近10年石羊河流域水资源与生态环境遥感监测

在气候变暖的大背景下,石羊河生态环境发生了很大变化。针对流域生态环境的定量监测策略及关键技术,提出石羊河流域尺度的植被覆盖、水库面积、积雪面积等要素因子的快速监测方法,并具体通过实际监测水库蓄水前后面积、植被覆盖时空变化、积雪分布特征,分析石羊河流域生态环境。研究发现：1997-2006年,整个祁连山区域冰川积雪面积呈多波形变化,有线性增加趋势。其中,祁连山东段（石羊河流域上游）和中段积雪面积呈减少趋势,西段呈增加趋势。石羊河流域植被总面积整体上呈持续减少趋势,其中稀疏植被和茂密植被退化最严重,适中植被面积变化不大。红崖山水库面积基本呈增加趋势,最大值出现在2005年,是19.35 km2;最小值出现在2001年,为7.4 km2。     

基于遥感分析13年来石羊河上游山区植被变化研究

NDVI是监测区域植被生长状况及植被覆盖度最常用的指标。基于2002和2015年9月上旬植被生长期内的Landsat TM遥感卫星影像,以ENVI 5.2软件为影像处理工具,分别获取两期影像的NDVI,研究内陆河石羊河流域上游祁连山山区植被覆盖度的变化;利用主成分分析法对两期影像进行了监督分类,获得各植被类型的面积以及变化情况。结果表明,2015与2002年相比,石羊河上游地区高覆盖度、中等覆盖度、低覆盖度植被面积均有所下降,分别下降了18.4%、13.4%、10.1%,而极高覆盖度和极低覆盖度面积均有所增加,分别增加了0.5%、26.6%。NDVI差值植被指数结果显示,上游地区植被发生退化的面积为6935.6154 km²,占总面积的51.26%,而发生改善的面积为6595.2834 km²,占总面积的48.74%。通过监督分类获得的各植被类型的面积显示,乔木林面积增长显著,13年间增长了108.75%,但是灌木林和草地的面积缩小严重,分别减少了49.87%、19.78%。祁连山石羊河流域上游森林植被在13年间呈现退化趋势。     

河西干旱区植被覆盖度时空格局分析

以河西地区草地植被为研究对象,基于长时间序列的MODIS和野外实测数据,探讨了现有的3种植被覆盖度反演模型在研究区的适用性,并以此为基础分析了2001–2015年河西地区草地植被覆盖度时空分布特征。研究结果表明,基于TVI的经验模型能够在大范围内较好地估算植被覆盖度;河西地区草地生长季植被最大覆盖度空间分布差异明显,植被覆盖度由东南向西北逐渐降低;2001–2015年间研究区植被覆盖度总体上呈现出极显著增加的趋势(P 0.01),但在空间分布上存在一定的异质性;植被恢复的区域主要集中在中、西部地区;退化草地零星分布在马鬃山北部、石羊河流域西部以及祁连山东段地区。     

青海湖流域植被物候格局时空动态变化及其与植被退化的关系

本研究利用2000-2014年期间MODIS 16 d合成EVI 数据,选用阈值法模型提取了青海湖流域逐年的植被关键物候期,分析了物候时空动态变化特征及其与植被退化的关系。结果表明,青海湖流域内植被陆续在4月中旬-6月中旬进入返青阶段,8月中旬-10月中旬进入枯黄期,生长季长度在100~150 d之间。植被陆续进入返青期的时间在流域整体空间上呈现由东南向西北延迟的水平地带性变化趋势,多高山分布区域的植被进入返青期时间表现出垂直非地带性特征。植被进入枯黄期的时间与进入返青期早晚的时间在空间格局上相反,生长季长短空间格局与植被进入返青时间早晚的空间格局一致。气候变化趋势下,流域植被物候时空动态变化存在空间异质性,返青期均值年际变化趋势不明显,枯黄期均值提前6.4 d,生长季均值缩短8.9 d。流域内植被物候除受气候因子影响外,与植被退化也有密切关系。植被生长趋于茂盛,返青期呈现延迟趋势;植被生长退化趋势,返青期呈现提前倾向。枯黄期与植被退化的关系较复杂,整体上未表现出明显一致的相关性。植被生长季与植被退化呈现强负相关,即植被生长呈现茂盛趋势的区域,生长季缩短。     

