石羊河上游净生态系统生产力研究

利用MODIS数据,结合CASA(carnegie ames stanford approach)模型和土壤呼吸拟合方程,对石羊河上游2003—2012年净生态系统生产力的空间格局及变化趋势进行了分析,并探讨了气候因子对区域碳源/汇的影响。结果表明:1 2003—2012年,石羊河上游地区年均NEP为126.96 g·m-2·a-1,NEP总量为1.38×1010t·a-1;近10 a NEP有明显的增加趋势。2 NEP空间分布呈现出由中部向南、北依次降低的空间格局;总体上表现为碳汇,只有小部分荒漠为碳源;不同生态系统NEP存在较大差异。这主要与研究区水热条件组合和植被类型有关。3 NEP的年际变化与气温和降水量呈正相关,降水量对NEP的影响大于气温,并且在空间上具有互补性。     

宁夏盐池县生态系统水分利用效率时空特征及其影响因素

水分利用效率(WUE)是衡量植物光合固碳和水分消耗之间权衡关系的重要指标。研究区域植被WUE的时空变化特征对区域生态恢复、水资源的合理利用与开发等方面至关重要。本研究基于MODIS的GPP和ET数据评估2000—2019年盐池县植被WUE的时空变化特征及其主要的影响因子。结果表明：(1)2000—2019年盐池县的ET和GPP分别以7.61 mm·a^-1和7.23 g C·m^-2·a^-1的速率显著增加,空间上呈西北高东南低的分布特征,具有较强的空间异质性。(2)近20 a,盐池县植被WUE变化范围在0.80～1.11 g C·kg^-1·H₂O之间,多年均值为0.91 g C·kg^-1·H₂O,年际变化不显著;从空间上来看,全县WUE存在较强的异质性,高值主要分布在东北部,低值位于西南部。(3)近20 a,宁夏盐池县WUE在空间上有54.70%的区域呈上升趋势,主要分布在东北部;45.30%的区域以下降趋势为主。未来,盐池县61.48%...     

青海湖流域NPP动态变化及驱动力

对青海湖流域植被净初级生产力(Net Primary Productivity,NPP)以及驱动因子进行分析可以为流域生态管理与可持续发展提供一定的参考。本研究基于Carnegie-Ames-Stanford Approach(CASA)模型估算了青海湖流域NPP值，通过趋势分析、Hurst指数、地理探测器等方法，定量评估了2000—2018年青海湖流域NPP的动态变化及驱动因子。结果表明：从空间分布来看，青海湖流域多年平均植被NPP为218.88 g C·m^-2，年平均NPP的高值分布在青海湖北部和南部，最高达到375.85 g C·m^-2，低值分布在青海湖东岸，最低为0.11 g C·m^-2。从时间变化看，2000—2018年流域年平均NPP表现为上升趋势，增幅为1.61 g C·m^-2·a^-1,2018年达最高值为247.30 g C·m^-2。季节变化表明7月NPP最高，1月NPP最低。在NPP未来变化趋势上，Hurst指数小于0.5的区域占比为75...     

黄土高原半干旱区马铃薯产量对气候变化的响应

为探讨气候变化背景下,黄土高原半干旱区马铃薯生育期气象要素的变化规律及其对马铃薯生长发育的影响,本研究基于黄土高原半干旱区定位观测试验,结合气象要素观测资料,研究了半干旱区马铃薯产量对气候变化的响应。结果表明,1960—2020年61 a间,马铃薯生育期气温和积温显著升高,气候倾向率分别为0.32℃·10a^-1和48.14℃·10a^-1(P<0.01);降水量波动减少,气候倾向率为3.97 mm·10a^-1(P<0.05);日照时数显著减少,气候倾向率为10.92 h·10a^-1(P<0.05)。但2005—2020年16 a间,马铃薯生育期气温显著下降,气候倾向率为-0.54℃·10a^-1(P<0.01),各生育时期气温均呈下降趋势,其中块茎膨大～成熟期气温下降最明显,气候倾向率为-1.18℃·10a^-1,通过0.01水平显著性检验;马铃薯生育期降水量增加显著,气候倾向率为13.89 mm·10a^-1(P&l...     

