基于GIS和RS的小流域土壤侵蚀时空变化研究——以三川河为例

快速获取和监测小流域土壤侵蚀的时空变化是综合治理和改善生态环境状况的重要研究内容。以三川河为研究区,结合遥感和地理信息系统为主要方法,采用RUSLE经验模型获取土壤侵蚀模数,并结合子流域和自然环境对小流域尺度下黄土高原区小流域土壤侵蚀状况进行研究。结果表明,1990—2010年,三川河流域整体土壤侵蚀状况逐步变好,土壤侵蚀强度正在沿着剧烈—极强烈—强烈—中度—轻度—微度的方向转变;子流域的研究结果表明,中度以下的土壤侵蚀主要分布在东川河和北川河流域的东部山区,强度以上的侵蚀主要分布在三川河的干流区域;土地覆盖分布的关系表明,1990—2010年土壤侵蚀主要发生在草地及未利用地区域。     

疏勒河流域NPP时空变化分析

基于MODIS NDVI数据产品、地面气象站数据和解译的土地利用数据,利用改进的CASA模型,估算了疏勒河流域2001、2005、2009和2012年的植被净初级生产力(NPP),并分析了其时空变化.结果表明,①流域单位面积上的年平均NPP仅为95.2 g(C)/(m2·a),足见流域整体生产力水平较低;②NPP的空间分布呈自东南向西北递减的趋势,且具有显著的经向“双峰”特征;③构成主要植被覆盖类型的荒漠灌木、半灌木植被对NPP贡献率最大;④流域年际NPP总量呈波动式增加,2012年较2001年增加了50％;⑤NPP的空间变化可划“明显增加”、“轻微增加”、“几乎不变”和“轻微减少”4个类型,其中增加的区域占78.9％,其反映了区域生态环境总体上在向好的方向发展.     

重庆合川市土壤侵蚀时空变化研究

利用遥感技术与地理信怎系统技术的结合,对重庆合川市的土壤侵蚀状况进行了时空变化研究。研究结果表明,合川市的土壤侵蚀状况在侵蚀面积和程度上都有不同程度的改善;土壤侵蚀具有时空差异大,侵蚀与水、热基本同期,侵蚀高峰超前于降水高峰的特点。     

辽宁省农业界限温度时空变化特征及其对农业生态环境的影响

[目的]探讨气候变化背景下辽宁省农业界限温度变化对全省农业生产的影响,为农业生产合理规划布局及充分利用农业生态资源进而提高农作物产量提供科学依据.[方法]基于当前全球普遍升温的气候变化,利用1960~2014年辽宁省22个气象站点的逐日气温资料,在Matlab和ArcGIS等技术支持下,分析辽宁省农业界限温度初日、终日、持续天数和积温的时空变化特征、农业界限温度的时空变化特征及其对农业生产的影响.[结果]辽宁省10 ℃农业界限温度初日气候倾向率为-0.445 d/10年,终日气候倾向率为1.757 d/10年,持续天数气候倾向率为2.202 d/10年,积温气候倾向率为53.73 ℃·d/10年;1960~2014年辽宁省农业界限温度初日提前、终日延后、持续天数增加、积温增加,变化幅度与纬度和地理位置密切相关.从空间变化来看,农业界限温度初日由西南向东北推迟、终日由东北向西南延后、积温由西南向东北递减.[结论]未来辽宁省种植趋势应以辽西山地丘陵区为核心,向中部平原区和辽东低山丘陵区扩展;在农业生产过程中应合理使用化肥、农药,从而推动农业生态环境的可持续发展.     

重庆合川市土壤侵蚀时空变化研究

利用遥感技术与地理信息系统技术的结合,对重庆合川市的土壤侵蚀状况进行了时空变化研究.研究结果表明,合川市的土壤侵蚀状况在侵蚀面积和程度上都有不同程度的改善;土壤侵蚀具有时空差异大,侵蚀与水、热基本同期,侵蚀高峰超前于降水高峰的特点.     

西北地区生态环境变化信息管理系统的设计

本文简要介绍3S的概念，3S的若干技术及3S集成系统的模式。针对西北复杂脆弱的生态环境与落后的社会经济条件，笔者按照信息管理系统的目标，应用3S技术及DBMS技术建立了西北生态环境变化的信息管理系统（DMS）。该系统是1种能够采集、存储、管理、分析和描述总体或某一区域的生态环境在时间和空间上变化的空间信息系统。此管理系统的设计面向管理决策部门和生产部门，具有实用性、针对性和良好的扩展性等特点。     

