基于多源时序NDVI的稀土矿区土地毁损与恢复过程分析

为分析稀土开采的时空分布及矿区土地毁损与恢复过程,该文以岭北稀土矿区为例,以1990—2016年的HJ-1B CCD、Landsat 5和Landsat 8遥感数据为数据源,结合回归分析法、遥感时序NDVI分析方法,对岭北稀土矿区的稀土开采状况及土地毁损与恢复情况进行分析。为减少不同数据由于传感器自身原因而带来的NDVI误差,采用回归分析法构建HJ-1B CCD、Landsat5/8数据的NDVI转换方程并利用均方根误差对转换方程的精度进行检验。结果表明:HJ-1B CCD、Landsat5/8数据的NDVI影像对应转换方程的R2值均超过0.9以及模拟影像与真实影像之间的均方根误差值均小于0.05,说明HJ-1B CCD、Landsat5/8的NDVI数据之间存在较为显著的线性正相关,所求的转换方程具有较高精度,可以消除数据来源差异对NDVI的影响;稀土开采时空分布分析表明岭北稀土矿区在2001—2004年、2006年的开采面积较大,均超过1 km~2,其中2006的开采面积最大,达到2.546 1 km~2;稀土开采在空间分布上较为分散,不仅增加了监管的困难,造成了资源的浪费,还一定程度上增加了治理困难;土地毁损与恢复分析表明受到人为扰动的区域占矿区总面积的54.59%,其中受森林砍伐扰动影响的面积最大,为86.5341 km~2;稀土开采扰动的土地面积为11.354 4 km~2,其植被恢复的平均加权时长为11年。其中复垦恢复的面积为5.004 9 km~2,仍有6.349 5 km~2的区域植被未恢复,急需治理。该研究能较好的反映稀土干扰下的土地毁损与恢复过程,为岭北稀土矿区的生态环境治理及矿区的可持续发展提供借鉴。     

基于地形因子的鄱阳湖地区土地利用格局变化分析

为研究土地利用空间格局变化地形特征,采用1990年、2000年、2010年、2013年4期鄱阳湖地区Landsat TM解译数据及DEM数据,借助地形位、分布指数、地学信息图谱方法,深入探讨了1990—2013年鄱阳湖地区不同地形下土地利用格局的变化特征。结果表明:(1)1990—2013年,鄱阳湖地区土地利用类型以耕地、林地、水域为主,三种类型面积占比均在90%以上,建设用地快速增长,由1990年的1 387.42km~2增加到2013年的2 413.98km~2,增加了1 026.56km~2,耕地、未利用土地、林地面积分别减少513.39km~2,399.04km2,123.75km~2;(2)1990—2013年,土地利用格局变化具有地形效应,低地形范围优势分布耕地、建设用地、水域,高地形范围林地优势分布,未利用土地、草地零散分布对地形变化适宜性较强;(3)1990—2013年,研究区土地利图谱以稳定型和中期型为主,面积分别为48 457.44km~2,2 014.56km~2,稳定型图谱的优势区域位于高、低地形范围,耕地、林地、建设用地变化稳定;低、中高地形范围是中期变换型的优势分布区,主要表现为未利用土地—未利用土地—水域—水域、耕地—耕地—建设用地—建设用地。     

胶东半岛省级重点预防区水土流失动态变化特征研究

基于RS、GIS技术开展监测,采用定性和定量相结合的综合评判法评估福山区2016—2017年的水土流失分布特征、面积和强度。研究结果为:与2016年相比,2017年全区土地利用类型以耕地、园地向其他用地变化为主;植被覆盖度发生变化的面积为2.480 km~2,占全区土地总面积的0.51%;水土流失面积减少了0.48 km~2,水土流失总体呈减少趋势;侵蚀强度以轻度侵蚀为主,轻度侵蚀主要分布在植被覆盖度较高但地表植被少、坡度较大的丘陵区园地。     

