中国潜在自然植被NPP时空分布格局变化及其对气候和地形的响应

综合顺序分类系统(Comprehensive and Sequential Classification System,CSCS)作为一种开放式、能划分全世界潜在自然植被类型的分类系统,对全球自然植被的宏观认知和自然植被资源的适度利用与科学管理有着重要的指导意义。研究基于CSCS理论,利用中国1982-2012年的气象数据(温度和降水量)和MODIS(Moderate-resolution Imaging Spectroradiometer)NDVI(Normalized Difference Vegetation Index)数据以及改进型CASA(Carnegie Ames Stanford Approach)模型模拟中国潜在自然植被NPP及其时空分布格局,并分析其对气候和地形的响应模式。研究结果表明:31年来中国潜在自然植被NPP总体上随着时间的推移呈现递增趋势,其在空间上的分布格局体现了明显的异质性,各CSCS类及类组的NPP差异较大;中国潜在自然植被NPP基本与温度、降水量和太阳辐射的时空变化保持一致,且随着高程、坡度和坡向的增加呈现出增加、降低和增加的趋势;各CSCS类型的NPP总体上体现了自然植被所需水热条件的水平和垂直地带性分布规律,与CSCS分类检索图保持一致性。研究结果对CSCS和全球变化的交叉研究具有一定的促进作用。     

基于CCI-LC数据的甘南和川西北地区土地覆盖类型时空动态分布及草地面积变化驱动力研究

土地覆盖变化是评价生态系统健康的关键,并对可持续发展有重要意义。遥感技术是实现快速动态监测大面积土地覆盖变化的有效方法。结合野外实测土地类型数据和Landsat 8 OLI影像,对欧空局全球土地覆盖产品(CCI-LC)在甘南和川西北地区分类精度评价的基础上,分析了研究区1992-2015年土地覆盖类型的时空动态变化特征,并从自然和人为两方面因素出发,研究了该地区草地面积变化的驱动力。结果表明:1)CCI-LC产品在甘南和川西北地区的总体精度为76.79%,在六大土地覆盖类型中(草地、林地、裸地、水体、永久冰雪和人类占用地),草地的用户精度最高(94.88%)。2)在1992-2015年,草地面积整体上呈减少趋势,且在1994-2001年发生了较大的变化,减少了6760.53 km²,动态度为-0.53%·年^-1。3)1992-2000年研究区主要发生草地、林地和人类占用地三者之间的相互转化,其中草地以转出为主;2000-2010年研究区土地覆盖类型的变化多样,草地仍以转出为主,但转出面积较上一时间段大幅度减少;2010-2015年间研究区地物类型的转换关系更加复杂,其中草地以转入为主,转入来源仅为林地和人类占用地。4)农业GDP和牧业GDP是甘南和川西北地区草地面积变化的主要驱动因素,且两者均与草地面积呈负相关关系。提供了一种宏观、快速、低成本分析长时间序列土地覆盖类型动态变化的遥感监测方法。     

基于CSCS方法的甘南自然植被NDVI时空分布特征研究

基于综合顺序分类系统(CSCS)模型,利用地理信息系统技术手段,模拟出甘南潜在自然植被类型图,并且结合国际地圈生物圈计划(IGBP)土地覆盖数据集,制作出甘南残存潜在自然植被分布图和残存潜在自然植被典型区分布图。在此基础上,利用2001-2010年MODIS数据分别研究了残存潜在自然植被分布区及其典型区的NDVI年度和月度变化特征。研究结果表明,1) 甘南残存潜在自然植被分布区面积达33 940 km²,占甘南总土地面积的92.53%;2) 残存潜在自然植被典型区主要分布在玛曲县、碌曲县及迭部县部分地区和夏河县北部,在舟曲、卓尼和临潭县分布较少;3) 甘南地区NDVI在2001-2010年期间都呈现出上升趋势,7种植被类型的月最大值出现在7-9月。     

草原综合顺序分类系统研究进展

草地类型是草地资源实体的高度抽象与概括,草地分类是草地类型理论的具体实践,是草业科学研究与实践的基础问题之一。草原综合顺序分类系统(CSCS)以生物气候特征为依据,根据不同的热量级和湿润度将具有同一地带性农业气候特征的草地划为一类。据此所作的分类检索图是草原综合顺序分类法的图谱表达,具有独特的理论意义和应用价值。随着RS、GIS、GPS等技术及地统计学中气象要素空间插值方法的不断改进和完善,草原综合顺序分类系统在提出至今的50多年中在理论及实践方面已取得不少研究成果。系统总结了草原综合顺序分类方法在草地分类中的作用及意义、研究现状、存在的问题及研究展望,以期为该方法在更大范围的推广和应用提供科学依据。     