基于GEE的翁牛特旗土地沙漠化遥感监测

基于谷歌地球引擎(Google Earth Engine,GEE)，通过提取归一化植被指数(Normalized Difference Vegetation Index,NDVI)和地表反照率(Albedo)两个参量，构建NDVI-Albedo特征空间，对翁牛特旗1991—2015年沙漠化进行监测，并利用地理探测器结合自然和人为因子分析翁牛特旗沙漠化驱动因子及其影响力。结果表明：(1)翁牛特旗土地沙漠化经历了先发展后逆转的演变进程。1991—2000年为发展期，沙漠化土地总面积增加了2130.29 km²;2000—2015年为逆转期，沙漠化土地总面积减少了3364.61 km²。(2)翁牛特旗沙漠化严重的区域主要是分布在中东部以及北部的西辽河平原地区，而西南区域的冀北辽西山地大部分区域沙漠化程度较轻。(3)自然因子和人为因子共同驱动翁牛特旗沙漠化演变过程。地形和沙源是翁牛特旗沙漠化土地空间分布格局形成的主要原因；翁牛特旗1991—2000年沙漠化发展是在自然条件不利的背景下人口增加所带来的环境压力造成的结果，而2000—2015年沙漠化逆转...     

新疆草地时空动态及其对气候变化的响应——以昌吉回族自治州为例

基于MODIS NPP、EVI遥感影像，采用MVC法、一元线性回归法与Pearson相关分析法，探讨天山北坡昌吉州草地植被时空动态及其对同期气温、降水的响应。结果表明：2000—2020年，草地植被NPP、EVI均为跃动式显著递增，2016年后呈逐年递减；NPP、EVI多年均值为0.095 kg C·m^-2、0.186；相较于2000年(NPP=0.077 kg C·m^-2、EVI=0.166),2020年NPP(0.099 kg C·m^-2)、EVI(0.194)分别增长了28.57%、16.87%。草地NPP空间异质性显著增加并呈扩大趋势，EVI空间差异逐年递增，变化范围分别为0.038 kg C·m^-2(NPP)、0.059(EVI)。在空间上，NPP、EVI多年平均分布具有差异；总体上，NPP、EVI随海拔升高而增加，但绿洲边缘、古尔班通古特沙漠南缘分布有高位EVI，面积占比65.01%的NPP与21.93%的EVI显著递增。9种草地类型植被NPP、EVI与降水呈显著正相关的面积占比远大于同...     

基于IRSEI的石羊河流域生态环境质量时空变化及驱动力分析

基于绿度、湿度、热度、盐度、荒漠化程度五个指标，构建了改进遥感生态指数IRSEI,提出了完全基于遥感数据的石羊河流域生态环境质量综合评价方法。以2000-2020年为时间序列，对石羊河流域生态环境质量时空分布特征和驱动因素进行了分析。结果表明：石羊河流域生态环境质量整体偏低，空间差异显著；近20年间，流域生态环境质量整体有所改善，绿洲边缘、上游林地和草地区域改善较显著；流域生态环境质量受自然因素和人为因素共同影响，年平均气温、年降水量、海拔、土地利用类型是流域生态环境质量空间分异的主要驱动力因子，驱动因子之间的交互作用表现为双因子增强和非线性增强，土地利用类型和其他驱动因子的交互作用最为明显。     

县域尺度下关中地区农作物水足迹时空特征及影响因素

探讨区域农作物水足迹与其时空分布规律及驱动因素,可以提高农业生产效率和水资源利用效益。本研究量化并分析关中地区54个县(区)2000—2020年冬小麦和夏玉米水足迹,并借助通径分析方法探究影响其绿水足迹、蓝水足迹及灰水足迹时空变化的驱动因素。结果表明：(1)关中地区农作物总水足迹从2000年2.232×10⁸m³下降到2020年2.003×10⁸m³,其中,蓝水是最主要的水资源使用形式,其次是灰水,绿水使用量最少,三者占比分别为37.261%、36.254%和26.485%;(2)农作物总水足迹空间上差异显著,呈现出东高西低和相似地区(高-高、低-低)集聚分布的特征;(3)单位面积产量、平均风速和化肥施用量分别为影响绿水足迹、蓝水足迹和灰水足迹最显著的因素。本研究的结果有利于帮助关中地区节约水资源和提高用水效率,拓展农业水资源可持续利用思路。     

陕西黄土区农田土壤主要养分特征及影响因素

为了探究陕西黄土区农田主要土壤养分特征及其影响因素,基于研究区5096个农田0～20 cm耕层采样点数据,利用GIS与地统计学方法对有机质(SOM)、全氮(TN)、有效磷(AP)和速效钾(AK)含量进行空间分析,并应用地理探测器模型探究18种影响因素对养分空间变异的解释程度。结果表明：SOM、TN、AP和AK含量均值分别为14.43 g·kg^-1、0.92 g·kg^-1、18.21 mg·kg^-1和190.28 mg·kg^-1,呈现中等程度变异;4种养分最佳拟合模型均为指数模型,各养分呈现中等程度空间相关性,结构性与随机性因素的共同作用导致了养分含量的空间差异;养分全局空间相关性大小表现为：TN>SOM>AK>AP;养分含量区域差异明显,呈现由北向南逐渐递增的趋势;年日照时长、年均气温、化肥用量和地貌类型等单因子作用对各养分含量空间变异具有更强的解释力,两因子交互作用对养分的解释力强于其单因子解释力。研究表明,陕北地区宜适当增加肥料投入,关中地区宜进行精耕细作,农田建设应考虑多方面...     