基于Landsat影像的离子稀土矿区植被覆盖度提取及景观格局分析

离子稀土开采导致矿区植被退化和严重的生态环境问题,日益引起人们关注。采用23 a的Landsat系列影像作为数据源,以定南县岭北稀土矿区作为研究案例,对稀土开采扰动下的矿区植被覆盖景观格局变化进行分析。为提高分析的可靠性,以高分遥感影像获取的矿区植被覆盖度作为检验数据,比较森林郁闭度制图模型(forest canopy density mapping model,FCD)、像元二分法模型(dimidiate pixel model,DPM)和线性光谱混合模型(linear spectral mixture model,LSMM)对稀土矿区植被覆盖提取的准确性。结果表明:考虑了稀土矿区特有的裸露尾沙地光谱特征的三端元LSMM,具有更高准确性及普适性;景观格局动态分析表明矿区低植被覆盖和高植被覆盖度破碎化程度较低,集中连片趋势明显;低植被覆盖LPI(largest patch index)在4个年份相对较大,呈波动变化,主要为裸露的稀土矿点,与矿点复垦和扩张有密切关系,且单个矿点造成的植被破坏仍然较大;低植被覆盖度的AI(aggregation index)一直较高,而LPI相对高植被覆盖较小,主要为离子稀土以单个矿点小面积开采为主,矿点多而分散,导致对环境破坏更难治理;1999年后,随着稀土开采的规模化及开采工艺的改进,稀土开采成为矿区景观变化的最主要原因,在矿区总体生态环境改善的前提下,低植被覆盖区域主要集中在矿点及矿点周边,成为具有稀土开采特色的矿点景观分布模式。     

生态工程背景下黄土高原植被变化时空特征及其驱动力

[目的]分析1990—2015年黄土高原植被的时空演变规律,并从气候变化和人类活动两个方面分析该地区植被变化的驱动力,以期为生态环境保护相关政策的制定和区域可持续发展提供理论依据。[方法]基于GIMMS NDVI和MODIS NDVI建立长时间序列NDVI数据集,采用线性趋势分析、多元线性回归和改进的人类残差等分析方法,以NDVI为指标,辅助土地利用数据,对黄土高原地区1990—2015年期间植被时空变化特征及其影响因素进行了定量分析。[结果]①在1990到2015年期间,黄土高原地区植被的NDVI总体表现为上升趋势,且变化趋势较明显的分为两个时期,其中2000年以后NDVI上升速率较快;②2000年以后,黄土高原植被NDVI迅速上升,上升区域面积达到总面积的91.90%,其中NDVI显著上升面积比为65.78%;③黄土高原地区植被面积总体表现为增加,且主要来自于耕地的转入;④人类活动促使的植被恢复区域占黄土高原总面积的21.74%,主要分布在内蒙古的东部和北部、甘肃和宁夏的南部,以及陕西和山西的中部地区。[结论]随着退耕还林还草政策的实施,黄土高原地区植被面积持续增加,且植被生长状况持续变好,黄土高原植被恢复的原因主要是气候和人类共同影响,其中人类影响的程度较大。     

粤北仁居稀土矿区水土流失特征及防治措施

粤北仁居稀土矿开采年限长,大致经历初步发展、停采、规模开采和矿区整合限量开采等4个阶段。矿区开采至今,先后采用池浸法、堆浸法和原地浅井浸矿等3种采矿工艺,其中池浸法和堆浸法深层扰动山体,尾砂遍地,造成采场植被破坏殆尽,水土流失极其严重;原地浅井浸矿工艺是"九五"国家重点科技攻关成果,具有山体扰动轻、植被破坏少、植被易恢复等特点。笔者通过调查矿区水土流失特征及治理情况,力求探寻较为完善的稀土矿区水土保持措施体系,以期为同类建设项目水土流失防治提供参考。     