青藏高原不同退化梯度下植被蒸散发的时空格局研究

全面深入地了解青藏高原蒸散发与植被退化的关系对陆地生态系统的稳定有十分重要的意义。本文选取MODIS16A2数据分析青藏高原及其14 个子流域蒸散发的时空格局，同时选用MODIS NDVI及GIMMS NDVI3g数据采用像元二分模型计算青藏高原植被覆盖度，进而识别青藏高原植被退化梯度和植被变化区，以此探究2001—2020 年青藏高原不同退化梯度和不同植被变化区蒸散发的变化趋势。结果表明：2001—2020 年青藏高原蒸散发呈波动上升趋势，空间上呈中部低，东南高的态势，14 个子流域中羌塘高原区的蒸散发最高，黄河流域的蒸散发最低，同时大部分地区蒸散发未来将呈现下降趋势。青藏高原各植被类型中灌木的蒸散发最高，其次是森林和草地。2001—2020 年青藏高原植被退化不断减弱，各退化区蒸散发的均值排序为：未退化区>轻度退化区>极重度退化区>中度退化区>重度退化区。青藏高原植被恢复区集中在青海湖和柴达木盆地周边区域且植被恢复区面积高于植被恶化区，各植被变化区的年均蒸散发呈波动上升趋势，总体呈植被恢复区>植被不变区>植被恶化区。识别青藏高原植被退化梯度及植被蒸散发的时空特征能为当地生态安全格局构建和高寒植被退化的恢复治理提供参考。     

近50年黑河流域潜在植被的演替及生态环境变化研究

本研究以综合顺序分类法(IOCSG)为基本理论方法,在GIS的支持下,利用黑河流域14个气象站点1961-2010年间50年的气候数据模拟出黑河流域潜在植被的演替过程,在此基础上耦合植被对气候变化的动态响应,分析不同气候条件下黑河流域潜在生态环境的变化。结果表明:1)黑河流域潜在植被类型在逐渐减少,到c时期(1991-2010)时仅有11种植被类型,并且在空间分布上差异性很大,下游额济纳旗地区植被类型非常单一。2)黑河中上游气候暖湿化,潜在植被向暖湿的植被类型发展,但变暖的速度大于变湿的速度,使植被类型不断退化;而下游额济纳旗地区,气候逐渐暖干化,潜在植被向暖干的植被类型发展,荒漠化较为严重。3)随着气候的变化,全流域植被类型逐渐减少,潜在生态环境逐渐恶化,近年来下游额济纳旗地区植被生态环境的严重恶化是气候变化和人为因素共同导致的结果。     

石羊河流域草地覆盖与其生态服务功能变化

草地生态系统容易受到环境变化影响,研究草地覆盖及其生态服务功能变化具有较重要的意义。本研究以石羊河流域为研究区,基于遥感数据和InVEST模型,定量估算了2000年以来草地覆盖变化以及产水量、土壤保持、固碳等服务功能,并探讨了草地覆盖变化对生态系统服务的影响。结果表明,2000–2015年间,石羊河流域草地覆盖面积明显减小;草地产水量呈先减少后增加趋势,土壤保持与固碳服务呈减少趋势;除草地覆盖与流域中游产水量无显著相关关系(P 0.05),与下游土壤保持呈显著(P0.001)负相关关系外,与其余不同尺度不同生态系统服务间均呈显著(P0.001)正相关关系;石羊河流域上游草地植被显著减小,引起草地生态系统服务能力下降;改善上游的草地生态系统质量对于提高全流域草地生态系统服务具有重要意义。     

石羊河流域下游民勤绿洲草地退化问题分析

石羊河流域是西北内陆河流域中水资源开发利用程度最高、用水矛盾最突出、生态环境问题最严重、水资源对经济社会发展制约性最强的地区。流域下游的民勤绿洲更是生态重灾区,天然草场的严重退化,不仅对绿洲生态安全构成严重威胁,而且严重影响到经济社会的可持续发展。研究民勤绿洲草地的退化问题,对于维系绿洲生态安全、推进社会经济可持续发展,具有重要意义。在总结流域水系演变的基础上,分析了流域水循环格局的改变和民勤绿洲草地的退化问题,结果表明,水循环格局的改变是民勤绿洲草地退化的主要原因,水资源的量、质、时空分布以及开发利用方式、强度显著决定了绿洲生态系统的演化方向,导致了沙漠化威胁加剧和“生态难民”的产生。     

