黑河中游净初级生产力的人类占用时空分异

净初级生产力的人类占用(HANPP)是评估人类通过土地利用活动对生态系统影响的重要手段。采用遥感影像数据和社会经济统计数据,通过Thornthwaite Memorial模型、改进的CASA模型和全局空间自相关等方法,对黑河中游HANPP时空分异规律进行了研究。结果显示:(1)2001—2013年,在粮食产量逐年递增的情况下,黑河中游HANPP有明显的波动,与降水量的年际波动直接相关;HANPP率一直维持在较高的水平(38%~71%);(2)HANPP空间格局变化显著,从民乐、山丹的南部较高的地区转移到了张掖市区的远郊和山丹中部,HANPP的空间格局直接受制于实际净初级生产力的空间格局;(3)HANPP存在一定的空间正自相关关系,2001—2013年HANPP整体相关性几乎没有变化。该研究对作为生态脆弱区的黑河中游在未来权衡经济发展和生态保护具有借鉴意义。     

中亚草地NPP时空动态及其驱动因素研究

基于CASA模型和Miami模型计算中亚五国（哈萨克斯坦、塔吉克斯坦、吉尔吉斯斯坦、土库曼斯坦和乌兹别克斯坦）的草地净初级生产力（NPP）,旨在探究2001—2019年中亚草地NPP的时空动态及其驱动因素。结果表明：2001—2019年中亚地区草地的实际净初级生产力（ANPP）均值为118.9 g C·m-2·a-1;在空间尺度上,平原地区的草地ANPP随纬度增加而呈现由南到北逐渐增加的趋势,从平原到山地草地ANPP随海拔升高呈现明显的增加趋势;在时间尺度上,ANPP总体呈现不显著的增长趋势,近60%区域的草地ANPP未来的变化趋势将与过去相反,但不显著;在中亚草地ANPP增加的区域,人类活动占主导地位;在中亚草地ANPP降低的区域,气候变化是主要驱动力;中亚草地的ANPP与降水呈现显著正相关的区域达到67.8%,温度与中亚草地ANPP的变化关系不显著,降水是影响中亚草地ANPP变化的主要气候因子。     

干旱对我国西北地区生态系统净初级生产力的影响

根据西北地区139个气象观测站1980-2009年降水及温度资料,基于Z指数干旱指标,研究西北地区干旱时空特征;利用Miami模型估算该地区生态系统净初级生产力,分析干旱对净初级生产力的影响。结果表明:西北地区30年来,西部干旱有所降低,东部则出现加重趋势。生态系统净初级生产力年变化不规则,平均为524.5543g/(m2.a);空间特征明显,自东南向西北递减,新疆西北部又有所增加。该地区净初级生产力与Z指数线性相关极显著,随着干旱的发生,净初级生产力出现下降。出现轻旱及中旱的地区,净初级生产力较低;相对湿润的地区净初级生产力较高。     

近10年甘南牧区草地净初级生产力变化研究

以改进的CASA模型为基础,结合MODIS NDVI数据、气象资料,估算了甘南牧区草地2000、2005、2008年牧草生长旺季7月净初级生产力,并分析了其时空动态.结果显示:(1)甘南牧区草地净初级生产力(NPP)的空间分布基本格局是西南偏西和东北两区域最低,然后由西南-东北方向为轴心逐渐向内陆中心部分递增,该分布规...     

基于NPP的生态足迹法在内蒙古的应用

随着生态足迹理论不断完善和发展，其在可持续发展研究领域不断得到拓展和深化。为了使评价结果更符合当地特点，以内蒙古为例，根据水热模型得到当地净初级生产力，用当地净初级生产力估测均衡因子和产量因子，并运用生态足迹模型对2005年和2010年的生态足迹、生态承载力以及生态赤字/盈余进行量化分析，得到内蒙古生态状况的时空变化趋势，并利用回归分析法对研究区12个盟市生态赤字变化的驱动因素进行分析。结果表明：在时间序列上，内蒙古的生态足迹的增长趋势大于生态承载力，整体上可持续性呈下降趋势；在空间格局上，各盟市的生态状况从东北向西南逐渐恶化，其中，鄂尔多斯市最差，2010年生态赤字达0.9 km2•人-1。工业强度、产业结构是影响当地生态的主要驱动因素。     