基于实地和遥感调查的离子型轻稀土尾砂土壤侵蚀对植被修复措施响应

稀土开采产生大量尾砂,导致严重土壤侵蚀,伴生水质和地质灾害,评价植被修复措施对稀土尾砂土壤侵蚀治理效果可为措施优选提供理论依据。以寻乌县离子型轻稀土尾砂区为研究区,基于1982—2015年GIMMS NDVI 3 g、DEM等遥感和尾砂理化性状现场调查数据,采用空间代时间方法,结合RUSLE模型及其全微分公式探究不同修复年限土壤侵蚀量对植被修复措施的响应机理。结果表明:1982—2015年研究区土壤侵蚀模数显著下降,倾向率为-60 t/(km~2·10a),突变年份为2008年;在植被修复措施实施年(2008年)前后,多年平均土壤侵蚀量减幅超过60%;土壤侵蚀模数呈现上升、平稳、上升、平稳、上升和下降的阶段性变化,与NDVI时程变化呈负相关;水土保持措施、植被覆盖、土壤可蚀性和降雨变化对土壤侵蚀量减小的贡献率分别为33.18%,32.19%,19.95%,13.19%。植被修复过程中,矿区土壤侵蚀量减少的主要影响因子为水土保持措施因子和植被覆盖因子。     

窟野河流域生态建设工程布局探讨

窟野河流域位于黄河中游晋陕蒙接壤地区,总面积8706km~2,其中水土流失面积8244km~2,占总面积的95％。截至2000年底,该流域累计完成水土保持措施面积11.71万hm~2,占水土流失面积的14.2％。应结合流域内黄土丘陵、砾质丘陵、沙质丘陵三大地貌类型区的自然和社会经济特点,以恢复植被、减少入黄泥沙为目标,从调整农业生产布局入手,以沟道坝系建设为切入点,对流域水土流失治理措施进行布局。     

基于GIS的呼伦贝尔地区土壤侵蚀动态变化研究

基于1995年、2000年和2005年3个时期TM影像数据.运用ArcGIS 9.2软件和通用水土流失方程(RU-SLE),定量研究呼伦贝尔地区不同时期土壤侵蚀动态,运用马尔科夫模型对2010年和2015年呼伦贝尔地区水土流失状况进行了预测.结果表明.在过去10 a中,呼伦贝尔地区土壤侵蚀程度以微度侵蚀为主,轻度以上侵蚀面积仅占总面积的10%左右.其中,1995-2000年呼伦贝尔地区微度侵蚀面积净减少534.33 km~2,轻度以上侵蚀面积增加了580.02 km~2,说明1995-2000年的5 a中呼伦贝尔地区土壤侵蚀强度呈增大趋势;2000-2005年微度侵蚀面积净增8 326.69 km~2,轻度以上侵蚀面积净减少了8 360.54 km~2,土壤侵蚀强度呈减小趋势,说明2000年以来,呼伦贝尔地区水土流失现状较以前有明显改观.这与同期当地实施生态保育措施有较大关系.预测到2010年和2015年,呼伦贝尔地区土壤侵蚀强度将得到缓解,其中,轻度以上侵蚀面积分别比2005年减少24.8%和38%.     

气候变化和人类活动对黄河流域砒砂岩区植被覆盖的影响

[目的]砒砂岩区是黄河流域土壤侵蚀最为严重的区域,探讨该地区植被覆盖度变化状况及其影响的驱动因素,以期为该区植被恢复及生态重建工作提供科学参考。[方法]基于2000—2022年的MOD13Q1 NDVI数据,运用Sen趋势、Mann-Kendall显著性检验、Hurst指数、残差分析等方法分析砒砂岩区研究期内的植被覆盖度时空变化趋势,并探究植被覆盖度与气候因子及人类活动的响应关系。[结果](1)2000—2022年砒砂岩区植被覆盖度增加,增速为4%/a(p<0.05);空间尺度上,研究区植被覆盖度在3个区有明显的分异效果,整体呈现“南高北低,东高西低”的分布态势;(2)研究期内,砒砂岩区植被覆盖度与降水量呈正相关区域占总面积的66.30%,负相关区域占总面积的33.70%;与气温呈正相关区域占总面积的92.19%,负相关区域占总面积的7.81%;(3)残差分析结果表明,2000—2011年人类活动多以负面影响为主,2012—2022年人类活动多以正向影响为主。[结论]研究期间砒砂岩区植被覆盖度呈显著上升趋势,与年均气温的相关性高于年降雨量,且一系列生态保护工程为改善植被情况做出了...