2000—2014年石羊河流域植被覆盖变化研究

植被覆盖度是衡量地表植被长势和评价区域生态系统健康程度的重要指标,研究石羊河流域植被覆盖度的时空变化,对研究内陆干旱地区陆地生态系统环境变化具有重要意义。利用EOS/MODIS卫星数据,借鉴景观生态空间分布格局分析方法,从植被覆盖度面积变化和类型转换趋势方面分析2000—2014年石羊河流域植被的空间分布变化与格局演变。结果表明,2000—2014年石羊河流域内以低覆盖植被为主,其中极低覆盖植被年际波动最大,中高覆盖植被年际波动最小。在2001年、2004年、2009年和2013年前后,石羊河流域出现了4次植被生态退化过程。4种土地生态类型的植被覆盖度在年际变化中均呈增加趋势,其中耕地植被生态恢复明显,未利用土地生态恢复比较缓慢。15年石羊河流域内生态向恢复的方向发展。前期与后期的各植被覆盖等级的面积转移途径与幅度基本相似,后期的生态变化程度比前期更加剧烈。植被覆盖变化多集中在人类活动较多的区域。植被生态变化以稳定和轻微恢复为主。各土地生态类型中,耕地植被覆盖度空间变化最大。水资源的空间分布和利用不均是导致植被覆盖变化的空间分布不均的主要因素,中游平原区生态恢复较好,下游民勤绿洲在2010年后的生态退化明显。     

博尔塔拉蒙古自治州土地/植被覆盖变化及驱动力分析

博尔塔拉蒙古自治州(简称博州地区)处于准噶尔盆地西南边缘，是西北荒漠区的典型代表，是大风的主风道，是重要的风沙策源地，生态比较脆弱。本研究基于30 m空间分辨率的Landsat数据，结合土地利用矩阵转移，分析2005—2020年博州地区土地利用变化特征、植被覆盖度及驱动力因素。结果表明：(1)2005—2020年，博州地区的主要地类是沙地、草地、裸地和耕地。沙地面积增加1447 km²，增长率为18%；草地面积减少最多，减少了1638 km²。2000—2015年博州地区有大量的沙地、林地、耕地转为草地，建设用地也在微弱增加。(2)2005—2020年博州地区低植被覆盖度面积占比相当高，超过了60%，较低植被覆盖度的实际比例均在10%，中覆盖度植被呈现增长的趋势，而较高和高覆盖度的植被呈现出先大幅增加后缓慢减少的趋势，植被的覆盖度伴随坡度的提高先降后升再降。(3)由驱动力的研究发现，土地利用变化是引起植被覆盖度变化的首要影响因子，其次是道路和GDP，再次是降水和温度，最后是人口密度、水系和坡度。     

黄土高原煤炭开采对小流域植被动态变化的影响

研究旨在结合RS与GIS,对采煤扰动下长河流域植被的动态演变趋势及相关特征进行研究,以期为长河流域生态环境的恢复和保护提供一定参考。基于1987—2015 年多期TM影像数据,采用像元二分模型估算长河流域植被覆盖度,运用最大值合成法、稳定性分析法等对长河流域近30 年来植被覆盖度的时空变化特征进行了分析。结果表明：（1）近30 年长河流域植被稳定性由东西往中部梯度递增,总体稳定性较高,矿区植被稳定性较差;（2）长河流域植被在近30 年里存在普遍退化的趋势,59.9%的区域植被趋于退化,2007 年后研究区植被情况略有好转,植被退化面积较之前减少了1.9%;（3）长河流域植被整体上具有显著的空间集聚性,形成了4 个主要的集聚特征。近30 年中,高-高值集聚的区域内的植被呈明显的动态增加,低-低值集聚区的植被增加不明显。研究发现,长河流域植被在变化趋势和空间分布上有明显的差异性,为完善小流域植被动态监测理论体系奠定了基础。     

基于MODIS EVI的陇南山地植被覆盖时空变化特征研究

为了分析2000以来的退耕还林还草工程对高植被覆盖区甘肃省陇南市的影响,本研究基于2000—2010年MODIS EVI数据,通过均值分析、植被覆盖度分析和线性回归分析,对陇南山地连续11年以来的植被覆盖时空变化特征进行研究。结果表明：2000—2010年陇南山地植被覆盖变化总体以0.2%/10 a的增速缓慢上升,低于同期甘肃河东地区、甘肃全省、秦巴山区以及西北地区的植被增长率。受气温、降水等地带性要素分布的影响,其内部存在明显的区域差异性,植被覆盖大体上存在由东南向西北递减的趋势。整个山区植被类型以覆盖度在45%以上的中覆盖、中高覆盖及高覆盖植被为主体,林地所占比例较大。尽管研究时段内植被改善区域显著增加,但高植被覆盖区却存在退化趋势,考虑到陇南市相对脆弱的生态环境,加强植被保护仍将是今后生态建设中不容忽视的内容。     

