民勤绿洲边缘植被恢复与重建初探

干旱缺水是导致民勤绿洲边缘植被退化的根本原因,也是民勤绿洲边缘退化植被恢复与重建的关键限制因子。恢复存在着一个过去时间的参照系,要恢复民勤绿洲边缘植被到过去某一时期的状态是不可能的;提取地下水灌溉恢复退化植被只能加速植被的进一步退化;采用滴灌灌溉目前还不具备条件;集流降水也于事无补;而目前尚无抗逆性更强的植物种用以取代退化植被。目前只能做到:⑴实施封育保护,使其进入退化→自然稀疏→沙丘活化→储存降水→自然演替的过程,使其形成在现有水资源条件下的植物群落或植被;⑵破坏土壤表面结皮,储存有限降水提高沙丘水分;⑶充分利用农田边缘和渠道渗漏剩余水;⑷农业节水是根本。     

2001年以来甘肃民勤植被覆盖变化分析

以甘肃民勤为研究区域,以Landsat 5 TM和Landsat 8OLI影像为主要数据源(2001、2003、2005、2011、2013、2014年),系统分析了研究区的植被覆盖变化与驱动机制.并使用2014年遥感影像,通过像元二分模型计算了ARVI、AFRISWIR1、AFRISWIR2三种植被指数提取的覆盖度.结果显示:AFRISWIR2求算的植被覆盖度相较于ARVI、AFRISWIR1,与实际的植被覆盖度线性回归关系最好,相关指数(R2)可以达到0.84,均方根误差(RMSE)为0.7.在对2001-2014年民勤植被变化研究中得出:低植被覆盖度面积在不断减少,高中覆盖度植被面积在不断扩大,生态环境得到显著改善.通过重点植被变化区域和驱动力的分析可以得出,民勤石羊河治理工程和其他各种生态工程的实施,是民勤生态恢复最为本质的原因.     

基于MODIS NDVI的内蒙古大青山自然保护区植被覆盖度的动态变化特征

以大青山自然保护区2000、2003、2006和2009年4个时相的MODIS归一化植被指数产品(MODIS NDVI)为数据源,对其进行大气辐射校正以及进行空间图像运算,生成大青山自然保护区不同时序的植被覆盖度图,结合当地气象水文等数据分析大青山自然保护区植被覆盖度的时空变化特征。结果表明:(1)2000年以来大青山自然保护区植被覆盖度有明显增加,除了低覆盖度植被面积显著减少外,其他覆盖度植被面积均有增加。其中,中低、中覆盖度植被增加面积更明显。(2)近10a来大青山自然保护区植被覆盖度整体呈上升趋势,从2003年43.5%增加到了2009年的49.5%。(3)与2000年相比,2009年核心区、缓冲区、实验区植被覆盖度分别增加了14.07%、14.32%和12.97%。保护区建立以来,植被覆盖度明显增加。     

石羊河调水10 a来民勤绿洲生态脆弱性变化

为解决民勤绿洲的水资源问题,恢复民勤生态与环境,2000年9月,甘肃省开始建设景电二期向民勤调水工程,提灌黄河水输入民勤红崖山水库,向民勤调水。基于RS和GIS技术,借鉴和利用国内有关理论和研究方法,根据民勤绿洲的实际,建立环境评价模型。利用TM遥感卫星资料,对民勤调水前2000年和调水后2010年绿洲生态脆弱性变化进行评价,结果显示：极度脆弱区域为荒漠区,高度脆弱区域大部分分布在荒漠和绿洲的交界地带,中度和轻度脆弱区域为绿洲区;综合评价指数增加的区域为绿洲的南部地区和下游北部地区,综合评价指数减少的区域主要集中在绿洲的中部地区。2000年7月民勤绿洲面积占整个民勤区域面积的8.93%,2010年7月增大到11.98%,反映了石羊河调水10 a来,民勤绿洲恢复效果明显。     