石羊河流域植被净初级生产力时空变化及驱动因素

利用CASA模型（Carnegie-Ames-Stanford Approach）模拟石羊河流域2000—2020年植被净初级生产力（NPP），分析流域NPP的时空变化特征、稳定性和未来变化趋势，并从气候因素、地形因素和人类活动因素3个方面探讨对NPP的变化影响。结果表明：（1）2000—2020年石羊河流域植被NPP多年平均值为291.01 g C·m-2·a-1，呈不显著增加趋势，空间分布呈南高北低的分布格局。（2）2000年以来植被NPP呈增加趋势的区域占总面积的86.4%，其中极显著增加和显著增加的区域分别占6.7%和10.1%。（3）NPP变化在中等波动以上（变异系数Cv≥0.25）的区域所占比例为50.4%。（4）从未来变化趋势看，石羊河流域植被NPP恢复的持续性较弱，呈增加并反持续的地区所占比例达到57.1%。（5）流域的植被NPP变化与气温、降水均成正相关，对气温的响应更为敏感。NPP随海拔高度和坡度增加呈现增大后减小趋势，近年来流域实施的一系列人工造林、退耕还林还草等措施对植被NPP的增加具有明显促进作用。     

基于RBF神经网络模型的土地生态安全预警——以甘肃省张掖市为例

以张掖市为研究区域,在借鉴国内土地生态安全研究成果的基础上,依据PSR模型,结合2001—2012年土地利用的相关数据,建立土地生态安全预警指标体系。运用RBF神经网络模型对张掖市2013—2017年土地生态安全演变趋势进行预测,并结合预警指数和警度标准对2001—2017年的安全警况进行分析。结果表明:2001—2012年张掖市土地生态安全的压力系统的警度呈波动上升趋势,状态系统和响应系统的警度呈下降趋势,2013—2017年的压力系统将逐步由"中警"转变为"重警",状态系统将基本维持在"中警"水平,响应系统将处于"无警"状态;2001—2017年,张掖市土地生态安全警度呈略有下降态势,2013—2017年的预警指数将处于0.46左右,警度将处于"中警"状态。     

黄土高原城郊区植被生产有机物价值的时空差异

选取受人类活动影响深刻的生态脆弱区陕北黄土高原城郊区为研究区,利用研究区太阳辐射、降水量、日照率、地面长波辐射、土地利用等数据和区域生态服务价值测算模型测算了研究区植被净生产力、生产有机物价值的时空差异.结果表明:陕北黄土高原城郊区各类植被净生产力年际间变化大;陕北黄土高原城郊区植被净生产力空间差异显著,而且同一区域不同植被类型净生产力也不相同;陕北黄土高原城郊区植被生产有机物总价值随时间变化明显,其中榆林市城郊区年际间变化最大.     

近35年黑河中游临泽县荒漠化时空分异及景观格局变化

以黑河中游临泽县近35年Landsat遥感影像为数据源,基于3S技术、土地利用变化模型和景观格局研究方法,开展研究区荒漠化时空演变及景观格局动态研究.结果表明:研究区荒漠化土地面积总体减小,轻度荒漠化土地面积减少的幅度、空间位移和景观格局变化最大,中度和重度荒漠化土地面积及景观格局相对波动且逐渐向绿洲内部移动,极重度荒漠化土地移动距离最小且主体和景观格局相对稳定;在绿洲开发受限,荒漠化以重度和极重度为主的背景下,应以防治土地沙漠化和盐碱化扩张为主,合理调控绿洲开发活动,实现黑河中游绿洲的可持续发展.     