黄土高原煤炭开采对小流域植被动态变化的影响——以晋城市长河流域为例

研究旨在结合RS与GIS,对采煤扰动下长河流域植被的动态演变趋势及相关特征进行研究,以期为长河流域生态环境的恢复和保护提供一定参考。基于1987—2015年多期TM影像数据,采用像元二分模型估算长河流域植被覆盖度,运用最大值合成法、稳定性分析法等对长河流域近30年来植被覆盖度的时空变化特征进行了分析。结果表明:(1)近30年长河流域植被稳定性由东西往中部梯度递增,总体稳定性较高,矿区植被稳定性较差;(2)长河流域植被在近30年里存在普遍退化的趋势,59.9%的区域植被趋于退化,2007年后研究区植被情况略有好转,植被退化面积较之前减少了1.9%;(3)长河流域植被整体上具有显著的空间集聚性,形成了4个主要的集聚特征。近30年中,高-高值集聚的区域内的植被呈明显的动态增加,低-低值集聚区的植被增加不明显。研究发现,长河流域植被在变化趋势和空间分布上有明显的差异性,为完善小流域植被动态监测理论体系奠定了基础。     

基于MODIS EVI的陇南山地植被覆盖时空变化

为了分析2000以来的退耕还林还草工程对高植被覆盖区甘肃省陇南市的影响,本研究基于2000—2010年MODIS EVI数据,通过均值分析、植被覆盖度分析和一元线性回归分析,对陇南山地连续11年以来的植被覆盖时空变化特征进行了研究。结果表明:2000—2010年陇南山地植被覆盖变化总体以0.2%/10 a的增速缓慢上升,低于同期甘肃河东地区、甘肃全省、秦巴山区以及西北地区的植被增长率。受气温、降水等地带性要素分布的影响,植被覆盖度存在明显的区域差异性,植被覆盖大体上存在由东南向西北递减的趋势。整个山区植被类型以覆盖度在45%以上的中覆盖、中高覆盖及高覆盖植被为主体,林地所占比例较大。尽管研究时段内植被改善区域显著增加,但高植被覆盖区却存在退化趋势,考虑到陇南市相对脆弱的生态环境,加强植被保护仍将是今后生态建设中不容忽视的内容。     

基于主成分分析的BP神经网络估算藏北高寒草地覆盖度变化

藏北高寒牧区草地是中国高寒草地分布面积最大的地区。为了及时准确地获得该区域草地覆盖度的变化趋势,本研究利用多年气象数据、社会统计数据、GIMMS、MODIS两种归一化植被指数（NDVI）数据作为参数,构建 BP神经网络模型,估算2010—2014年藏北高寒草地年际变化趋势,并用主成分分析方法优化参数来改进模型。结果表明,① BP神经网络模型及其改进模型对藏北高寒草地覆盖度年际变化趋势与遥感值的相关系数为0.16、0.47,表明通过主成分分析优化参数后的BP神经网络模型具有较好的模拟效果。 ②两种BP神经网络估算的植被指数值与NDVI值平均误差率分别为2.36%、2.20%。均有较高的模拟精度。③从神经网络训练步数上看,BP神经网络结果训练收敛步长为5000,基于主成分分析的BP神经网络模型训练收敛步长为454,表明后者提高了计算效率,体现出良好的收敛性。因此,无论从年际变化趋势拟合程度、植被指数估算值精度、还是从计算效率来看,改进的BP神经网络模型对于估算藏北高寒草地覆盖度变化更加行之有效。     

高寒草原草地植被物候期及其与气象因子的关系模式

为进一步探寻高寒地区草地植被物候期生长指标与气象因子间的最佳关系模型,基于近11a的气象和牧草观测资料,采用曲线估计分析法探讨了高寒地区不同年际间草地植被物候期生长指标的变化特征及其与气象因子间的关系。结果表明,不同年际间气温和降水量均无显著差异,草地植被物候期生长指标在不同年际间的表现规律不尽相同。其中2005和2010年草地植被高度显著高于2015年,而植被盖度在不同年际间无显著差异;草地植被产量的变化趋势与植被高度一致。另外,2014年草地植被各生长指标的变异系数最大,分别为85%、55%和94%;而2015年变异程度最小,分别为48%、32%和64%。此外,不同年际间高寒草地植被物候期平均气温与高度无关,而与盖度和产量呈一次函数;年平均降水量与高度、盖度和产量间的最佳拟合模型均呈一次线性方程。由此可见,季节性降水量是驱动高海拔地区草地植被高度、盖度和产量的主导因子。     

