到4.27×10⁴t(增幅为1.84%),植被碳密度从29.04t/hm²增加到29.57 t/hm²。(2) 从治理措施、林种起源方式及林种类型来看,自然保护区的植被碳密度最大,超过40 t/hm²。2005-2010年,人工植苗、直播、飞播和萌生方式植被碳密度增加,退耕还林工程的植被碳密度均呈明显增长(增加3.00 t/hm²),所有林种碳密度都呈不同程度的增长。 (3)植被碳密度空间分布上,大致表现为西部高、中东部低,北部高、南部低。西部区植被碳密度均值超过40 t/hm²,中东部区植被碳密度均值低于25 t/hm²。植被碳密度变化在空间分布上表现为无论是非喀斯特区还是喀斯特区的植被碳密度都有增长趋势,其中有7个县市植被碳密度升级为更高等级。研究表明,随着退耕还林、生态移民等治理措施的实施,区域植被碳密度显著增加,生态环境好转。     

基于EMD北海道地区50年降水及南方涛动的分析

[目的]树木年轮δ18O资料有助于重建过去降水情况;利用EMD法分析北海道地区50年的降水情况及南方涛动指数(SOI)。[方法]利用北海道大学地球环境科学学院实验室的橡树树轮资料和NCEP公布的1953~2002年的SOI资料,采用EMD法对北海道地区的树轮的δ18O进行分析。[结果]该地区的降水存在着3、6、11、22、33年的周期。对SOI进行EMD的分析发现,南方涛动同样存在着3、6、22、33、50年的周期;而SOI指数能够反映南方涛动现象。通过对比这两个EMD结果,在相同的时间范围内,北海道地区的降水与南方涛动的周期尺度基本上是相同的,进而推测,北海道地区的降水在很大程度上受到南方涛动的影响。[结论]通过分析得到的北海道地区降水多时间尺度周期,对分析我国的降水资料有一定的启示作用。     

基于遥感影像的桂西北喀斯特区植被碳储量及密度时空分异

本研究基于1990年、2000年和2005年遥感影像数据, 结合高程、气象与样地调查等数据, 运用地理信息系统技术, 对桂西北喀斯特区植被碳储量及密度进行了分析。研究结果表明: 从1990年到2005年, 研究区域植被碳储量与密度呈增加趋势, 1990年、2000年和2005年植被碳储量分别为1.03×10⁸ t、1.41×10⁸ t和1.63×10⁸ t, 植被碳密度分别为14.82 t·hm^-2、20.38 t·hm^-2和23.49 t·hm^-2, 基本与四川省(18.47 t·hm^-2)、江西省(25.38 t·hm^-2)植被碳密度值一致; 在空间分布上, 区域植被储量与碳密度大致呈现西高东低、中低山(海拔>500 m)高而峰丛洼地(海拔<500 m)低的分布格局, 1990年西部大部分县市的植被碳密度为15~22 t·hm^-2, 而中东部大部分县市的植被碳密度为8~15 t·hm^-2; 而时间上的变化在空间上表现为, 植被碳储量与密度不同程度地表现为低值区的东部增加, 高值区的西部减少或轻微增加, 典型喀斯特区植被碳密度增加明显(1990年和2005年植被碳储量比例分别为45.54%和51.99%)。研究结果表明, 峰丛洼地植被碳储量与密度显著增加, 生态环境移民、退耕还林等石漠化治理措施效果显著, 有利于增强区域植被碳汇。     