农牧交错区三生空间时空演变特征与影响因素——以内蒙古呼和浩特市为例

农牧交错区是我国北方重要生态安全屏障及粮食产地,探索其“三生”空间演变规律与影响因素对生态脆弱区国土空间优化及可持续发展具有重要意义。本文运用土地利用动态度、用地转移矩阵、地理探测器等方法研究2000—2020年内蒙古典型农牧交错区呼和浩特市“三生”空间演变特征及影响因素。结果表明：（1）研究期内呼和浩特市“三生”空间整体动态变化平缓（0.02%～0.04%）,生态、农业生产、牧业生产空间趋减,生活、其他生产空间增加。（2）2000—2020年呼和浩特市“三生”空间格局变化显著,主要表现为城区外围生活空间侵占农牧业生产空间,土默川平原及北部、东南部丘陵地区农业生产、牧业生产、生态空间相互转换;（3）研究区生态、农业生产、牧业生产空间在前10 a相互转化剧烈,2010—2020年有所减缓;生活、其他生产空间呈净转入状态并在后10 a突增。（4）平均坡度是影响农牧业生产空间布局的主导因素（0.24～0.4）,产业发展、人类活动和农业生产规模对当地空间格局影响较大,精细化治理背景下,政策引导的作用日益突出。     

基于CASA模型的吉林西部植被净初级生产力及植被碳汇量估测

将MODIS数据,气象数据与植被数据相结合,利用CASA模型与土壤微生物呼吸模型,计算2001-2010年吉林西部的陆地植被净初级生产力(NPP)和土壤微生物呼吸RH,在此基础上估算了净生态系统生产力(NEP),分析NEP变化规律和原因,估测吉林西部植被碳汇量,结果表明:研究区NPP呈自西向东逐渐增加的趋势;碳源主要分布在通榆、镇赉和大安土地盐碱化比较严重的地区,其植被碳汇量为-160-0gC·m-2·a-1;前郭、扶余、松原、长岭以及白城和镇赉的两个水田灌区的NEP为150-300gC·m-2·a-1,起到碳汇的作用;10年间吉林西部NEP总体上呈波动上升趋势,2010年碳汇能力较2001年增加了47.10gC·m-2·a-1。     

农牧交错区耕地净第一性生产力动态变化研究——以陕西榆林市榆阳区为例

以榆林市榆阳区1984～2003年各乡镇的粮食产量统计数据为依据,选用了适合农用地的净第一性生产力估算模型,对该区耕地净第一性生产力单位面积量及总量进行分区动态测算,以揭示生态环境对耕地净第一性生产力的影响.研究表明:(1) 1984～2003年间,榆阳区耕地净第一性生产力总量在波动中上升,20 a内总物质量从21.94×104 t/a增加到57.98×104 t/a,年度递增率为5.24%.(2) 在1984～2001年间,榆阳区北部耕地净第一性生产力远高于南部,且呈较快上升趋势,而南部黄土丘陵沟壑区的耕地净第一性生产力呈较平缓的波动变化,且略有下降.(3) 在1984～2001年间,榆阳区城区、近郊、远郊的差异性在单位耕地面积净第一性生产力上体现为城区＞近郊＞远郊;在耕地NPP总量方面,城区、近郊和远郊都表现为在波动中上升,三区变化以远郊波动幅度最大.(4) 榆阳区耕地净第一性生产力总量的大幅增长有农业投入增加的原因,但主要得益于该区的生态环境的改善.     

新疆玛纳斯河流域绿洲景观生态脆弱性时空分异

以2000年、2005年和2014年3期Landsat TM影像为基础数据,运用景观敏感度和景观适应度指数构建景观生态脆弱度评价模型,采用空间分析方法和统计学方法研究其时空分异特征以及空间关联格局,结果表明:(1)2000—2014年,耕地、建设用地和未利用地增加、林地减少较快,水域和草地缓慢减少,流域景观生态脆弱性呈上升趋势。其中,2005年以后脆弱性上升明显,结构性因素对景观格局变化的影响逐渐增大,但非结构性因素始终居于主要地位。(2)流域景观生态脆弱性具有高度的空间自相关性,表现为明显的空间关联性和空间依赖性,呈高-高集聚和低-低集聚、趋同空间正相关格局。(3)脆弱性空间分异较为显著。2000年以较低和中等脆弱区为主,两者所占面积比例为57.36%,较高和高脆弱区分布在西北部;2005年大部分地区处于较低和中等脆弱区,流域中下游较高脆弱区向东部延伸;2014年脆弱度水平明显增大,高脆弱区所占面积比例为10.9%,较高和高脆弱区向中游以及中上游扩张,城市空间扩张和建设用地扩大是导致脆弱度增大的主要动因。(4)中上游脆弱性空间扩张强度、方向、趋势与中下游脆弱性变化密切相关,说明人工绿洲建设进入高强度集聚规模和大规模生态外部性的空间发展阶段,应加强全流域统筹、全要素规划、全过程管理的生态建设与重构。     