近10 a来祁连山植被覆盖变化研究

NDVI作为植被生长状况及植被覆盖度的最佳指示因子,被认为是监测地区或全球植被和环境变化的最有效指标。基于2000-2011年250 m分辨率的MODIS NDVI数据并结合气候资料,采用最大值合成法、均值法、斜率分析法、相关分析法,研究祁连山生长季植被覆盖的时空变化及其与气候因子的相关性。结果表明：祁连山植被覆盖总体上自西向东递增,呈现东多西少的分布格局;植被覆盖变化存在明显的空间差异,表现为中西部植被覆盖增加,增加面积为79 149 km2,占祁连山总面积的52.93%;东部植被覆盖减少,减少面积为22 865 km2,占祁连山总面积的11.09%。近10 a来植被覆盖整体上呈增加趋势,生长季各月植被覆盖整体上呈增加趋势,全球气候变暖导致的降水增加是祁连山植被覆盖增加的主要原因。NDVI与气温、降水的相关性较高并存在一定的滞后性,6、7月NDVI分别与前期1月和前期2月的降水显著相关,相关系数分别为0.788和0.684;8、9月NDVI分别与当月、前期1月的气温极显著相关,相关系数分别为0.825和0.829。     

基于MODIS数据的湟水流域植被覆盖变化研究

利用2001年～2008年250m分辨率的MODIS-NDVI数据,并结合湟水流域的地形特征数据,对流域内8年来植被覆盖变化动态进行分析。结果表明:近8年来湟水流域植被覆盖总体呈下降趋势;大通河流域以高植被覆盖区和较高植被覆盖区为主,湟水干流以高植被覆盖区、较高植被覆盖区和中度植被覆盖区为主;基于地形特征的湟水流域植被覆盖分布差异显著,脑山区以高植被覆盖区和较高植被覆盖区为主,浅山区以较高植被覆盖区和中度植被覆盖区为主,川水区以中度植被覆盖区和低植被覆盖区为主。     

基于10年MODIS数据的锡林郭勒盟草原植被覆盖度变化监测

以MODIS长时间序列的植被指数产品为数据源,利用像元二分模型研究了2000～2009年8月锡林郭勒盟草原的植被覆盖度及其时空变化特征。并采用转移矩阵的方法,分析了年份间覆盖度高低变化的方向。结果表明:从2000至2008年锡林郭勒草原植被覆盖度总体呈上升趋势;在2000～2004年和2004～2008年两段时期内,均有较低植被覆盖度向较高植被覆盖度转化的趋势,后一时期覆盖度较低的植被恢复比前一时期好;低覆盖度区植被好转趋势明显,但高植被覆盖区存在轻微的退化现象;与往年相比,2009年因汛期干旱天气植被覆盖度明显降低。     

基于MODIS NDVI的青海高原植被覆盖时空变化特征分析

以2000-2014年MODIS NDVI数据为基础,综合利用MVC、SG滤波、Mann-Kendall检验等方法,对青海高原植被覆盖时空变化特征及其驱动因子进行了分析和研究。结果表明,受水资源、地形地貌类型等因素影响,研究区植被覆盖程度从东南向西北方向递减,植被生长发育周期区域差异性大,2000m以下的河湟谷地生长期最长,温度、降水量是其季节变化的重要驱动因子。15年间植被覆盖显著下降区域占11.3%,主要分布在柴达木盆地中部和青海高原东北部地区,32.1%的区域植被覆盖显著上升,分布在研究区中东部、青海湖、青南高原中部等地区,降雨量的增加和人类的改造活动是青海高原植被覆盖改善的重要影响因素。     

近40年来民勤绿洲空间变化研究

绿洲是一种独特的地理景观 ,如何合理、协调、持续地利用和开发绿洲是当今干旱、半干旱地区一项具有重大理论与现实意义的研究课题。以遥感及GIS为工具 ,借助地学信息图谱技术 ,以不同时相、不同尺度的数据源为基础 ,编制出 1 960～ 2 0 0 1年民勤绿洲分布图 6幅 ,在GIS中通过空间分析获得民勤绿洲空间变化图 5幅。研究发现民勤绿洲的空间变化可分为三个阶段 :1 960～ 1 973年绿洲扩展 ;1 973～ 1 994年绿洲稳定 ;1 994～ 2 0 0 1年绿洲迁移和不稳定时期。民勤绿洲演变是上游来水量的逐年减少、地下水的超量开采、人口的增加以及政策因素综合作用的结果。     

