基于CSCS方法的甘南自然植被NDVI时空分布特征研究

基于综合顺序分类系统(CSCS)模型,利用地理信息系统技术手段,模拟出甘南潜在自然植被类型图,并且结合国际地圈生物圈计划(IGBP)土地覆盖数据集,制作出甘南残存潜在自然植被分布图和残存潜在自然植被典型区分布图。在此基础上,利用2001-2010年MODIS数据分别研究了残存潜在自然植被分布区及其典型区的NDVI年度和月度变化特征。研究结果表明,1) 甘南残存潜在自然植被分布区面积达33 940 km²,占甘南总土地面积的92.53%;2) 残存潜在自然植被典型区主要分布在玛曲县、碌曲县及迭部县部分地区和夏河县北部,在舟曲、卓尼和临潭县分布较少;3) 甘南地区NDVI在2001-2010年期间都呈现出上升趋势,7种植被类型的月最大值出现在7-9月。     

基于CSCS的黑河上游潜在植被NPP及其水热关系研究

潜在植被NPP空间分布格局是植被长期适应自然的结果,是NPP与外界环境关系的反映,通过这种关系有助于理解地表碳循环发生的环境背景。本研究利用综合顺序分类法(CSCS)对黑河上游潜在植被进行模拟,通过植被反演计算潜在植被NPP总量以及累积量,探讨了潜在植被NPP与水热因子之间的相关性。结果表明,黑河上游潜在植被类型共有8个类,且具有明显的垂直地带性分布特征。潜在植被NPP积累量分布特征为河流流经的地区高于其他地区,在山区中,随着海拔的上升,NPP积累量呈先上升后下降的趋势,潜在植被的NPP积累量由黑河上游水热分布条件决定的。NPP积累量与≥0℃年积温在寒冷和寒温级内呈正相关,在微温级内呈负相关;与湿润度在干旱、微干、微润和湿润4个等级内呈正相关,在潮湿级内呈负相关。这种分布格局反映了潜在植被对生境和气候变化的多元适应性结构。     

中国潜在自然植被NPP时空分布格局变化及其对气候和地形的响应

综合顺序分类系统(Comprehensive and Sequential Classification System,CSCS)作为一种开放式、能划分全世界潜在自然植被类型的分类系统,对全球自然植被的宏观认知和自然植被资源的适度利用与科学管理有着重要的指导意义。研究基于CSCS理论,利用中国1982-2012年的气象数据(温度和降水量)和MODIS(Moderate-resolution Imaging Spectroradiometer)NDVI(Normalized Difference Vegetation Index)数据以及改进型CASA(Carnegie Ames Stanford Approach)模型模拟中国潜在自然植被NPP及其时空分布格局,并分析其对气候和地形的响应模式。研究结果表明:31年来中国潜在自然植被NPP总体上随着时间的推移呈现递增趋势,其在空间上的分布格局体现了明显的异质性,各CSCS类及类组的NPP差异较大;中国潜在自然植被NPP基本与温度、降水量和太阳辐射的时空变化保持一致,且随着高程、坡度和坡向的增加呈现出增加、降低和增加的趋势;各CSCS类型的NPP总体上体现了自然植被所需水热条件的水平和垂直地带性分布规律,与CSCS分类检索图保持一致性。研究结果对CSCS和全球变化的交叉研究具有一定的促进作用。     

碱化草场禁牧后植被自然恢复效果观测

齐齐哈尔市地处松嫩平原西部,现有草地面积55.07万hm2,草地"三化"(指退化、沙化、盐碱化)面积38.6万hm2,占草地面积的70%;而碱化面积7.9万hm2,碱化草地面积占草地面积的14.3%.碱化草地的治理问题一直未能得到有效解决.     

河西干旱区植被覆盖度时空格局分析

以河西地区草地植被为研究对象,基于长时间序列的MODIS和野外实测数据,探讨了现有的3种植被覆盖度反演模型在研究区的适用性,并以此为基础分析了2001–2015年河西地区草地植被覆盖度时空分布特征。研究结果表明,基于TVI的经验模型能够在大范围内较好地估算植被覆盖度;河西地区草地生长季植被最大覆盖度空间分布差异明显,植被覆盖度由东南向西北逐渐降低;2001–2015年间研究区植被覆盖度总体上呈现出极显著增加的趋势(P 0.01),但在空间分布上存在一定的异质性;植被恢复的区域主要集中在中、西部地区;退化草地零星分布在马鬃山北部、石羊河流域西部以及祁连山东段地区。     

宁对夏干草原不同放牧方式植被特征影响的研究

采用不同放牧方式，在宁夏干草原系统地开展了草地植物特性与生态学特性方面的研究，结果表明：实行六区的划区轮牧方式是科学利用该类草地的最佳方式，轮牧比对照草地生产力提高73．84％。     

