陕北退耕还林区植被NPP时空变化及其驱动因子

为了给陕北退耕还林区植被生产力评价及退耕还林等生态工程完成情况的评估提供科学依据,笔者应用美国蒙大拿大学提供的净初级生产力(NPP)产品 (MOD17A3),利用ArcGIS软件进行统计分析,研究区分NPP与气候因素（年降水量、年均气温）和土地利用类型转变的关系。结果表明：陕北退耕还林区植被NPP呈现南部高北部低的明显特征,2000—2013年植被NPP均值大部分区域在150~ 300 g C/(m²·a)之间,均值为134.23 g C/(m²·a);植被NPP年际变化除无植被覆盖区域,其他地区均为增加趋势;植被NPP与气候因子相关系数均表现为正相关与负相关并存,大部分地区NPP与降水量的相关性较强,与平均气温相关性总体没有与降水量相关性明显,且均有极小部分地区通过α＜0.05显著性检验;土地覆被的改变对该区域植被NPP的变化起着显著的推动作用。     

耕地净初级生产力及生态服务价值时空分异研究——以甘肃省白银区为例

耕地是人类赖以生存的基本资源,为促进甘肃省白银区耕地的持续健康发展,对研究区耕地净初级生产力(NPP)和生态服务功能的时空分异进行定量分析。结果表明,2004-2014年白银区耕地的NPP和生态服务单位面积价值总量略有上升,且耕地的NPP和生态服务单位面积价值在空间分布上有显著的区域差异性,可分成NPP和生态服务价值相对较低的北部区域和相对较高的南部区域。在北部区域,耕地生态服务单位面积价值为4.66万元/(hm2.a),NPP为 3.27 t/(hm2.a);在南部区域,生态服务单位面积价值为5.46万元/(hm2.a),NPP为5.38 t/(hm2.a);白银区耕地的生态服务价值主要以土壤保持和大气调节价值为主,占总价值的76.87%。     

基于NOAA/AVHRR数据的天津地区净初级生产力时空格局分析

本文基于CASA模型,充分考虑植被覆盖类型对光能利用率的影响及植被反照率对净辐射的影响,利用NOAA/AVHRR 1B卫星资料和气象资料估算了天津地区的植被净初级生产力（NPP）。估算结果表明：2007年天津地区植被NPP为3.86×109 gC/a,年平均NPP为335 gC/m2/a;蓟县、宁河与宝坻年NPP估算值居前三位;各季度对NPP总量贡献率依次为：夏季（62％）,秋季（21％）、春季（16％）,冬季（1％）;受物候和气候因素的综合影响,天津地区NPP具有明显的年际变化,利用年均NDVI可以较好地模拟天津地区NPP年总量,其模拟表达式为：     

基于Agro-IBIS模型的新疆农田生态系统净初级生产力时空动态及其对气候变化的响应模拟研究

为了系统地了解干旱区农田生态系统碳动态及其对气候变化的响应,笔者利用基于过程的新型全球动态植被模型(Agro-IBIS)模拟了1979—2009年间新疆农田生态系统净初级生产力(NPP)的时空变化,并通过相关性分析揭示农田NPP对不同气候因子和CO2浓度变化的响应。结果表明,在1979—2009年间,新疆农田NPP平均值为723.78 g C/(m2·a),总碳储量约为237.15 Tg C,净农田生态系统碳交换量(NEE)年平均值为-63.36 g C/(m2·a),并总体上呈碳汇特征。对新疆农田NPP的空间变化而言,除了在天山地区绿洲农田NPP出现较小幅度的减少外,总体变化呈逐步增加趋势。31年来,新疆农田年度NPP总量与年均气温的相关性比与降水量的相关性较高。说明以灌溉对新疆干旱区绿洲田生产力的影响远大于自然降水。经验证,Agro-IBIS模型对于新疆农田生态系统碳收支的模拟结果合理,可以为中国西北干旱区农田生态系统的固碳潜力的模拟预测和科学制定区域碳管理政策提供科学依据。     

植被NPP时空变化特征及驱动因子分析——以延安地区为例

基于2000—2009年植被净初级生产力(NPP)数据,结合气候、植被、地形和土壤4个自然因子,利用趋势分析和地理探测器等方法,揭示延安地区NPP时空变化及其驱动力。结果表明：（1）2000—2009年研究区NPP总体上呈波动上升趋势。（2）延安地区NPP的空间分布呈“南高北低”的分布特征。（3）降水、植被类型、高程和气温为延安地区NPP空间分布格局的主要驱动因子,任意2种自然因子交互作用的贡献率均高于单因子。研究区实施的退耕还林工程和气候波动变化是导致NPP年际增加的主要原因,NPP空间分异受多种自然因子的交互影响。开展NPP时空变化及其驱动力研究可为区域生态系统恢复提供理论依据。     