毛乌素沙地南缘樟子松树干液流特征及其对环境因子的响应

树木边材液流是实时反映水分利用过程的重要变量。分析液流与环境因子尤其是与土壤水分间的关系，进而明确树木对水分胁迫的响应机制，是认识树木适应环境变化机制的重要内容。文中以毛乌素沙地南缘樟子松人工固沙林为研究对象，采用热扩散式液流计连续监测了树干边材液流速率，分析了液流变化与环境因子间的关系。结果表明：毛乌素沙地樟子松生长季中边材液流速率(J_s)平均为4.91±1.25cm·h^-1,最大值为18.75±2.99cm·h^-1,其中夜间液流速率平均为1.42±0.38cm·h^-1,最大值为7.47±1.92cm·h^-1。J_s与环境因子间的主成分分析结果显示，前3个主成分的累积方差贡献率达86.2%,分别解释了方差的54.5%、20.6%、11.1%。其中第一主成分主要包含大气水分亏缺(VPD)、大气温度(T_a)、太阳辐射(R_a)等因子，归为蒸发需求因子；第二主成分主要包含风速(W_s)等因子，为大汽水...     

祁连山地区土地利用变化对碳储量的影响及经济价值估算

人类活动是土地利用变化的主要驱动因素，土地利用/覆盖变化通过影响陆地生态系统的结构和功能间接影响生态服务价值。本文基于土地利用转移矩阵和动态度分析了2000—2020年祁连山地区土地利用变化特征，应用InVEST模型估算了祁连山地区生态系统的碳储量，结合复利现值公式估算了各时期碳储量经济价值。结果表明：(1)2000—2020年草地和未利用地是祁连山地区的主要土地利用类型，占土地利用类型总面积80%以上，且两者之间转换最为显著。因人类活动加剧和城市化进程的推进，祁连山地区林地和未利用地面积减少，其他地类面积增加；(2)由于该地适宜的地理环境、植被保护力度的加强与人工管理的作用，2000—2020年祁连山地区碳储量增加44.26×10⁴t，并呈“西北低，东南高”的空间分布特征，与土地利用类型分布显著相关。其中，耕地、草地和水域碳储量增加73.1×10⁴t，林地和未利用地碳储量减少28.8×10⁴t;(3)2000—2020年祁连山地区碳储量经济价值由2325.9×10⁶元增加至3908.8×10     

基于生态资产的湟水流域生态保护效益评估

生态资产是能够为人类带来效益和提供服务的生态系统，评估生态资产变化可以从客观上了解生态保护效果。地处青藏高原与黄土高原过渡区的湟水流域生态环境脆弱敏感，人类活动强度大，是21世纪以来生态保护政策与工程实施的重点区域。本文通过核算湟水流域生态资产的存量与流量，全面分析流域生态资产特征及其变化，以探究生态保护效益。结果表明：(1)2020年湟水流域生态资产综合指数为30.98，高于青海省平均水平，生态资产流量价值为1.07×10¹¹元；2000—2020年生态资产质量整体提升，流量价值增益343.11%。(2)社会经济因素对生态资产增益影响力大。(3)流域内生态资产稳步提升，生态保护修复已取得一定成效，但生态资产空间分异显著，局地生态保护压力依然很大。该研究对掌握湟水流域生态状况、指导生态资产保护具有重要意义。     

基于InVEST模型的共和县生境质量时空变化及驱动因素

在新型城镇化背景下,青海省共和县作为兰西城市群建设的关键节点和典型的荒漠生态脆弱区,其经济和生态的协调发展对建设海南州可持续发展议程创新示范区具有重要意义。本研究基于2000年、2010年、2020年三期土地利用数据,利用InVEST模型,对2000—2020年共和县生境质量时空分布及效应变化特征进行探究,进而对生境质量的影响因子及其作用进行地理探测器和局部空间回归。结果表明：（1）2000—2020年共和县生境质量整体呈上升趋势,生境质量均值分别为0.612(2000年)、0.626(2010年)、0.627(2020年),生境质量空间分布存在明显的区域差异,空间格局上呈现北高南低的态势。（2）影响共和县生境质量的主驱动因子为年平均气温（TEM）和归一化植被指数（NDVI）,因子间的交互作用对生境质量空间分异的影响大于单一因子,TEM与香农均匀度指数（SHEI）、香农多样性指数（SHDI）交互作用强烈。（3）TEM对生境质量呈负向效应,负向影响区域主要集中在共和北部与东部地区;NDVI呈正向效应,正向影响区域主要集中在共和中部与南部地区;国民生产总值（GDP）对生境质量的正向效应较2...     