气候变化对新疆天山山区自然植被净第一性生产力的影响

在利用天山山区10个有代表性的气象台站1961-2006年的历史气候资料对年平均气温和年降水量变化规律进行统计分析的基础上,采用周广胜、张新时的自然植被净第一性生产力模型,计算了近46年天山山区自然植被净第一性生产力的变化特征,并据此建立了自然植被净第一性生产力与年平均气温和年降水量的统计关系,在此基础上,估算了未来气候变化对自然植被净第一性生产力的可能影响。结果表明,46年来,年平均气温以0.029 ℃/a的速率升高,年降水量以1.38 mm/a的速率增多,受其影响,自然植被净第一性生产力平均以0.013 t/（hm2·a）的速率增长。20世纪70年代初是天山山区气候暖湿化变化和自然植被净第一性生产力开始明显增长的“突变点”。未来气候的“暖湿化”变化对提高天山山区自然植被净第一性生产力将产生积极影响,平均而言,在其他条件不变的前提下,年平均气温每升高1 ℃或年降水量每增多10%,自然植被净第一性生产力将增加4%~5%。     

准格尔煤田露天矿植被恢复的研究：排土场植被自然恢复的观察研究

对露天煤矿排土场上植被的自然恢复进行了研究，观察分析了排土场上植物自然侵入过程中所形成的先锋植被的种属构成及群落特点等，并对当地原生植被和新形成的植被进行了比较分析。试验结果表明，煤矿剥离生土上的植被自然恢复是一个漫长的过程，所形成的植被质量低劣；人工种草是保护矿山环境的必要措施之一。     

草食动物散放区植被生长影响因素研究

草食动物散放区植被的生长情况一直是动物园行业比较关心的重要课题之一,植被生长的好坏将直接影响到游客的观赏效果。哈尔滨北方森林动物园自2004年搬迁到现址以来,一直对草食动物散放区的植被生长进行了比较系统的观察和研究,经过近7 a的实践和摸索,现在的3个散放区中非洲草食动物散放区和马散放区2个区植被生长非常好,而鹿散放区目前植被还没有恢复。通过研究认为散放区内的植被类型、单位面积上饲养动物的种类和数量以及降雨量是决定散放区植被生长情况的重要因素。     

黄土高原森林边缘区退耕地植被自然恢复及其对土壤养分变化的影响

对黄土高原森林边缘区退耕地植被自然恢复及其对土壤养分变化影响的研究结果表明,该区植被演替虽然总体上具有典型森林区植被演替的特征,但多年生禾草阶段与多年生蒿类演替并没有表现出严格的先后顺序;群落物种多样性、丰富度、均匀度及物种替代率随植被恢复表现出由低而高,而后又降低的变化趋势。其变化的峰值阶段与多年生禾草阶段和多年生蒿类交错出现的阶段相吻合。土壤养分变化表明,该阶段也是退耕地养分消耗与累积处于平衡的阶段,具有明显的过渡性。不同养分对植被恢复的响应程度从高到低表现为:有效氮>有机质>全氮>速效钾>速效磷>全磷,而且在植被恢复过程中土壤养分累积具有明显的表聚性,尤以有机质、全氮、有效氮和速效钾表现明显。各养分的相关性分析表明,土壤有机质、全氮、有效氮与速效钾相互间显著相关,而全磷和速效磷与其余各养分间的相关性较小,而且磷素养分在植被恢复过程中的变化较小。对植被演替进行人工调控,应充分认识养分变化的这种差异。     

白银地区天然草地组成及其退化特征的调查分析

对白银地区天然草地植物区系组成、草地类型结构以及退化草地物种数、生活型构成、盖度、生物量等植被特征进行了系统调查与分析,研究了不同退化演替时期草地群落结构特征的空间变化规律.总结出该区有草地种子植物29科80属175种,天然草地7类;草地构成较单一,多为寡属(种)的科,且科分布集中,属、种分布分散.随草地退化程度的加剧,从初期到后期,高位芽植物最先消失,草地植物群落物种数和优势种密度急剧下降,群落盖度、豆/禾(生物量)比、鲜草产量与可食草产量百分数均呈逐渐下降趋势.     