博斯腾湖水质时空变化特征

基于博斯腾湖大湖区内17个固定采样点2000—2017年监测数据,分析近18年博斯腾湖水质的动态变化特征,并采用普通克里金差值和Pearson相关性检验分析博斯腾湖8种水质指标的空间分布特征及相关性。结果表明:(1)2000—2010年博斯腾湖8种水质指标含量呈上升趋势,水质逐渐恶化;2010—2017年,虽然博斯腾湖水位逐渐下降,但博斯腾湖水质逐年回升,截至2017年博斯腾湖生化需氧量、溶解氧、总磷达到Ⅰ类标准,氨氮达到Ⅱ类标准,高锰酸盐指数、总氮达到Ⅲ类标准,化学需氧量为Ⅳ类标准,矿化度属于微咸水类;(2)通过Pearson相关性分析可知,博斯腾湖湖水总磷与总氮呈极显著负相关,氨氮与总氮呈极显著正相关;(3)通过普通克里金差值分析可知,博斯腾湖水质存在空间分布极为不均的情况,其西北部和东南部水质指标含量较高,湖中心区和西南部水质指标含量较低。建议改变博斯腾湖的出水口,以便利于博斯腾湖的水体循环。     

滦河干流水质时空变化分析

根据2007 ～2011年水质监测资料,对滦河干流CODMn和NH3-N浓度的时空变化进行分析.结果表明,2010年枯水期污染物浓度较低,而平水期浓度则较高;2007～2011年污染物浓度呈现逐渐降低趋势,即水质有所改善.以2010和2011年为例,对滦河干流进行简单的水质水量联合评价,郭家屯和乌龙矶站点水量较大时水质较差,水量较小时水质较好,呈现面源污染的特点;滦县站点水量较大时水质较好,水量较小时水质相对较差,呈现点源污染的特点.     

西安地区温度时空变化特征

对西安市各区县观测站1970 ～2013年的地面温度资料进行统计分析,从西安各区县的气温年变化、季变化、月变化以及突变检验等方面分析西安地区温度时空变化特征.结果表明,西安地区是增温明显的.1994年为全市年平均气温突变年,2000年全市年平均气温突变增高达最大值,趋势越来越明显,近44年存在显著的24年长周期变化震荡.     

耕地资源时空变化与保护研究——以江苏省为例

以江苏省为例,采用统计和比较分析方法,对1996～2006年耕地资源变化的时空与结构特征进行了分析。结果表明：随着经济的高速增长,耕地快速减少的趋势并未扭转;农业结构调整、非农建设占用仍是耕地资源减少的主要原因,耕地减少与经济增长的中心在空间上高度重合;土地开发、复垦是耕地补充的主要来源,土地整理的比重有待提升。在此基础上,提出了保护江苏省耕地资源的政策建议。     

1961～2006年江淮流域极端降水事件变化特征

利用1961~2006年江淮流域降水资料,计算了6种极端降水指数,分析了江淮流域极端降水的时空变化特征。极端降水指数除了大于10 mm天数呈微弱下降趋势外,其他极端降水指数均为上升趋势,其中非常湿天降水量和极端湿天降水量上升趋势最明显。在年代际变化方面,极端降水出现了气候变得更加湿润的特点,但是这种增加趋势并不明显。在极端降水指数空间分布方面,极端降水指数在不同地区的变化情况并不相同,日最大降水日量和连续5 d最大降水量在江淮流域中部和西南部为增加趋势,在江浙的沿海和西北地区为减少趋势。降水日数在江淮流域的北部和西部地区均为减少趋势,而在长江中下游及以南地区为增加趋势。非常湿天降水量和极端湿天降水量则除了在河南和陕西部分地区是减少趋势外,其他地区呈一致的上升趋势。     

1956～2007年河北地区气候变化时空特征研究

[目的]研究1956～2007年河北地区气候变化时空特征。[方法]选取河北地区(包括京津)均匀分布的23个气象站点1956～2007年数据,采用统计分析方法,对该地区气温、降水等主要气象要素的时空变化特征进行分析,探讨该地区52年来的气候变化事实和演变规律。[结果]1956～2007年河北地区年和四季气温均表现为波动上升趋势,冬季增温幅度最大,对该地区年气温的上升贡献率最大;全区气温均为升高趋势,其变化差异具有规律性。年和四季降水量的波动幅度均较大,且呈现不同的线性变化趋势,年降水量总体呈波动减少的趋势;降水量变化的空间差异性较显著,全区降水量均呈减少趋势,且其减少幅度由东北到西南基本呈现低—高—低的形态。全区潜在蒸发量20世纪60年代达到最大,之后其并没有随着升温而继续增大,相反的是呈明显下降趋势;各季节潜在蒸发量也呈下降趋势;全区除丰宁、蔚县等个别站蒸发量呈微弱上升趋势外,其余站均为下降趋势。相对湿度的变化趋势总体为缓慢减小;全区相对湿度仅有承德、秦皇岛、南宫等站呈上升趋势,其他站均呈减少趋势。日照时数具有明显的下降趋势。[结论]该研究为实现区域的可持续发展、改善生态环境和提高人民生活质量提供科学依据。     

河西地区近58年降水时空变化特征分析

[目的]分析河西地区近58年降水的时空变化特征。[方法]依据河西地区1951～2008年月降水资料,运用滑动平均、小波分析及气候趋势系数等方法,分析了河西地区近58年来降水的变化规律。[结果]河西地区多年平均降水量为130.4 mm,降水主要集中在夏季,占全年降水量的59.08%,6～9月降水量占全年的72.57%。河西地区降水年代际变化不剧烈,各年代平均降水量为120.8～139.0mm。河西地区1951～2008年降水系列存在5、10、21和32年左右的周期。未来,河西地区年、春、夏及冬季降水将呈小幅增加趋势,其中,疏勒河流域年降水增幅较大(5.231～0.062 mm/10a);黑河流域南部和东南部比西北部增幅相对较大;石羊河流域年降水增幅最小,为3.280～0.098 mm/10a。[结论]该研究可为当地社会经济与生态环境协调发展提供有益参考。     