基于Agro-IBIS模型的新疆农田生态系统净初级生产力时空动态及其对气候变化的响应模拟

为系统地了解干旱区农田生态系统碳动态及其对气候变化的响应,笔者利用基于过程的新型全球动态植被模型(Agro-IBIS)模拟了1979—2009年间新疆农田生态系统净初级生产力(NPP)的时空变化,并通过相关性分析揭示农田NPP对不同气候因子和CO_2浓度变化的响应。结果表明,1979—2009年新疆农田NPP平均值为723.78 g C/(m~2·a),总碳储量约为237.15 Tg C,净农田生态系统碳交换量(NEE)年平均值为-63.36 g C/(m~2·a),并总体上呈碳汇特征。对新疆农田NPP的空间变化而言,除了在天山地区绿洲农田NPP出现较小幅度的减少外,总体变化呈逐步增加趋势。31年来,新疆农田年度NPP总量与年均气温的相关性比,与降水量的相关性较高。说明灌溉对新疆干旱区绿洲田生产力的影响远大于自然降水。经验证,Agro-IBIS模型对于新疆农田生态系统碳收支的模拟结果合理,可以为中国西北干旱区农田生态系统固碳潜力的模拟预测和科学制定区域碳管理政策提供科学依据。     

2000—2012年青海共和盆地植被净初级生产力空间变化特征分析

为了分析青海共和盆地植被初级生产力的变化特征,为该区植被资源管理及相关环境保护政策的制定提供科学依据。基于GIS技术,利用2000至2012年MOD17A3数据集的植物净初级生产力(NPP)数据分析了该地区植被NPP的时空变化特征。结果表明,青海共和盆地植被年均NPP的平均值为103.3 g C/(m²·a),最低为369.3 g C/(m²·a),最高为482.1 g C/(m²·a)。5种植被类型中,草甸年均NPP值最大,为128.8 g C/(m²·a);灌丛的年均NPP值最小,为34.9 g C/(m²·a);与2000年相比,2012年青海共和盆地年NPP大部分地区是增加的,年NPP减少的面积仅占总面积的0.68%;NPP的线性变化趋势以增加为主,NPP呈减少趋势的地区仅占总面积的0.7%,说明该地区的植被状况得到较好的改善。     

水稻地上部生物量及净初级生产力的定量分析

目前国内有关水稻的生物量和净初级生产力的定量研究未见报道,而水稻为中国最主要的粮食作物,因此,很有必要了解它的净初级生产力和生物量,通过利用1996~2005年的农业气象观测资料统计水稻的净初级生产力表明,播种至三叶期的NPP为3.65±1.36g/m²·d,三叶期至移栽前的NPP上升到14.34±15.18g/m²·d。移栽至分蘖期的NPP为2.98±1.79g/m²·d,分蘖至拔节期的NPP为12.11±4.37g/m²·d,拔节至抽穗期的NPP为19.35±4.66g/m²·d,抽穗至乳熟的NPP达到最大为29.89±13.71g/m²·d,乳熟期至成熟期的NPP有所下降,为8.81±11.51g/m²·d。与大多数植被相比,水稻的净初级生产力较高。三叶期的生物量为75.14±31.49g/m²,移栽前为156.84±48.99g/m²,移栽后为5.48±2.50g/m²,分蘖期为45.53±29.39g/m²,拔节期的生物量为213.11±54.78g/m²,抽穗期的生物量为567.83±117.87g/m²,乳熟期的生物量为889.70±173.99g/m²,至成熟期为1018.00±147.60g/m²。水稻的净初级生产力与叶面积指数有着极显著的直线正相关性。     

绥化市土地利用变化图谱分析

为了定量了解研究区土地利用类型转换关系及其变化强度与剧烈程度,笔者基于地学信息图谱分析,运用ERDAS8.5和ARC/INFO9.2软件,以马尔柯夫空间概率模型为基础,结合土地利用动态度模型及土地利用综合动态度模型,利用绥化市31年（1980-2010年）土地利用格局4期的空间数据（1980年、1995年、2000年、2010年）合成一系列土地利用格局变化图谱,通过图谱分析来了解绥化市的土地利用格局变化规律。结果表明：耕地大幅度增加,其净增面积346.4 km2,占研究区总面积超过13%,未利用地（滩地和沼泽地）面积急剧减少,净减少面积为440.9 km2,沼泽地完全消失。草地面积略有增加,增加面积12.1 km2,林地面积减少,减少面积为11.4 km2。城市建设用地净增加面积为29.7 km2。在过去的31年间,综合土地利用动态度急剧上升,土地利用格局发生剧烈变化,土地利用类型单一化明显,城市化进程加快,本研究区中部的滩地与沼泽地变化最为剧烈。     

