黄土高原气候和人类活动对植被NPP变化的影响

本研究基于CASA模型获得黄土高原2000—2018年植被NPP数据集，通过相关性、残差分析等方法，定量分析了气候变化和人类活动对植被NPP变化的影响。结果表明：（1）黄土高原2000—2018年植被NPP呈东南高、西北低分布格局，研究区约86.86%区域植被NPP呈增加趋势，主要为退耕还林还草的核心区；呈下降趋势的面积占13.14%，主要分布在西北部的干旱区。（2）气候变化和人类活动对植被NPP变化的贡献率分别为48.78%和51.22%，在空间上有明显的差异性，人口稀少、发展相对落后地区的植被变化主要受气候变化的影响；人口众多、经济发展较好地区植被变化以人类活动为主。（3）黄土高原作为干旱半干旱区植被对气候变化的响应较为敏感，随着人类活动的日益频繁，气候和人类活动共同作用于黄土高原的植被变化。本研究有助于理解气候变化和人类活动对植被动态变化的影响，并为黄土高原的植被恢复和高质量发展提供科学依据。     

黄土高原地区自然环境演变区域分异与综合治理初步研究

黄土高原及其毗邻地区自然环境演变及区域分异的研究,涉及到若干虽经长期争论,至今并未得到解决的基础理论问题。然而,它们却是治理黄土高原严重水土流失的重要基础。本文就全新世以来的植被变迁、历史时期农牧业发展历程、黄土高原空间范围、干湿状况和雨养农业、现代自然环境的区域分异与综合治理等问题阐述了基本观点。认为,全新世中晚期以来,多数地方就是森林和草原相嵌构成的自然景观;全新世晚期以来,植被的破坏加剧;历史时期农牧业区域曾经历频繁更迭;现在的种种环境问题,自清朝以来已全部明朗化;黄土高原的空间范围与地质上的黄土沉积稳定带大体相符,面积近36万平方公里;水土流失的治理和农业生产均应以自然区域分异为纲。     

历史时期新疆文化遗址空间分布特征分析

文化遗址的空间分布是历史时期人类活动与自然环境关系的重要指示器,对文化遗址空间分布的研究,不仅可以更好的对其进行管理和保护,更能为人类与自然环境和谐共处提供借鉴。文中以新疆地区4533处文化遗址作为研究对象,结合新疆地区的自然环境特征,在地理信息技术的支持下,探讨了新疆文化遗址的时空分布特征与自然环境和人类社会的关系。结果表明：1)新疆历史文化遗址呈集聚分布模式,主要集中在阿尔泰地区、丝路北线、丝路中线和丝路南线等四个地区。2)不同时期的文化遗址重心经历了北疆→南疆→北疆的演变,整体来看文化遗址重心向东北方向迁移。3)不同时期文化遗址的出现频率呈波浪形,文化遗址时空格局的演化不仅与新疆历史时期自然环境的变化有较强的耦合关系(秦汉、隋唐),中原王朝的经营同样可以影响文化遗址的时空变化(明清)。4)文化遗址的平均海拔呈不断降低的趋势,遗址点的平均海拔由夏商时期的1648.32m下降到明清时期的871.92m,文化遗址比重最高的地区集中在801-1800m海拔范围内。     

历史时期以来气候环境与人类活动对塔里木盆地东部地区环境变迁的影响

根据有关本地区地理文字记载,塔里木盆地东部一直是干燥的荒漠气候,干燥的气候条件,丰富的沙源,以及气候的动力作用,是导致塔里木盆地东部地区环境变迁和沙漠化必然发展的自然因素。但是,本文认为引起历史时期以来,特别是近代,本地区环境变化的主要原因是人类活动改变地表水的地域分配及人类活动对天然植被的破坏。笔者在1998年5月,2002年10月,2004年5月,2006年5月、10月和2007年5月、11月对塔河中、下游地区进行实地考察获得了第一手资料,本文在前人研究的成果和实地考察资料基础上,对塔里木盆地东部地区历史时期以来气候环境与人类活动对塔里木盆地东部地区环境变迁的影响进行探讨。     

黄土高原的植被演替研究现状及发展趋势

从地质、历史时期黄土高原植被演替研究和现存植被的群落演替及群落结构特征 演化研究两方面论述了黄土高原的植被演替研究现状及发展趋势,认为黄土高原植被演替研 究对黄土高原的生态建设尤其是退耕还林还草工程建设具有重要意义,建议基于黄土高原的 植被演替规律进行仿自然植被林草建设。     