兰州干旱半干旱地区植被恢复模式与应用

干旱半干旱地区植被的恢复是我国生态环境建设中最突出的难点问题之一.在总结多年实践经验和研究成果的基础上,针对兰州地区的立地条件提出干旱半干旱地区植被恢复的基本模式:以当地天然生长且能自我繁殖的植物为种源,在人工正向干预的基础上,引导并培育其繁衍和生长,逐步达到恢复植被的目的.人工干预的模式主要有:封育、植物混交配置、破土导入、破土引导、破土保护等.同时以典型的红砂Reaumuria soongorica群落为主研究了培育和更新技术.     

近50年内蒙古潜在植被地理格局时空特征分析

原生植被演替过程与环境间表现出复杂的耦合关系,通过模拟潜在植被空间分布格局变化来反映植被对环境因子长期适应和选择的重要生态过程,是研究植被地理格局的基础。本研究运用GIS及综合顺序分类法,对内蒙古自治区及周边94个气象台站近50 a气候数据分前后25 a两期的模拟,分析得到内蒙古自治区潜在植被地理格局的时空动态特征及其变化。结果表明,内蒙古自治区境内潜在植被共分为16类,归为6个类组,以荒漠和草原为主;在高平原和山前平原地区的潜在植被呈干湿地带性分布,而在大兴安岭和阴山山地地区呈垂直地带性分布。近50 a间,不但各潜在植被类型自身的面积发生变化,而且不同类型之间也有明显的演替。荒漠、半荒漠类和山地草原、典型草原类受立地气候变干影响,面积呈增加趋势并向东扩张;草甸草原类和森林草原、森林类受立地气候变干和气温升高的综合影响,面积呈减少趋势并向高纬度、高海拔地区退缩。这种演替格局反映了植被对生境和气候变化的多元适应性结构。     

Long-term changes in land use,land cover and vegetation in the Karoo drylands of South Africa: implications for degradation monitoring§

We used several large data sets at a range of temporal and spatial scales to document the land-use/land-cover change (LULCC) dynamics of the semi-arid Succulent Karoo and Nama-Karoo biomes of South Africa. More than 95% of the Karoo is comprised of land classified as Natural, which has been relatively stable since 1990. Over the last 100 years cultivation, as well as the number of domestic livestock, has declined significantly in both biomes. Protected areas have increased since 1980 to comprise nearly 8% of the Succulent Karoo biome, although they only cover 1.6% of the Nama-Karoo biome. There has been a significant recent increase in renewable energy installation applications, which cover 4% of the Karoo drylands. The trend in vegetation productivity (NDVI; 1982–2015) is unchanged over 90% of both biomes, while nearly 10% of the Karoo has shown a significant increase in NDVI trend. An analysis of repeat photographs shows that vegetation cover has either remained unchanged or has increased at most locations. Although the Karoo drylands appear less degraded than they were in the mid-twentieth century, on-going monitoring at different temporal and spatial scales is essential to evaluate the future impact of LULCC on these semi-arid environments.     

基于土地利用/覆盖的甘肃省景观生态风险时空变化特征

甘肃省景观类型丰富多样,在中国西部地区的生态安全中起关键性作用,也为当地发展提供着重要的物质基础和生态服务。由于气候变化和人类不合理活动的影响,甘肃省部分地区生态环境的安全与稳定遭到严峻挑战。本研究基于欧洲航空局全球土地利用/覆盖数据（CCI-LC）,利用动态度、转移矩阵方法分析了2005-2019年甘肃省土地利用/覆盖变化特征;通过构建景观生态风险指数并运用空间自相关分析法分析了景观生态风险的空间分布特征。结果显示：1)2005-2019年间,裸地面积减少最多,变化率1.88%,耕地次之,变化率2.31%;草地面积增加最多,变化率1.83%,建设用地次之,变化率191.08%。2）所有土地利用/覆盖类型中,建设用地的动态度最高且在整个研究时期内变化速率都保持在较高水平,综合动态度最大的时期为2010-2019年。3）土地利用/覆盖转移矩阵主要表现为耕地、林地、草地、裸地之间的转入与转出以及其他土地类型向建设用地的转入。4)2019年整体的生态风险值较2005年明显上升。其中低风险区和较低风险区面积最多,转化最频繁;中等风险区、较高风险区和高风险区面积虽然较少,但都存在不同程度的增长。...     