浅谈布哈河流域综合治理

布哈河是青海湖的主要的水源之一,流域面积135.23×104hm2。由于上游地区日益频繁的人类活动,导致流域植被引起退化,为此,提出了恢复和治理治河流域植被的对策与措施。     

草地补播应注意的几个问题

草地退化是世界普遍存在的问题,它是在外因和内因的共同作用下引起的一种植物群落逆向演替。草地退化的特征是,草地植被结构发生变化,植被中原有的优势种逐渐衰退消失,大量一年生和多年生杂草侵入,植被稀疏,可食性牧草减少,草地生态环境条件恶化,出现鼠、虫害等。为了改良退化草地,各国采取了许     

A Comparison of Satellite-Derived Vegetation Indices for Approximating Gross Primary Productivity of Grasslands

Gross primary productivity (GPP) is a key component of ecosystem carbon fluxes and the carbon balance between the biosphere and the atmosphere. Accurate estimation of GPP is essential for quantifying plant production and carbon balance for grasslands. Satellite-derived vegetation indices (VIs) are often used to approximate GPP. The widely used VIs include atmospherically resistant vegetation index, enhanced vegetation index (EVI), normalized difference greenness index, normalized difference vegetation index, reduced simple ratio, ratio vegetation index, and soil-adjusted vegetation index (SAVI). The evaluation of the performance of these VIs for approximating GPP, however, has been limited to one or two VIs and/or using GPP observations from one or two sites. In this study, we examined the relationships between the nine VIs derived from the moderate resolution imaging spectroradiometer (MODIS) and tower-based GPP at five eddy covariance flux sites over the grasslands of northern China. Our results showed that the nine VIs were generally good predictors of GPP for grasslands of northern China. Overall, EVI was the best predictor. The correlation between EVI and GPP also declined from the south to the north, indicating that EVI and GPP exhibited closer relationships in more southerly sites with higher vegetation cover. We also examined the seasonal influence on the correlation between VIs and GPP. SAVI exhibited the best correlation with GPP in spring when the grassland canopy was sparse, while EVI exhibited the best correlation with GPP in summer when the grassland cover was dense. Our results also showed that VIs could capture variations in observed GPP better in drought period than in nondrought period for an alpine meadow site because of the suppression of vegetation growth by drought.     

基于地理探测器的内蒙古植被NDVI时空变化与驱动力分析

研究植被归一化植被指数（Normalized Difference Vegetation Index,NDVI）时空变化及驱动力有助于区域生态环境保护和自然资源管理。本研究基于2000—2015年SPOT NDVI遥感数据和同时期18种自然因子与社会经济因子,分析了内蒙古植被NDVI时空变化特征,并利用地理探测器探讨其空间分异特征与驱动力。研究表明：空间尺度上,内蒙古NDVI分布呈现东北高西南低,变化格局为东部增加,中西部减少;时间尺度上,年际NDVI呈缓慢增加趋势（0.32%·a^-1）,并呈现高植被覆盖度（8.6%）和低植被覆盖度（2.8%）均增加的“两极化”特征。年降水量的解释力最高（0.75）,与土壤类型、植被类型和年均温共同主导植被NDVI时空格局;因子交互作用为增强关系,自然因子与社会经济因子交互影响力显著增强;研究时段气候因子解释力减弱,农林牧业因子略有增强。本研究探讨了不同土地利用类型的因子解释力差异及各因子促进植被生长的最适宜范围,有助于植被生长的驱动力机制研究。     

Veld of the karoo areas

The Karoo areas are generally arid to semi‐arid with rainfall varying from less than 100 mm in the west to 400 mm in the east. The topography is mainly flat to undulating and the soils generally shallow and stony. There are 16 veld types present. Typcial Karoo veld is characterised by a dominant sparse to dense short shrubby vegetation (karoo bushes), interspersed to a variable degree, by short grass species and taller shrubs. Succulents are dominant in certain parts. These constituents exhibit different phenological rhythms of which the karoo bushes are largely vernal and autumnal and the grass aestival. Fodder and nutrition supply varies according to season and rainfall. A large numer of insect pests afflict Karoo vegetation. Stock diseases and physiological disturbances caused by certain species, are prevalent. Merino and Dorper sheep are the main defoliating agents of Karoo veld.     