基于MODIS/NDVI的塔里木河流域植被覆盖变化驱动因素相对作用分析

塔里木河流域是我国生态较为脆弱的地区,过去几十年不合理的开发,导致植被覆盖遭到严重破坏。2001年以后,随着"塔里木河流域近期综合治理项目"等系列生态工程的实施,流域环境得到初步改善,植被覆盖日益好转。利用2001—2013年逐旬MODIS/NDVI数据和气象数据,通过分离气候变化对塔里木河流域植被覆盖的影响,对气候变化和人类活动对植被覆盖变化的相对作用进行定量分析。研究表明:(1)2001—2013年塔里木河流域植被覆盖总体呈增长趋势;植被覆盖呈改善趋势的区域占流域总面积的28.02%,呈退化趋势的区域占10.99%,其他区域则基本不变。(2)采用相关分析与残差法分析了气候变化和人类活动对植被覆盖变化的影响,结果表明植被覆盖变化与气候因子显著相关;人类活动对植被覆盖变化起积极作用的面积占流域总面积的61.8%,起消极作用的占38.2%。(3)通过对植被覆盖变化驱动因素进行相对作用分析,可以得出在植被改善区和植被退化区,人类活动的作用相对于气候因素更大,是植被覆盖变化的主要驱动因素。     

气候变化和人类活动对蒙古高原植被覆盖变化的影响

基于全球监测与模型研究组（GIMMS）归一化植被指数(NDVI),对蒙古高原地区1981-2006年植被覆盖的时空变化进行了研究,并从气候变化和人类活动的角度,分析了植被覆盖变化的原因。1981-2006年蒙古高原的植被覆盖时空分布具有明显的地带性特征,森林区及荒漠区植被覆盖呈现小幅下降趋势,草原区呈现上升趋势,蒙古高原NDVI分布从东北向西南、从高原南北边缘地带向中心地带呈明显的规律性变化：高原东北部的大兴安岭地区NDVI最高,蒙古国北部的杭爱山脉次之,西南部荒漠区的NDVI最低。研究表明: 植被覆盖变化是气候变化和人类活动共同作用的结果,蒙古高原地区的降水变化是植被覆盖变化的重要原因,森林砍伐、河套耕作及城镇化等人类活动则是导致具有相似气候条件的内蒙古与蒙古国植被覆盖变化区域差异的原因。     

半干旱黄土丘陵区土壤水分生长季动态分析

土壤水分是半干旱地区植被生长的重要水分来源,尤其是深层土壤水分对黄土高原人工植被恢复起着至关重要的作用,阐明深层土壤水分的季节动态对揭示人类活动影响下的植被与水分的相互作用关系、维持黄土高原植被恢复的可持续性有重要的科学意义。文中基于半干旱黄土丘陵区8种典型植被0-1.8m土壤水分动态监测和0-5m深度土壤水分季节比较,研究发现:1)植被类型对土壤水分及其剖面分布具有显著影响,且不同植被土壤水分季节变化均随深度增加而减弱;2)生长季中不同植被土壤水分都呈现出先减少再增加的变化,不同植被在不同生长阶段中降雨对土壤水分的补充有所不同;3)人工植被深层土壤水分没有显著的季节变化,表明人工植被深层土壤水分已难以受到当季降水补充,维持植被生长的功能可能在逐渐减弱,黄土高原现阶段植被恢复需要平衡维持植被生长与土壤水分可持续利用。     

退耕还林工程以来黄土高原植被覆盖与地表湿润状况时空演变

基于2000—2014年的MODIS数据和Landsat数据,利用温度植被干旱指数反映地表湿润状况,分析了退耕还林工程以来黄土高原地表湿润状况与植被覆盖的时空变化特征及其相互关系。(1)2001—2014年黄土高原归一化植被指数增速为6.3%·(10a)~(-1),温度植被干旱指数降速为-4.5%·(10a)~(-1),植被覆盖与地表湿润状况均呈增加趋势,分布呈"东南高、西北低"的特征,大体上可以看出两者具有正的空间相关性。(2)从TVDI和NDVI的变化趋势来看,黄土高原植被覆盖与地表湿润状况整体上呈现出增加趋势。空间分布上反映出,植被覆盖变化基本上与地表湿润状况变化分布一致,但是仍然存在区域性差异。(3)从相关系数来看,黄土高原植被覆盖与地表湿润状况呈现出正相关。从变化趋势对应关系来看,14 a间黄土高原东北—西南一线山地地区植被覆盖与地表湿润状况变化有利于生态环境改善。人类活动强烈的平原地带极不利于生态环境改善。值得注意的是,退耕还林重点区是未来生态环境变化监测和管理的重点区域,以免引起再次退化。     