基于AMSR-E数据的微波植被指数与MODIS植被指数关系研究

利用青南牧区2007－2010年的AMSR E亮温数据计算了相应的微波植被指数（Microwave Vegetation Index,MVI）,对MVI的月季动态变化特征进行了分析,同时结合相同时间序列的MODIS NDVI和EVI数据,对比分析了MVI和MODIS植被指数之间的相关关系,筛选出NDVI反演模型,并对模型的精度进行了评价。结果表明,MVI值随着植被的生长而降低;MVI与NDVI、EVI均有显著的线性负相关。其中,升轨低频MVI与NDVI的相关性最好,相关系数为0.58（P＜0.001）;MVI与MODIS植被指数之间的最优模型为NDVI=-0.85×MVI+0.84;利用最优模型将反演的NDVI与MODIS NDVI进行比较,两者差异较小,说明这一模型能较好地反映2种植被指数的关系。     

基于TM NDVI的库尔勒市域植被覆盖动态变化

以库尔勒市域为研究区,基于1990、1998、2006和2011共4期TM遥感影像提取归一化植被指数（NDVI）,将NDVI结果输入到像元二分模型中计算得到研究区各时期植被覆盖度,然后根据研究需要将植被覆盖度划分为4个等级,最后计算覆盖度差值并结合各级覆盖度转移矩阵和土地利用情况分析了库尔勒市域植被覆盖度动态变化特征。结果表明,在1990、1998、2006和2011年间,库尔勒市域总体植被覆盖情况有所改善,植被恢复改善面积比退化面积多23.8%,其中东南部的扇形绿洲平原植被状况改善明显,北部和南部区域植被有所退化。     

不同沙地植被对土壤酶活性的影响

通过对库布齐沙地的流动沙地、半固定沙地、固定沙地和人工种植的沙打旺和塔落岩黄芪植被的土壤酶活性进行研究,结果表明,固定沙地和半固定沙地土壤蛋白酶、脲酶、转化酶活性比流动沙地增加6.73%~59.09%,固定沙地酶活性最大,其次为半固定沙地,流动沙地活性最弱。多酚氧化酶在固定沙地和半固定沙地比流动沙地均有所减少。人工植被的土壤蛋白酶、脲酶、多酚氧化酶和转化酶的活性比天然植被分别提高了23.41%,37.10%,7.96%和47.41%。土壤蛋白酶和转化酶在夏季活性最大,脲酶在秋季活性最大,多酚氧化酶在春季和冬季活性大。蛋白酶、脲酶和转化酶在土壤表层0~2cm活性大,多酚氧化酶活性在0~20cm土层范围内变化不明显。     

基于综合分段优势的植被覆盖度模型比较

基于Landsat 8 OLI遥感影像选取9种植被指数,与野外实测植被覆盖度进行相关性分析,采用分段方式选择敏感植被指数,构建回归模型及FCD模型(forest canopy density mapping model,FCD)对渭干河–库车河三角洲绿洲植被覆盖度进行反演。结果表明:1)根据实测数据计算不同植被指数在不同植被覆盖度范围内的变化比例,从而确定0.3和0.7作为研究区植被覆盖度的分段点;2)分段回归模型与综合分段优势的FCD模型建模精度均约为79%,但综合分段优势的FCD模型建模集R2较高,RMSE较小,其验证结果优于分段回归模型,验证集R2为0.832,RMSE为0.154,精度为82.018%。综合分段优势的FCD模型更适合用于研究区总体植被覆盖度反演,可为干旱区植被覆盖度定量监测与生态环境评价提供依据。     

基于遥感技术的甘南牧区草地植被状况多年动态

结合遥感技术的草地植被监测是区域植被变化研究的重要组成部分和研究热点,为了能够更好地监测甘南牧区多年的草地动态变化,本研究以甘南牧区的草地为研究对象,引入了垂直植被指数(Perpendicular Vegetation Index,PVI),探讨了其在甘南草地遥感监测中的适用性及其精度,并以草地植被盖度、草地面积和草地地上生物量为主要监测指标,对2001-2012年间甘南草地的变化做全面连续的研究,从草地的生态和资源属性两方面说明甘南草地的变化状况,期望为甘南牧区生态保护和畜牧生产提供帮助。结果表明,1)在运用MODIS数据对地表植被覆盖度进行估算时,使用归一化植被指数(Normalized Difference Vegetation Index,NDVI)的像元二分模型对植被覆盖度的模拟较垂直植被指数PVI更准确,其精度可达88.14%。2)盖度分级结果显示,植被盖度最大和最小分别为2010年的76.63%和2002年的73.21%,12年间的变异系数(Coefficient of Variability,CV)为1.25%,年际变化很小;3)对草地面积动态变化的研究结果表明,近12年平均草地面积占甘南州土地总面积的85.47%左右,且草地面积的年际变化较小。4)在高寒地区,垂直植被指数PVI的指数模型较NDVI能够更好地估算甘南州草地地上生物量,总体估产精度可达70.48%,且能很好地模拟整个生长季的生物量变化。