青藏公路多年冻土地区植被群落调查

青藏公路北起青海格尔木的昆仑山北侧,南到西藏那曲以南,总长约650km的路段铺设在多年冻土之上。青海省草原总站于2003年进行了沿途植被群落的实地调研。其植被类型可分为高寒草原、高寒草甸、高寒灌丛、垫状植被、高山流石坡稀疏植被等。     

青藏铁路工程迹地对植被的影响评价

应用植被影响指数分析评价青藏铁路工程迹地对沿线典型植被的影响。结果表明,受工程迹地影响最大的植被类型主要是高寒草原和高寒草甸植被,其次是高寒荒漠和高寒流石坡稀疏植被,影响较小的是高寒河谷灌丛、高寒沼泽湿地和高寒垫状植被;对青藏铁路沿线植被产生毁灭性影响的工程迹地类型为路基工程;产生严重影响的工程迹地类型为取弃土场、桥涵和隧道工程;施工便道、站场和施工营地对各种类型的高原植被产生了一般或轻微的影响;研究结果对于青藏铁路沿线工程迹地的植被恢复具有指导意义。     

松嫩平原西部盐碱草地土壤多酚氧化酶活性及其与主要肥力因子的关系

对松嫩平原西部盐碱草地土壤多酚氧化酶活性及其与主要肥力因子的关系进行研究,结果表明,在植被生长季各月份内,多酚氧化酶活性在不同地段的变化有一定的规律性,都表现为碱斑裸地及植被生长较差的地段酶活性较高,而植被生长茂盛的地段酶活性低,但不同地段多酚氧化酶活性的季节变化规律不同;除钾素外,多酚氧化酶活性和肥力因子间都有显著或极显著的相关关系,全盐对酶活性的直接效应最大,且通过全氮、速效磷、有机质、pH值的间接效应也较大,是影响酶活性的重要因素;主成分分析表明,可以用多酚氧化酶活性来指示土壤全盐、pH值、全氮、速效磷和有机质的变化。     

复合植被指数在稀疏高寒草原植被盖度遥感反演中的应用

基于Landsat 8遥感影像数据,以西藏日喀则经南木林到申扎县的一条样带高寒草原作为研究对象,选择较为常用的归一化植被指数(normalized difference vegetation index,NDVI)、土壤调整植被指数(soil adjusted vegetation index,SAVI)、修改型土壤调整植被指数(modified soil adjusted vegetation index,MSAVI)以及对半干旱区低覆盖植被信息较为敏感的转换型土壤调整植被指数(transformational soil adjusted vegetation index,TSAVI),结合地表反射率改进运算的FCD模型(forest canopy density mapping model)裸土(bare soil index,BI)和阴影指数(shadow index,SI)构建适合低植被覆盖区域的复合植被指数(vegetation bare shadow index,VBSI);基于各植被指数构建像元二分模型,定量反演高寒草原植被盖度;并利用网格法实测的植被盖度分析反演精度。研究结果表明,8种植被指数所构建的像元二分模型对高寒草原植被盖度的反演精度以VBSI(TSAVI)最高,反演精度为85.66%;并证明了基于野外采集的土壤光谱曲线获取的TSAVI所构建的像元二分模型对高寒草原植被盖度信息的提取具有一定的实用性;改进运算的FCD模型裸土和阴影指数能较好地削弱土壤和阴影对植被信息的影响,所构建的复合植被指数对提取稀疏高寒草原植被盖度信息具有重要的实际意义。     

试论青海“黑土滩”草地的退化特征及其成因

“黑土滩”是高寒草甸草地原生嵩草植被退化为次杂毒草草地（或裸地）的俗称，退化特征是生草层的笛斑化和植被的杂毒草化，是在风蚀、水蚀和浆融剥离作用于生草层以及人为不合理利用植被的条件下发生和发展的，其中植被稀疏过牧地段或鼠害土质疏松地段的是形成“黑土滩”的起点。“黑土滩”的治本策略应是以恢复草甸植被为目的，种植或补播嵩草属牧草。     

围栏封育改良荒漠化草地的效果

2004-2006年,对古浪县北部腾格里沙漠南缘荒漠化草地进行为期3年的围栏封育改良试验.结果表明,围栏封育措施对恢复草地植被效果明显.围栏封育后草地中植物的高度、盖度、多度、冠幅、地上生物量和可食牧草产量等生产性能明显提高;牧草成分显著变化,优良莎草科、禾本科牧草产量与种类增加,杂类草种类与产量下降;围栏封育区区域生...