民勤荒漠区植被退化动态定位研究

白刺、沙蒿、麻黄是民勤荒漠区的主要植物种类,梭梭是当地主要固沙造林树种。定位监测表明:民勤5月下旬土壤含水率与灌木、草本植物和优势种密度及植被总盖度之间呈正相关关系。6~7月的降水量与灌木密度和植被总盖度之间呈正相关关系。5~7月的降水量和土壤水分是限制当地荒漠植被密度、盖度的关键因子。从群落类型看,深根性的麻黄和梭梭盖度比较稳定。从地貌看,流动沙丘和半固定沙丘上的植被较稳定,固定沙丘植被普遍严重退化。设置黏土沙障易形成沙面结皮,阻止降水下渗,不利于接收和保存有限的天然降水。     

基于MODIS的沙漠化地区植被覆盖度提取模型的研究

目前常用的植被覆盖度遥感反演模型,受限条件较多,所用系数精度不高。针对上述问题,提出了利用研究区域的实测最大和最小植被覆盖度确定反演模型系数的方法和基于MODIS影像数据的地面实测验证方法。经用该方法对毛乌素沙地沙漠化地区的植被覆盖度进行反演,并同步监测该区域的地表覆盖度对反演结果进行验证,结果表明地面同步实测植被覆盖度与反演的误差绝对值平均值为0.04,反演方法精度较高。研究表明本文提出的利用MODIS影像数据反演沙漠化地区地表覆盖度的模型、地面验证方法切实可行,适合对沙漠化地区地表植被覆盖度大范围且快速的遥感监测。     

基于TM影像的草原沙漠化植被盖度分析研究

植被盖度是草原沙漠化评价的重要指标,以TM影像为数据源,结合地面调查数据和对应点的NDVI值,建立了植被指数与植被盖度间的回归模型,利用该模型生成植被盖度分布图;同时利用前人的植被盖度计算经验公式,生成同一区域的植被盖度分布图,并分别对其植被盖度数据进行分级。对比分级结果,发现:通过大量的地面调查数据建立的盖度分析模型分类精度较高,总精度达到85.42%,而通过经验公式计算,效果相对较差,其分类精度仅有75.00%。     

古尔班通古特沙漠植被覆盖变化及其对沙尘天气的影响

利用1981～2003年逐月NOAA/AVHRR NDVI时间序列数据,分析了古尔班通古特沙漠荒漠植被覆盖的动态变化及其对沙漠南缘绿洲沙尘天气的影响。结果表明:近23年来古尔班通古特沙漠覆盖面积总体上呈现增加趋势,植被覆盖程度较高的区域分布在沙漠中部和西部,同时,这里也是23年来植被覆盖程度显著增加的区域;春、夏季植被覆盖与沙尘天气日数之间均呈现负相关关系,其中,夏季植被覆盖程度与沙尘天气日数之间的负相关最为显著。这说明在古尔班通古特沙漠植被覆盖程度与其南缘绿洲沙尘日数间存在负耦合关系,植被覆盖是影响沙尘天气发生及其强度的因子之一。     

民勤绿洲地下水环境动态研究

根据民勤绿洲1999～2008年51眼地下水位观测井资料和2010年采集的30个地下水水样资料,利用传统统计学和地统计学分析方法对该地区新时期地下水位时空变化动态和地下水化学特性进行了研究。结果表明:民勤绿洲地下水位近10年来总体呈逐年下降的趋势,年均降幅达0.52m;在引黄民调工程、石羊河流域分水方案等政策措施的影响下,2005、2007和2008年地下水位降幅均呈现减小趋势,并在2007年首次出现0.01m的回升;坝区和泉山区地下水位年均降幅较湖区分别高0.23m和0.52m,下降速度明显快于湖区;整个绿洲区地下水平均矿化度为3.34g/L,沿地下水流动方向,地下水化学类型变化较大,由坝区和泉山区南部的SO42--HCO-3-Na+或SO42--HCO-3-Ca2+型淡水-微咸水逐渐变为湖区的SO2-4-C1--Na+-Mg2+咸水-苦咸水。     