不同利用方式下呼伦贝尔草甸草原土壤呼吸动态特征及影响因素

探究天然草原不同利用方式下土壤呼吸动态特征及影响因素，对草原生态系统碳平衡研究具有重要意义。文中于2022年生长季(6—9月)测定了呼伦贝尔草甸草原围封、刈割、轮牧和自由放牧4种利用方式下土壤呼吸速率及相关环境因子，结果表明：1) 4种利用方式下土壤呼吸速率日动态差异较小，月动态差异显著，前者基本表现为昼高夜低的“单峰型”变化特征，后者表现为7月最高，9月最低，生长季土壤呼吸速率均值刈割(2.24μmol·m^-2·s^-1)>围封(2.08μmol·m^-2·s^-1)>轮牧(1.61μmol·m^-2·s^-1)>自由放牧(1.58μmol·m^-2·s^-1);2)土壤温度和土壤湿度是土壤呼吸速率的主要影响因素，二者的最优复合模型可解释土壤呼吸速率变异的82.7%～92.1%;3)分段式结构方程模型分析表明，在围封、刈割和自由放牧样地，植被因素对土壤呼吸速率独立解释力最高；在轮牧样地，土壤环境对土壤呼吸速...     

1971-2014年青藏高原参考蒸散变化及其归因

研究参考蒸散时空变化格局并辨识其驱动因子，是认识区域水文过程及其对气候变化响应的重要途径。基于修正的FAO 56 Penman-Monteith公式和青藏高原75个台站逐日气象观测资料，分析了1971—2014年高原参考蒸散变化的转折特征，并探讨转折前后的年际与季节变化趋势及其主导因素。结果表明：1971—1996年青藏高原参考蒸散呈急剧下降态势〔-27.07 mm·(10a)^-1〕，而1997—2014年高原参考蒸散增加趋势显著〔40.16 mm·(10a)^-1〕，尤以33°N以南区域最为突出。这与影响参考蒸散变化的气候因子变化趋势的年际转折密切相关。其中，风速变小是1971—1996年高原年参考蒸散减少的主要因素，特别是在高原北部；相对湿度降低则极大地促进了1997—2014年高原主体(除高原北缘外)参考蒸散的显著增加。此外，从季节上看，春、秋、冬季参考蒸散变化的最大贡献因子由之前的风速减小转变为1997—2014年的相对湿度下降；影响高原夏季参考蒸散的主导因子是1971—1996年相对湿度的增加，之后则转变为1997—2014年日照时数的增加。     

川藏铁路沿线植被覆盖度时空变化特征分析

基于MODIS-NDVI遥感数据反演了川藏铁路地区2000-2018年植被覆盖度,采用线性回归分析植被覆盖度的时空变化规律,利用相关分析法分析气候、地形等与植被覆盖度的相关关系。结果表明:(1)2000-2018年川藏铁路沿线平均植被覆盖度为0.629,呈现波动上升趋势,2000-2012年为缓慢增长,2013-2018年为快速增长。19年间植被覆盖度呈现好转的面积占比为53.78%,呈现下降面积占比5.25%,其中康定至昌都段上升率最大,巴宿至林芝段下降率最大。(2)川藏铁路沿线植被覆盖度空间上呈现东高西低的分布特征,2000-2018年成康、康林和拉林铁路段平均植被覆盖度依次为0.75、0.61和0.55,低海拔区域以中高、高植被覆盖度为主,高海拔区域以中低、低植被覆盖度为主。(3)相关分析表明,川藏铁路沿线植被覆盖度与温度(r²=0.376,p<0.01)和降雨量(r²=0.284,P<0.01)均为显著正相关,温度是驱动川藏铁路沿线植被覆盖度动态变化的主要气候因素,与海拔呈显著负相关(r²=-0.240,P<0.01)。     