干旱半干旱区退耕还林还草工程效益综合评价——以榆中县为例

综合评价退耕还林还草生态工程的效益,是该工程持续推进的重要内容。国内退耕还林还草工程综合效益的评价均以大尺度为主,而基于县域尺度的评价较少。本研究以干旱半干旱地区的榆中县为例,通过构建小尺度退耕还林还草工程综合效益评价指标体系,定量评估了该县韦营乡退耕还林还草的生态、经济、社会效益。结果表明,韦营乡退耕还林还草工程的综合效益分值为70.85,较好;生态效益分值为74.8,较好;经济效益分值为55.5,一般;社会效益分值为78.2,较好。     

近20年元上都遗址周边土地利用变化及驱动力

通过对元上都遗址周边1990、2000和2010年TM影像解译及实地调查获得其土地利用状况数据,利用单一土地动态度指数、综合土地动态度指数、土地利用程度综合指数及土地利用程度变化模型对1990―2010年间土地利用动态变化过程进行分析,并揭示其土地利用变化的驱动因素。结果表明,研究区始终以草地、耕地为主,沙地与其他土地类型镶嵌分布。草地总体呈减少趋势,所占比例减少6.28%;耕地与沙地总体呈增加趋势,所占比例分别增加1.92%和3.33%。土地利用类型变化速度较快,具有明显波动性。1990―2000年的综合动态度为0.92%,2000―2010年为0.42%。其中,沙地变化速度最为迅速,年均递增速度达3.23%。土地利用程度逐渐增大,由农牧业转变为非农牧业。气候暖干化、北缘沙地扩展、退耕还林还草、城镇化建设、农牧业、工业和旅游业发展、滥砍乱伐、过度放牧等因素的综合作用驱动了土地利用结构变化。协调土地资源与社会经济发展的关系对研究区生态环境保护与建设至关重要,是保护元上都遗址的必要途径,是传承草原文化的基本要求。     

甘肃荒漠灌区播量和行距对紫花苜蓿营养价值的影响

播量和行距是实现紫花苜蓿高产和优质的重要栽培技术措施。为此,采用裂区设计,以播量(12.0、16.0、20.0、24.0 kg·hm^-2)为主处理,3个等行距(10、15、20 cm)和2个不等行距(60 cm+40 cm间距、60 cm+30 cm间距,60 cm即种植6行,行距10 cm)为副处理,连续3年在甘肃荒漠灌区研究播量和行距对紫花苜蓿叶茎比和营养价值的影响。结果表明,播量和行距对叶茎比无显著影响,对营养价值有一定影响。其中粗蛋白、粗脂肪、钙和磷含量随播量、行距的增加呈先增加后降低趋势,3年平均粗蛋白含量在播量为16.0 kg·hm^-2,行距为20 cm时最高(20.06%),粗脂肪含量在播量为16.0 kg·hm^-2,行距为15 cm时最大(3.42%),钙含量在播量为20.0 kg·hm^-2,行距为20 cm时达到峰值(1.65%),磷含量在播量分别为12.0、16.0和20.0 kg·hm^-2,行距均为20 cm时最高(0.19%);中性、酸性洗涤纤维含量随播量增加呈降低趋势,随行距增加呈增加趋势,且中性洗涤纤维含量在播量为24.0 kg·hm^-2,行距为10 cm时最低(31.74%),酸性洗涤纤维含量在播量为24.0 kg·hm^-2,行距为15 cm时最小(25.64%);相对饲喂价值随播量的增加呈增大趋势,随行距的增加呈先升高后降低趋势,其值在播量为16.0 kg·hm^-2,行距为20 cm时最高(208.64%)。相同播量和行距下,紫花苜蓿营养价值受生长年限的影响。综合分析结果显示,播量为20.0 kg·hm^-2、行距为20 cm是该地区的最佳播量和行距,有利于提高紫花苜蓿的营养价值。