民勤绿洲湖区复合生态系统优化建设研究

民勤绿洲因水资源缺乏,导致了一系列生态环境以及经济、社会等问题,处于民勤北部的湖区这些问题更为突出。通过对民勤湖区生态环境恶化原因的分析,探讨了生态环境保护与重建和经济可持续发展模式,提出了民勤湖区生态与经济双赢的互动模式,旨在构建一个和谐长远发展的复合生态系统,重建民勤绿洲的生态、经济和社会平衡体系。     

博尔塔拉河与精河流域绿洲植被盖度变化特点及其驱动力分析

绿洲是维系干旱地区人类生存、活动与发展的基本场所。探讨植被盖度在时间和空间尺度上的动态变化及由此所引起的环境效应,对合理利用绿洲国土资源具有重要战略意义。本研究利用1990年到2005年遥感数据资料,计算了博尔塔拉河、精河流域绿洲植被盖度,分析了该地区植被盖度的历史演变特征。结果显示:(1)1990~2000年期间,植被退化型所占比例最大,弃耕型所占比例最低;(2)2000~2005年期间,植被恢复型所占比例最大,弃耕型所占比例最低;(3)1990~2005年的16年间,研究区总体呈现植被恢复趋势。结果也表明:影响研究区绿洲植被盖度的主要自然因素是年降水量和年蒸发量,而人口剧增带来的水土资源开发强度增大则是主要人文因素。     

民勤人工绿洲的形成、演变及其可持续性探讨

民勤绿洲已经有2 000多年的历史,自20世纪50年代以来已经逐渐变为一个人工绿洲。目前民勤绿洲面临极大的危机,水资源减少是关键原因。水资源危机主要表现为地下水位下降和地表入境水量减少。同时,人口和经济发展的压力也持续加大。民勤绿洲退化的自然因素:①气候变暖;②蒸发强烈。人为因素:①农业开发是引起水资源相对减少的关键;②国营农场、林场加重了流域内水土资源的负担;③人工渠系的建成减少了水资源的无效消耗,但影响了地下水位的可持续供给能力,从而导致绿洲生态系统的退化。民勤绿洲的退化给人们以诸多的启示。解决民勤绿洲危机的措施:①确立"以保护水资源为中心"的指导思想;②撤销石羊河流域的国营农场、林场;③对农业用水实行累计进价管理;④调整产业结构,推广节水技术,种植低耗水的作物。     

民勤绿洲物候季节划分及景观季相特征

本文根据甘肃民勤沙生植物园 1 974- 2 0 0 2年的物候观测资料 ,应用“植物物候频率分布型法”对民勤绿洲物候季节和季相特征进行了研究 ,通过分析 ,民勤绿洲物候季节可分为 4个大季段和 1 2个小季段 ,春、夏、秋、冬四大季段中冬长秋短 ,春夏居中 ,每个季段都具有明显的指示物候、典型的植物物候形态组合以及独特的季相特征。这一研究结果客观地反映了该地区自然季节更替的规律和景观季相的演变特点。     

民勤绿洲灌区地下水水化学特征及其演化驱动机理

通过分析民勤绿洲灌区55个地下水样的相关水化学指标,探讨该区地下水水化学特征及其演化驱动机理。结果表明:研究区地下水阳离子以Na~+和Mg~(2+)为主,阴离子以SO_4~(2-)和Cl~-为主;其中K~+、Na~+、Mg~(2+)、CO_3~(2-)、Cl~-、SO_4~(2-)表现为强变异性,而Ca~(2+)和HCO_3~-则表现为中等变异。研究区地下水水化学类型以SO_4-Mg型、Cl-Mg型、SO_4-Na型和Cl-Na型为主,沿着地下水流方向(坝区→泉山区→湖区),阳离子中Na~+逐渐取代了Mg~(2+)的主导地位,而阴离子中SO_4~(2-)一直占主导地位,但Cl~-的比重在不断增加。研究区地下水水化学组分主要来自岩盐、石膏等蒸发岩、碳酸盐矿物以及硅铝酸盐矿物的风化溶解。地下水水化学演化是由蒸发浓缩、阳离子交换和溶滤共同作用的结果。该研究结果可为民勤绿洲地下水资源评价、合理利用及其保护提供科学依据与决策指导。