巢湖蓝藻水华时空分布特征遥感监测研究

利用HJ1A/1B-CCD数据,采用比值植被指数蓝藻水华识别方法分别提取巢湖2009、2010年各个月份的蓝藻水华,着重分析巢湖蓝藻水华时空分布特征。结果表明：巢湖蓝藻暴发一般从5、6月开始,到9月达到最大,10月下旬开始减少,11月基本消亡;蓝藻富集形成水华具有短周期的特点;由于受风力、环湖径流的影响,蓝藻暴发区域为西半湖西北部和正北部以及东半湖西北部和正西部;蓝藻核心暴发区域为巢湖西北部。     

滇池北岸蓝藻富集区浮游藻类多样性及主要污染因子时空变化研究

[目的]分析滇池北岸蓝藻富集区浮游藻类的多样性及主要污染因子的时空变化特征.[方法] 2007年1月～2011年12月,对滇池北岸蓝藻富集区的浮游藻类群落构成、叶绿素a、总氮、总磷浓度开展了逐月监测,分析浮游藻类多样性及水污染因子的时空变化.[结果]2007～2011年,滇池北岸蓝藻富集区浮游藻类属的多样性呈略微上升趋势,近岸区域属的多样性低于远岸区域;叶绿素a、总氮、总磷浓度近岸区域呈降低趋势,远岸区域呈略微升高趋势;叶绿素a、总氮、总磷浓度近岸区域高于远岸区域.[结论]该研究为滇池蓝藻水华控制及各项治理工作的成效评估提供了参考依据.     

黄土高原地区生态环境建设的理论问题探讨

分析黄土高原地区在建国后生态环境建设的经验和教训,提出目前在该地区生态环境建设中需要解决的科学理论问题.     

近33年来乌鲁木齐地区雷暴时空变化特征及趋势预测分析

利用1981—2013年新疆乌鲁木齐地区逐月雷暴日数资料,采用线性趋势拟合、Mann-Kendall突变检验、R/S趋势分析以及克里金空间插值等方法,探讨乌鲁木齐地区复杂地形下的雷暴日数的时空分布规律及未来变化趋势。结果表明,近33年来乌鲁木齐地区雷暴空间分布总体表现为山区多于平原、南部多北部少的特征,南部山区为雷暴多发中心,城区、北部平原区及达坂城谷地为低值区域;乌鲁木齐地区雷暴日数呈波动下降趋势,气候倾向率为-1.67 d/10 a;山区下降最为显著,其次为平原区,城区表现为不显著的下降过程;雷暴主要集中在5—8月,7月雷暴频率最高,10月—次年3月基本无雷暴发生。突变检验分析表明,近33年来各区均未出现显著性下降的突变过程,却存在明显的Hurst现象,未来变化趋势存在较强的持续性,即仍将维持下降的态势,城区的持续性强度不大。     

东北地区主要作物生长季降水量的时空变化特征研究

[目的]了解降水资源变化特征,为农业灌溉措施的制定提供理论依据。[方法]以东北三省（黑龙江、吉林和辽宁）177个站1971~2008年主要作物生育期（4~9月）的降水为资料,运用小网格插值和气候倾向率方法,分析了生长季降水年际变化和空间分布特征。[结果]东北地区生长季降水量总体上呈减少趋势（降水倾向率为-8.6 mm/10a）,1971~1980年是少雨期,1981~1990年是相对多雨期,1991~2008年降水呈明显减少趋势。但这种减少趋势在空间分布上表现并不一致,总体表现在降水量相对少的地区稍有增加趋势,而降水量相对大的地区则呈现明显的减少趋势。[结论]由于生长季降水量减少趋势明显的地区为东北的主要产粮带,因此,由此引发的粮食生产安全问题应引起足够的重视。     

基于ERDAS与GIS的滁州市植被NDVI时空变化特征研究

[目的]研究滁州市归一化植被指数(NDVI)时空分布规律,为今后有针对性地改善滁州市的植被资源乃至生态系统提供理论依据。[方法]运用ERDAS和GIS技术,选取2001~2010年滁州市MODIS影像数据,得到2001~2010年滁州市的NDVI,并分析了NDVI时空变化的特征。[结果]从时间上看,2001~2010年滁州市植被NDVI平均值整体呈上升趋势,其中2001年植被NDVI平均值为0.468 1,2010年达0.681 3,年均增加率5.06%;从空间上看,滁州市植被NDVI的空间分布格局产生了较大变化,呈现东部和东北部增加,北部和西南部减少的趋势,中部和南部较为稳定。[结论]2001~2010年滁州市植被NDVI总体呈上升趋势,且植被起伏较大,区分较明显。