关于黄土高原草业和种植业的建立

<正> 1.引言黄土高原覆盖着地球上最广(580,000km~2)和最厚(50—100m)的黄土沉积物。早在人类历史以前,高原上生长着大量的植被。传统上黄土高原被称为中国文化与农业的摇篮。然而由于人类的影响,特别是长期不合理的农业生产行为,使高原自然生态系统完全破坏。现在,荒芜的地貌由无数沟谷和秃岭组成,更严重的是本区土壤侵蚀依然严重,预     

关于黄土高原退耕还林(草)问题

论述了退耕还林 (草 )是黄土高原水土保持、生态环境建设中一项战略性措施 ,分析了在满足农村人口粮食的基本需求情况下 ,退耕坡地仍有很大潜力 ,以及从自然环境特点、历史时期植被分布来看 ,黄土高原广大地区种树种草是可行的 ;并提出了退耕还林 (草 )必须重视的有关问题     

黄土高原不同生态类型区退耕还林(草)综合效益评价指标体系构建研究

退耕还林(草)综合效益评价指标体系的构建是退耕还林(草)工程效应评价的一个重要环节.首先根据黄土高原地区的自然环境现状和生态类型区划原则,将黄土高原划分为4个不同的生态类型区;然后根据综合效益评价指标体系建立的原则和方法,从生态、社会经济2个层次中选取对黄土高原影响较大的28个指标因子,建立适合黄土高原地区的退耕还林(草)综合效益评价指标体系;最后根据每个生态类型区的特征和自然状况,确定不同生态区域各评价指标的权重.     

隋唐以前黄土高原生态资源环境变迁研究

黄土高原生态环境的历史变迁,是自然原因与人为因素双重作用的必然结果,通过分析隋唐以前人为诱因在黄土高原生态环境历史变迁中所产生的反面影响,结合这一时期历史上人类活动,深入揭示黄土高原生态环境变迁的原因和规律。研究结果表明:要实现黄土高原地区生态与经济协调发展,首先应该确立生态环境保护的战略地位,其次应该注意到环境的改造与人的改造同步进行,而且也应该明确认识黄土高原生态环境的恢复是一项长期的、全方位的综合治理工程。     

黄土高原土壤水分与植被生产力的关系

土壤水分生态条件的恶化愈来愈成为黄土高原植被建设和生态环境建设的限制因素，我们在对黄土高原土壤水分生态因素分析的基础上，探讨了黄土高原土壤水分的季节性变化、土壤剖面水分变化、区域水分变异规律，分析了土壤水分与植被生产力间的相互关系，并提出了改善黄土高原土壤水分生态环境、提高植被生产力的调控技术。     

Attribution analysis based on Budyko hypothesis for land evapotranspiration change in the Loess Plateau,China

Land evapotranspiration (ET) is an important process connecting soil, vegetation and the atmosphere, especially in regions that experience shortage in precipitation. Since 1999, the implementation of a large-scale vegetation restoration project has significantly improved the ecological environment of the Loess Plateau in China. However, the quantitative assessment of the contribution of vegetation restoration projects to long-term ET is still in its infancy. In this study, we investigated changes in land ET and associated driving factors from 1982to 2014 in the Loess Plateau using Budyko-based partial differential methods. Overall, annual ET slightly increased by 0.28 mm/a and there were no large fluctuations after project implementation. An attribution analysis showed that precipitation was the driving factor of inter-annual variability of land ET throughout the study period; the average impacts of precipitation, potential evapotranspiration, and vegetation restoration on ET change were 61.5%, 11.5% and 26.9%, respectively. These results provide an improved understanding of the relationship between vegetation condition change and climate variation on terrestrial ET in the study area and can support future decision-making regarding water resource availability.     

植被作用下的土壤干化及其发生机制探讨

通过分析黄土高原不同类型植被下的土壤水分状况,探讨了植被作用下土壤干化的特征和机制,以正确认识其实质,并提供可调控的依据。结果表明,植被作用下的土壤干化具有相对稳定性,其数量指标可采用田间稳定湿度值衡量。在黄土高原气候及地质条件下,土壤干化是植被作用下易于发生的现象,但它并不是植被建造的必然结果。人为营造大片耗水性强的植被类型,高密度以及追求高生产量,是其发生的关键因素。通过了解人工林草物种特点的二重性、合理配置群落结构的必要性以及人工与天然起源的植被在植物竞争效应方面的差异,可对其实施有效管理。植被下土壤干化的普遍发生,不应当妨碍黄土高原进一步开展林草植被建设。     

Spatiotemporal variation of forest land and its driving factors in the agropastoral ecotone of northern China