那曲地区不同退化程度的草地土壤养分特征分析

在对那曲地区退化草地进行多个点采样和室内分析的基础上,应用统计学方法对土壤养分数据进行标准化处理后,研究了那曲地区不同退化程度草地土壤的养分特征及养分之间的相关性。结果表明：（1）随着退化程度的增加,那曲地区草地土壤的有效氮、有效磷、全氮、有机质含量逐渐降低,有效钾含量先升后降。（2）在那曲地区不同退化程度的草地土壤中,有效氮、全氮与有机质间均存在显著的相关关系。（3）土壤全氮、有效氮和有机质含量可作为衡量藏北高原草地退化程度的重要指标。有效磷可作为评价草地退化程度的参考指标。有效钾不宜作为草地退化程度评价的指标。最后,对藏北高原草地生态系统的恢复重建提出了建议。     

甘肃玛曲高寒天然草地优势种群及光合特征研究

为进一步掌握、了解优势种群,更好的治理我国青藏高原草地退化提供理论依据。采用样方调查法,在甘肃省玛曲县研究了高寒天然草地优势种群及其光合特征,并对特征指标与覆盖度进行了灰色关联度分析。结果表明：异针茅、柴胡、瑞玲草、冷地早熟禾和草玉莓是玛曲高寒草地的主要优势种群。种群特征与覆盖度的灰色关联度依次为：地上生物量>高度>密度。种群光合特性指标与覆盖度的灰色关联度依次为：胞间CO2浓度>蒸腾速率>净光合速率>气孔导度。玛曲高寒草地优势种群的形成主要决定于植株个体与外界气体的交换能力。提高玛曲高寒草地的生产能力,应在维护生物多样性的基础上,加强对优势种群的培育。     

内蒙古林草过渡区植被覆盖度时空变化及其驱动力研究—以呼伦贝尔市和兴安盟扎赉特旗为例

以呼伦贝尔市、兴安盟扎赉特旗作为研究区,基于MODIS NDVI数据,利用像元二分模型反演得到研究区2001—2016年植被覆盖度数据,研究其草原退化整体变化趋势及影响因子。研究结果表明：极低覆盖和低覆盖植被面积不断增长扩大,年均增长分别率为12.29%和3.13%;中覆盖从面积由增长转为面积减小,年均增长率为-4.63%;高覆盖和极高覆盖植被面积一直在减小,年均增长率分别为-5.99%和-4.8%;坡度≤5°的地区退化率较高。气象、海拔和坡向因子宏观上决定植被的分类和密集程度,但由于研究区人地关系复杂,草原退化主要以人口密度和牲畜密度较为集中的地区为主。     

青南地区"黑土滩"退化草地植被演替规律的研究

研究了青南地区“黑土滩”退化过程中植被组成、群落综合特征的变化规律,探讨了退化演替的物种替代机制及恢复演替模式。结果表明,在退化演替过程中群落主要种的优势地位发生明显的替代变化。植被覆盖度、地上生物量、优良牧草产量比例随草地退化程度的加剧而明显下降。随着退化程度的加重,草地植物根系逐渐减少,草土比的比值明显减少,比值由轻度退化类型的1:5左右演变到极度退化类型的1:400左右。     

基于NOAA AVHRR数据的京津冀地区植被覆盖的时空变化

本研究利用京津冀地区83个站点近29年（1982—2010年）归一化植被指数（NDVI）数据,研究京津冀地区植被覆盖的时空变化特征。采用气候倾向率、相关分析、经验正交函数EOF分解等方法,分别从月、季和年多个时间尺度以及空间变化尺度,详细分析了京津冀地区植被覆盖的基本特征,结果表明：（1）近29年京津冀地区植被覆盖整体呈微弱的增加趋势,年际波动较大;春季植被覆盖上升趋势最为明显,其次是秋季和冬季,夏季植被变化率与年变化相关性最强;4—6月为植被主要生长期,7月植被覆盖增长率最高,8月、10月和11月为弱的减少趋势。（2）整个研究区植被覆盖空间分布差异较大,其中河北南部、北京东北部的燕山附近区域植被覆盖最好（NDVI均值>0.4）,低值区主要位于张家口北部,其中张家口的康保站年平均NDVI值为0.15,为研究区最低;EOF分析表明,整个研究区植被增加明显的区域为河北中南部,时间系数表明京津冀地区植被覆盖1982—1999年为增长期,2000—2002年有所减少,2003—2010年有明显增加。