额济纳盆地1977～2005年景观格局演化及其生态学机制

基于1977、1993、2001和2005年四期Landsat遥感影像资料,综合运用遥感与GIS技术,分析了近30年来额济纳盆地景观格局的演化特征及其生态学机制。结果表明:(1)乔木林的结构不合理和回复力较低导致其始终处于退化之中,对黑河输水量变化的响应具有滞后和延迟效应;(2)灌木物种生态型的多样性较高,使得灌木林对水分变动的响应表现出一定的弹性,在快速退化后保持相对稳定;(3)草本植物对水分变动的响应十分敏感,草地的面积和空间分布受黑河输水量影响最为显著;(4)沙地总面积持续增加,单个沙丘的规模增大,与沙尘暴发生频率减少但强度持续增大的趋势相一致;(5)水域和干湖盆的景观格局具有明显的波动特点,主要受黑河向盆地内的输水量与输水方式控制。     

黑河干流中游地区耗水量变化的历史分析

黑河流域水资源极其匮乏 ,加之地区上的配置不均衡和中游地区水土资源的过度开发导致了黑河下游严重生态环境问题 ,已影响到我国北方广大地区生态环境质量 ,受到国家的高度重视和全社会的广泛关注。黑河水资源开发利用主要集中在中游地区 ,该区是全国重要的商品粮、蔬菜和经济作物生产基地之一 ,耗水量占流域耗水量的 85 %以上 ,是黑河的主要耗水区和径流利用区。本文利用黑河上游控制站莺落峡站和中游控制站正义峡站水文资料 ,分析了黑河中游耗水量的变化 ,结果表明 :2 0世纪 80年代以前黑河中游耗水量在 4.2 0× 10 8m3 左右 ,比较稳定 ;进入 2 0世纪 80年代以来耗水量明显增加 ,80年代耗水量比 40年代末期至 70年代增加了 2 .0× 10 8～ 2 .5×10 8m3 左右 ;90年代耗水量又比 80年代增加了 1.6 0× 10 8m3 左右。 80年代以来流域耗水量呈明显增加的趋势 ,这是以人类活动影响为主的结果     

基于净初级生产力的春小麦生产潜力及估产研究——以甘肃省白银区为例

利用2010年白银区春小麦生长季(4—7月)空间分辨率为250 m的MODIS影像和气象站点的气象数据,通过CASA模型建立了基于MODIS数据的春小麦净初级生产力遥感估算模型,估算出白银区春小麦生长季的净初级生产力(NPP),通过春小麦NPP与干物质转换关系计算出春小麦生产潜力。结果表明:白银区南部春小麦的NPP和生产潜力均大于北部地区,其NPP最小值为42 g C·m-2·a-1,最大值为402 g C·m-2·a-1,且春小麦的生产潜力有明显的季节性规律。根据春小麦生产潜力与实际产量的拟合关系建立了产量估测模型,并对该模型做了精度验证与实用性评价,结果显示该估产模型均方根误差RMSE为76.33 g·m-2,相对均方根误差RMSEr为23.51%。     

中亚阿姆河跨境流域景观生态风险时空演变特征分析

以中亚阿姆河流域1995—2018年6期土地利用遥感数据为基础,应用景观生态风险指数模型、半方差分析、空间自相关等方法分析该跨境流域景观生态风险时空演变规律.结果表明:(1)自1995年以来,研究区景观格局发生了显著变化,裸地面积增加最多(22704.66 km2),以林地、草地、水体转入为主,水体面积减少最多,占比由...     