喀斯特生态系统服务价值时空分异及其与环境因子的关系

揭示西南喀斯特生态系统服务价值时空变化特征及其与环境因子的关系是喀斯特地区生态恢复与重建中亟待解决的问题。本研究基于多时相遥感影像、气象观测数据和统计资料,对桂西北典型喀斯特地区1985～2005年的生态系统服务价值进行定量评估与分析,并利用典范对应分析方法对其与环境因子的关系进行探讨。结果表明:1985年-2000年-2005年期间生态系统服务价值呈先降后升的"V"字形变化趋势,3个年份分别是1096.52亿元、1033.84亿元和1062.57亿元;营养物循环、调节气体、有机质生产和土壤形成价值较高,其总贡献率分别为72.69%、70.18%和72.10%;而涵养水源、土壤保持和娱乐文化相对较低,都远低于100亿元。林地和灌木是生态系统服务价值的主要贡献景观类型,两者的总贡献率在3个年份分别是71.22%、73.66%和67.03%;居民用地和石漠化地的生态系统服务价值非常低,3个年份贡献率分别仅有0.62%、0.52%和0.76%。CCA排序图显示生态系统服务价值与环境因子存在紧密关系,坡度、海拔等环境因子对生态系统服务价值的影响较大,且其影响存在显著的空间分异特征。研究区域生态系统服务价值呈由西向东减少的空间分异特征;1985～2005年期间,典型喀斯特地区生态系统服务价值显著增加,而非喀斯特地区生态系统服务价值明显减少。表明生态环境移民和退耕还林等石漠化控制措施实施效果显著,有利于生态系统服务的发挥。     

白洋淀流域景观空间格局随高程分异研究

在ERDASIMAGE中对白洋淀流域2000年的TM数据解译处理,并在ARCGIS和景观结构分析软件FRACSTATS软件的支持下,计算出不同高程带下景观格局指数,并做进一步的分析,结果表明:白洋淀流域景观格局受高程影响显著,分别表现在景观水平和景观要素类型上,空间格局特征随高程呈有规律的分异,但是人为景观类型耕地和居民点表现出与自然景观草地和林地随高程变化不同的分异特征。同时,白洋淀流域东部的人为景观与西部的自然景观也表现出不同的景观格局特征。耕地作为白洋淀流域的主要景观类型,对各个高程带的总体景观格局影响很大。而丘陵区由于其位于农牧和林牧交错带,也表现出与其它高程带不一致的格局特征。     

基于EMD的洪涝灾害成灾面积波动的多时间尺度分析——以湖南省为例

应用经验模态分解(EMD)方法分析了湖南省1949~2002年洪涝灾害成灾面积波动情况。结果表明:湖南省洪涝灾害成灾面积存在着准3年、准8年和准22年左右特征时间尺度的周期性波动;分析各时间尺度周期性振荡的贡献率,其中以准3年时间尺度成灾面积振荡的贡献最大,即湖南省洪涝灾害成灾面积波动以准3年时间尺度为主;从各时间尺度的振荡看,自20世纪80年代中期以来,洪涝灾害成灾面积的波动频率增加,洪涝灾害成灾面积仍处在增加阶段,同时近年来洪涝灾害成灾面积振荡幅度增大,即某些年份可能会出现大灾,说明湖南省洪涝灾害强度加剧,频度增加。并进一步分析了洪涝灾害加剧的成因,提出相应减灾对策。     

基于EMD的河北省人口净增量与粮食净增量的相关分析

用EMD方法首次对河北省的人口净增量与粮食净增量关系进行比较分析。结果表明:河北省人口净增量的波动周期为3.6、9.0和23.0年;粮食净增量的波动周期也为3.6、9.0和23.0年,两者的波动周期完全吻合。将其IMF分量进行对比,发现粮食净增量变化要滞后于人口净增量的变化。这一滞后性应引起注意,要加大科技投入,改变这种粮食产量的提高依赖于劳动力数量的趋势,要着眼于长远,制定符合社会经济发展和粮食安全问题的科学人口政策。     

基于EMD的洪涝灾害成灾面积波动的多时间尺度分析

应用经验模态分解（E如）方法分析了1950-2002年全国洪涝灾害成灾面积波动情况。结果表明：（1）洪涝灾害成灾面积存在准3年、准6年、准11年和准50年左右特征时间尺度的周期性波动；（2）各时间尺度的周期性振荡的贡献率中以准3年时间尺度的成灾面积振荡的贡献最大，说明洪涝灾害成灾面积波动以准3年时间尺度为主；（3）从各时间尺度的振荡来看，自70年代中期以来，洪涝灾害成灾面积的波动频率增加，从各时间尺度振荡的趋势看，洪涝灾害成灾面积仍处在增加阶段；而且近年来洪涝灾害成灾面积振荡的幅度增大，说明洪涝灾害强度加剧，频度增加。因此，应充分利用高科技手段对洪水进行实时跟踪、预报，尽可能减少其损失。