     

污泥堆肥的应用及其在农业中的发展趋势

污泥是污水处理厂剩余物,随着社会的发展,资源的紧缺,污泥作为堆肥原料已逐渐成为人们处理污泥的主要方式,即把污泥经过堆肥化形成的生物固体应用于农田、林地、草地、市政绿化、果树及蔬菜地,使严重扰动的土地逐渐恢复植被并促进土壤熟化。污泥因其含有大量有机质和氮磷钾等营养成分,是非常值得利用的肥源。此文综述了污泥堆肥农用的历史及现状,污泥堆肥化的原理和过程;并对污泥堆肥在农业、林业、蔬菜、花卉、果树以及土地修复重建上的应用做了详细介绍,指出污泥堆肥在农业中的发展趋势以及存在的问题。     

荒漠草原区家庭牧场退化草地恢复管理措施研究

为探索荒漠草原区家庭生态牧场退化草地恢复治理措施,2014—2017年开展了对3户家庭生态牧场退化草地恢复管理措施试验。结果表明:补播措施和划破加补播措施明显提高了退化草地地上生物量、植被盖度及草群高度,对物种丰富度的影响不显著,补播措施地上生物量增加51.6%~58.4%,划破加补播处理地上生物量增加48.3%~48.9%;第3年,补播处理、划破加补播处理植被盖度较第1年的对照增加50.2%~70.8%,草群高度增加52.1%~69.8%;补播措施和划破加补播措施使杂草类在总生物量中的比例降低至10%左右,莎草类降低至14%左右。综合评价后,补播、划破加补播措施为当地家庭生态牧场退化草地恢复的有效管理措施;可以为荒漠草原区家庭生态牧场退化草地恢复治理提供技术支持。     

Application of Self-pressure Sprinkler Irrigation Technology to Grassland Vegetation Restoration in Alpine Arid Areas

To study the application of self-pressure sprinkler irrigation technology to vegetation restoration of grassland in alpine arid areas,three treatments including fenced grassland(FG),fencedirrigated grassland(FA),and free grazing grassland(CK) were compared in respect of primary productivity.The results showed that the community coverage of FA was only 35.96% higher than that of FG and 152.69% higher than that of CK;the plant height of FA was only 76.71% higher than that of FG and 155.77% higher than that of CK;the productivity of the community in FA was only 24.10% higher than that of FG and 110.00% higher than that of CK.It indicates that the self-pressure sprinkler irrigation technology has certain demonstration and promotion potential in vegetation restoration of grassland in alpine regions and can provide a new way for the sustainable development of grassland animal husbandry in Tibet.     

近10年浙江植被物候的遥感监测及时空动态

为了全面认识浙江植被物候变化规律,进一步完善区域气候变化的植被响应机制,基于改进的Savitzky-Golay滤波算法重构了2001-2010年MODIS NDVI时间序列数据,利用分段多项式拟合和动态阈值法提取了浙江省近10年的植被重要物候期（生长季开始时间、结束时间和生长季长度）,分析植被物候期的年际变化趋势和空间分异特征。结果表明：（1）浙江省植被生长季为3月下旬-11月中旬,平均生长季长度为222天。近10年的生长季开始时间有提前趋势,但提前不显著,结束时间显著推迟,生长季有所延长,每10年延长约7天。（2）浙江植被的生长季开始时间从北往南逐渐推迟,生长季结束时间相对集中。浙江植被生长季延长的区域面积和生长季缩短的区域面积相当。（3）不同植被类型物候特征差异较大,分析针叶林和灌丛草地2类典型样区植被的物候变化发现,灌丛草地NDVI的年内和年际变幅均较针叶林的大,且针叶林的平均生长季长度比灌丛草地短约35天,针叶林生长季有延长的趋势,而灌丛草地生长季变化不明显。     

玛曲高寒草甸沙化研究进展──生物诱因、影响及治理

地处青藏高原东南缘的黄河玛曲是黄河全境最主要的产流区、水源涵养区和水源补给区,也是世界重要的生物多样性保护热点地区之一,但自20 世纪60、70 年代以来,该区地表径流减少、地下水位下降、植被破坏、草场严重退化及水土流失等生态环境问题日趋严重,尤其是草地沙化问题已相当突出,引起了国内外的广泛关注。笔者通过搜集国内外文献,在总结分析的基础上,揭示了生物因素对玛曲高寒草甸沙化的影响,探讨了沙化带来的严重后果,提出了高寒草原沙化治理、持续利用和保护的有效途径和对策,以期为今后进一步展开深入研究以及有效治理该区高寒草甸沙化提供依据。