退耕还林（草）工程实施前后黄河中游生境质量时空变化分析

科学认识生境质量的时空变化特征及其发展趋势，对黄河中游生态保护修复以及高质量发展具有重要的现实意义。本文基于1992—2020年欧洲航空航天局逐年的土地覆盖数据，采用InVEST模型估算生境质量，运用Sen+MK检验和Hurst指数分析方法，探究了退耕还林(草)工程实施前后黄河中游的生境质量时空变化和发展趋势。研究结果表明：（1）整体上看，29 a来黄河中游地区生境质量整体较好，平均生境质量指数为0.652，但呈现小幅下降趋势（每10 a下降0.004），从局部上看，退耕还林（草）区生境质量呈现上升趋势（每10 a上升0.174），其中，2011—2020年上升趋势最为显著，10 a增加了0.656;(2)2001—2020年黄河中游地区生境质量发生时空变化的趋势类型以明显降低为主，但从不同时间段的发展来看，2011—2020年较2001—2010年生境质量向好发展的面积增多，体现在退耕还林（草）区的生境质量上升；（3）未来黄河中游地区生境质量发生时空变化趋势类型以明显降低和明显上升为主，且可持续性较强，明显降低区主要分布在汾渭平原以及城市集中发展区域，明显上升区主要位于山西省、陕西省...     

黑河中游土地利用变化对生态系统服务的影响

土地利用变化直接改变生态系统结构、功能和过程,是生态系统服务变化的重要驱动力之一。基于黑河中游2000年和2014年土地利用/覆被数据和相关地理信息数据,利用InVEST模型模拟了黑河中游2000年和2014年生境质量、土壤保持量、水源涵养和气体调节4种生态系统服务的价值及空间分布特征,并通过划分5 km×5 km的格网计算其与土地利用强度的Pearson相关系数,定量分析土地利用变化对生态系统服务的影响。结果表明:12014年,黑河中游生境质量一般,土壤保持总量6.92×10~8t,产水量3.93×10~8m~3,固碳4.55×10~7t;2从2000—2014年,生境质量、水源涵养和气体调节能力大幅下降,东南部表现最为显著,土壤保持功能基本稳定;3土地利用强度与土壤保持不存在显著相关性,与生境质量、水源涵养和气体调节服务均呈正相关关系,表明土地利用强度的增加在一定程度上有利于生态系统服务价值的提高。研究结果可为黑河中游生态系统管理提供借鉴。     

气候因素和人类活动对砒砂岩区植被净初级生产力的影响

砒砂岩区是黄土高原水土流失最严重的地区之一,其植被生长状况对该区控制土壤侵蚀和维护生态平衡起着重要作用。本文基于CASA模型和Rclimdex 1.0分别计算了2001—2021年砒砂岩区植被净初级生产力NPP和18个极端气候指数,采用趋势分析、相关分析、随机森林重要性排序、残差分析等研究了砒砂岩区NPP时空变化及其对气候因素的响应特征,并量化了气候因素和人类活动对砒砂岩区NPP的相对贡献。结果表明：（1）2001—2021年砒砂岩区NPP变化呈显著增加趋势,但未来82.5%的区域NPP将由增加趋势变为减少趋势。（2）年际尺度上,砒砂岩区NPP与年均气温、年总降水量、极端强降水指数主要呈正相关,与冷夜日数TN10P、气温日较差DTR呈负相关。季节尺度上,春季均温以及暖夜日数增加有利于NPP增加,且存在滞后影响。夏季暖昼日数增加不利于植被生长,且NPP对夏季暖昼日数存在3个月的滞后响应。夏季极端强降水有利于NPP增加,而夏季干旱不利于植被生长,且NPP对持续干燥日数CDD存在3个月的滞后响应。（3）气候因素和人类活动共同促进了砒砂岩区NPP增加,裸露区和覆沙区气候贡献占主导地位,气候因素...