长株潭地区土地利用/覆被变化的时空特征研究

为了揭示长株潭地区城市化快速发展时期的土地利用的数量变化和空间变化特征,加强土地空间管制和促进土地资源可持续利用,以1986年、1995年、2005年3期土地利用/覆被现状数据为基础,结合GIS技术,对长株潭地区的土地利用/覆被变化时空特征进行研究。结果表明：（1）林地和水田是长株潭地区的优势地类。这段时期内城镇建设用地和农村居民用地面积持续增加,水田面积持续减少。其他地类面积波动变化;（2）各种土地利用类型之间相互转换。大部分水田、旱地、林地、灌木林地和水域转换成了城镇建设用地。新增的农村居民用地主要由水田转换而来。城镇建设用地的增长呈现出依附原有建设用地增长和跳跃式的增长2种方式;（3）长株潭地区土地利用数量变化存在明显的区域差异。长沙市区、株洲市区和湘潭市区等地的土地利用类型的相对变化率较大;醴陵市、炎陵县和茶陵县等地的土地利用类型的相对变化率较小;（4）长株潭地区土地利用变化的年均变化速度不是很快。正向变化的土地利用类型有城镇建设用地、农村居民用地、水域和草地,其中增长变化最快的是城镇建设用地;其余土地利用类型负向变化,其中减少变化最快的是果园。研究认为,长株潭一体化进程的深入,城市化水平的提高和差异是长株潭地区土地利用发生时空变化和区域差异的主要原因。     

基于CA-Markov模型的甘州区土地利用变化预测分析

研究以张掖市甘州区为例,以黑河流域2000年和张掖市2007年土地利用/土地覆盖(LUCC)数据集的矢量数据、2014年Landsat 8 OLI_TIRS 8月份遥感影像和Google Earth影像为数据源,以Arc GIS10.1、ENVI 4.8和IDRISI 17.00为计算平台,利用CA-Markov模型对2014年土地利用变化进行模拟和预测,并将预测结果与2014年甘州区LUCC解译数据作对比分析,其Kappa系数为87.87%,表明预测与现实一致性较佳。最后对2021年甘州区土地利用分类进行模拟和预测。从预测结果可以看出:2000—2021年间甘州区耕地面积和建设用地面积呈现较快的增长趋势,未利用地面积呈现较快的减少趋势;林地和水域呈现缓慢地增长趋势;草地面积变化较小。简要分析了其变化原因主要归因于政策、社会经济、人口和科学技术几方面。对2021年甘州区土地利用变化的预测研究结果可为该区土地利用合理规划管理及经济发展政策的制定提供科学的决策依据。     

城市化进程与耕地变化协同性研究——以成都市为例

我国城市化进程已经进入加速发展阶段,城镇建设用地规模不断扩大,并已成为耕地面积减少的重要原因。本文基于成都市1978~2007年30年的统计数据,应用相关性分析法和协调度分析法分析了成都市城市化水平和耕地资源的变动情况,城市化水平与耕地变化的相关性,以及城市化水平与耕地资源的协调性。结果显示,30年间成都市城市化水平与耕地面积变化呈现出显著的负相关关系,城市化水平与耕地面积协调度呈阶段性分布,总体呈现出“调和和基本调和→不协调→调和和基本调和”的趋势。     

Urbanization Response Macro-analysis of Underdeveloped Hilly Areas in Central China

By investigating urbanization process of a typical village in Xinyang City, Henan Province, urbanization response characteristics and driving mechanism of underdeveloped hilly area were explored from the perspectives of population, economy, landscape and society. The results showed that reform of government macro-policy is a fundamental driving force for the urbanization of underdeveloped hilly area in central China which then is co-promoted by economic development and social needs. During the urbanization, rural population is transferred locally or to the neighboring areas, traditional agriculture is gradually transferred to professional and characteristic agriculture. Non-agricultural economy has become a major income source of the locals, and also a major force for shaping rural economic spaces and natural landscapes, leading to the binary landscape layout of village. Weights of environment and traffic are improved in selecting relocation site for rural households, traditional affinity and neighborhood relationship is weakened, spatial differentiation of social and economic structures in the village is enhanced, which are all new tokens of the villagers' values and life concepts, and will lead to the further urbanization.     

清代长白山地区土地利用/覆被变化驱动力及其环境效应

清代长白山地区土地利用/覆盖发生了剧烈的变化,是过去300年中国土地利用/覆盖变化(LUCC)最大的地区之一。笔者通过查阅历史文献、地方文献,分析了清代长白山地区土地开发过程、特点和趋动因子,指出了LUCC受自然和人类活动双重因素驱动。清朝政府对土地的开发政策、巨大的人口压力以及外国侵略者的入侵是清代长白山地区LUCC的重要驱动力。各驱动力以合力形式作用于土地利用/覆被使其变化,同时LUCC也对研究区的生态环境变迁产生了重要的影响。     

西部城市竞争力与西部城市化进程

西部地区城市化进程缓慢,一个重要的原因就是西部城市竞争力偏弱,因此培育西部城市竞争力,充分发挥中心城市的带动和辐射作用就成为推动西部城市化的一个重要手段。培育西部城市竞争力应注意从树立符合发展需要的新观念,加强对重点城市竞争力的培育,提高城市产业、企业的竞争力,加强人力资源的开发与管理,抓住机遇勇于创新、筑巢引凤招商引资,治理城市区域生态环境、建设生态城市等几个方面着手。