关中平原城市群“三生”空间生态环境效应及影响因素研究

以关中平原城市群为研究区域，对2000-2020年“三生”空间土地利用情况进行测算，多尺度对2000年、2005年、2010年、2015年、2020年五期生态环境效应的时空变化特征进行分析；使用地理探测器对影响地区生态环境效应的因子进行探测。结果表明：1)关中平原城市群以生产用地和生态用地为主，研究期间农业生产用地面积持续性减少，生态用地和生活用地面积持续性扩张。2)2000年-2020年关中平原城市群的生态环境质量指数和正向效应在空间上体现为中低周高，时间上呈现波动上升趋势；该地区总体生态环境质量呈现正向发展趋势。3)土地利用强度、耕地面积占比、地形起伏度是影响关中平原城市群生态环境效应的关键驱动力，剩余自然和社会经济因子共同塑造研究区生态环境效应；影响因子的交互作用大于单因子对生态环境效应的影响。关中平原城市群在发展过程中应以生态环境保护为优先，发展绿色产业，重视城市建成区绿化和生态建设；同时严守耕地红线，提高已有耕地的生产效率以保护粮食安全。     

两种典型大气扩散指数在新疆的分布特征及其适用性对比

为定量评估气象条件对空气污染的作用，利用2010—2020年新疆14个气象探空站及地面气象观测站资料计算大气自净能力指数和静稳指数，对比分析两者在新疆的时空分布特征及其适用性，结果表明：新疆的大气自净能力指数与静稳指数呈反位相分布，两者具有较好的相关性，相关系数达-0.89。大气自净能力指数在夏季最大[9.4 t·(d·km²)^-1]，冬季最小[0.9 t·(d·km²)^-1]，南疆[6.2 t·(d·km²)^-1]普遍大于北疆[6.0 t·(d·km²)^-1]；静稳指数在冬季最大(5.1)，夏季最小(0.7)，南疆(1.6)普遍小于北疆(3.8)，即南疆的大气扩散条件较北疆好，北疆较南疆更容易形成静稳天气。通过分析2015—2020年大气环境监测站逐日污染数据发现，大气自净能力指数和静稳指数在天山北坡对PM2.5和PM10均有较好的指示意义；在阿勒泰两个指数对PM_2.5有较好的指示意义；在...     

胶莱平原县域表土有机碳空间变异特征研究及自相关分析

土壤有机碳是土地质量的重要指标，其含量多少直接影响土地生产力。胶莱平原是山东半岛重要的粮食产地，对其土壤有机碳空间变异的研究可以为区域农田土壤养分评估以及土地可持续利用管理提供参考。文中以胶莱平原典型县域腹地安丘市为研究区，综合运用变异函数和空间自相关分析方法，从土壤有机碳空间变异性、自相关性等角度揭示土壤有机碳的空间分布特征。结果表明，安丘市土壤有机碳含量均值为7.42g·kg^-1,处于中等水平；变异系数为37.47%,属于中等程度变异。土壤有机碳空间分布整体呈现西低东高的趋势，空间自相关分析显示该区域土壤有机碳空间分布具有聚集性，并非呈现随机分布特点。土壤有机碳在该地理空间上具有正相关性，以高值聚类和低值聚类为主，分别分布在东部冲积平原地带和西南山区。土壤有机碳与环境因子的灰色关联分析表明，土壤质地和人类活动是影响高值聚类区形成的主导因素，较低的NDVI是影响西南山区低值聚类的主导因素。研究结果为胶莱平原土壤资源管理和双碳战略实施提供重要的技术参考。     

敦煌太阳总辐射多时间尺度变化特征及影响因素

采用集合经验模态分解(EEMD)以及M-K突变检验方法,基于敦煌市1971—2020年太阳总辐射、相对湿度、总云量和沙尘日数等气象资料,分析了敦煌市太阳总辐射演变的多时间尺度特征,探讨了影响敦煌市太阳辐射的关键气象因素。结果表明：(1)1971—2020年敦煌市年太阳总辐射上升趋势显著,线性气候倾向率为49.6 MJ·m^-2·(10a)^-1,多年平均年辐射量为6354.0 MJ·m^-2,属于太阳能资源最丰富区。年辐射在1970年代最少,2010年代最大。敦煌市太阳辐射四季分明,辐射量夏季>春季>秋季>冬季,分别以32.5、13.4、2.9 MJ·m^-2·(10a)^-1和1.1 MJ·m^-2·(10a)^-1的速率增加。近50 a敦煌市太阳总辐射以2.9 a和7.1 a的年际变化和16.7 a的年代际变化占主导地位。(2)月太阳辐射变化呈“单峰型”,从3月开始急剧增加,5月达峰值,6月开始逐渐下降,12月达全年最低值。太...