As an important natural resource,forest land plays a key role in the maintenance of ecological security.However,variations of forest land in the agropastoral ecotone of northern China(AENC)have attracted little attention.Taking the AENC as an example and based on remote-sensing images from 2000,2010 to 2020,we explored the spatiotemporal variation of forest land and its driving factors using the land-use transfer matrix,spatial autocorrelation analysis and spatial error model.The results showed that from 2000 to 2020,the total area of forest land in the AENC increased from 75,547.52 to 77,359.96 km² and the changes were dominated by the transformations among forest land,grassland and cropland,which occurred mainly in areas with the elevation of 500-2000 m and slope of 15°-25°.There was obvious spatial agglomeration of forest land in the AENC from 2000 to 2020,with hot spots of forest land gathered in the southern marginal areas of the Yanshan Mountains and the low mountainous and hilly areas of the Loess Plateau.The sub-hot spots around hot spots moved southward,the sub-cold spots spread to the surrounding areas and the cold spots disappeared.The spatiotemporal variation of forest land resulted from the interactions of natural environment,socioeconomic and policy factors from 2000 to 2020.The variables of average annual precipitation,slope,terrain relief,ecological conversion program and afforestation policy for barren mountains affected the spatial pattern of forest land positively,while those of annual average temperature,slope and road network density influenced it negatively.     

Dynamics of ecosystem carbon stocks during vegetation restoration on the Loess Plateau of China

In the last few decades, the Loess Plateau had experienced an extensive vegetation restoration to reduce soil erosion and to improve the degraded ecosystems. However, the dynamics of ecosystem carbon stocks with vegetation restoration in this region are poorly understood. This study examined the changes of carbon stocks in mineral soil(0–100 cm), plant biomass and the ecosystem(plant and soil) following vegetation restoration with different models and ages. Our results indicated that cultivated land returned to native vegetation(natural restoration) or artificial forest increased ecosystem carbon sequestration. Tree plantation sequestered more carbon than natural vegetation succession over decades scale due to the rapid increase in biomass carbon pool. Restoration ages had different effects on the dynamics of biomass and soil carbon stocks. Biomass carbon stocks increased with vegetation restoration age, while the dynamics of soil carbon stocks were affected by sampling depth. Ecosystem carbon stocks consistently increased after tree plantation regardless of the soil depth; but an initial decrease and then increase trend was observed in natural restoration chronosequences with the soil sampling depth of 0–100 cm. Moreover, there was a time lag of about 15–30 years between biomass production and soil carbon sequestration in 0–100 cm, which indicated a long-term effect of vegetation restoration on deeper soil carbon sequestration.     

Monitoring the impact of climate change andhuman activities on grassland vegetation dynamics in the northeastern Qinghai-Tibet Plateauof China during 2000-2015

Climate change and human activities can influence vegetation net primary productivity (NPP), a key component of natural ecosystems. The Qinghai-Tibet Plateau of China, in spite of its significant natural and cultural values, is one of the most susceptible regions to climate change and human disturbancesin the world. To assess the impact of climate change and human activities on vegetation dynamics in the grassland ecosystems ofthe northeastern Qinghai-Tibet Plateau, we applied a time-series trend analysis to normalized difference vegetation index (NDVI) datasets from 2000 to 2015 and compared these spatiotemporal variations with trends in climatic variables over the same time period. The constrained ordination approach (redundancy analysis) was used to determine which climatic variables or human-related factors mostly in?uenced the variation of NDVI. Furthermore, in order to determine whether current conservation measures and programs are effectivein ecological protection and reconstruction, we divided the northeastern Qinghai-Tibet Plateau into two parts: the Three-River Headwater conservation area (TRH zone) in the south and the non-conservation area (NTRH zone) in the north. The results indicatedan overall (73.32%)increasing trend of vegetation NPP in grasslands throughout the study area. During the period 2000-2015, NDVI in the TRH and NTRH zones increased at the rates of 0.0015/aand 0.0020/a, respectively.Specifically, precipitation accounted for 9.2% of the total variation in NDVI, while temperature accounted for 13.4%. In addition, variation in vegetation NPP of grasslands responded not only to long- and short-term changes in climate, as conceptualized in non-equilibrium theory, but also to the impact of human activities and their associated perturbations. The redundancy analysis successfully separated the relative contributions of climate change and human activities, of whichvillage populationand agricultural gross domestic product were the two most important contributors to the NDVI changes, explaining 17.8% and 17.1% of the total variationof NDVI (with the total contribution >30.0%), respectively. The total contributionpercentages of climate change and human activitiesto the NDVI variation were27.5% and 34.9%, respectively, inthe northeastern Qinghai-Tibet Plateau. Finally, our study shows that the grassland restoration in the study area was enhanced by protection measures and programs in the TRH zone, which explained 7.6% of the total variation in NDVI.