石羊河流域植被生态系统生态风险评价研究

区域生态风险评价涉及到多风险因子、多风险受体、多评价终点,强调不确定因素以及空间异质性的特点.以石羊河流域植被生态系统为例,以区域生态系统类型为着手点,计算不同生态系统类型的生态指数、脆弱度和生态损失度,根据不同种类和级别生态风险源的综合风险权重,利用ArcGIS 9.3软件进行叠加分析,形成不同的生态风险区.结果表明,石羊河流域植被生态风险空间差异性较为明显,其中1级风险区主要分布在石羊河流域上游,占全区面积的3.87％,以肃南和天祝2个县最为集中,植被类型多为有林地;2级生态风险区分布多与1级风险区相连,占全区面积的4.38％,植被类型多为灌木林;3级和低风险区主要分布在下游和中游地区,植被类型为草地和耕地.对石羊河开发利用时应当避免在1级和2级风险区进行大规模的土地开发利用,在3级和低风险区进行土地利用时应注意对土地进行保护利用.     

石羊河流域天然植被适宜生态需水量估算

基于遥感手段并运用ArcGIS 9.3软件统计获得石羊河流域1987,2000及2010年3期各类型天然植被面积数据,采用阿维里扬诺夫估算方法对石羊河流域各县区天然植被的生态需水量进行了估算。结果表明,石羊河流域1987,2000及2010年天然植被适宜生态需水量分别为2.43×10⁹,2.34×10⁹,2.06×10⁹ m³,其中各县区天然植被适宜生态需水量由多到少依次为:肃南县> 天祝县> 永昌县> 民勤县> 古浪县> 凉州区> 金川区。石羊河流域林地、草地的生态需水量基本各占总需水量的1/2,但各县区林地、草地生态需水量的百分比差异明显,流域天然植被的水分利用率介于2.74~16.55 kg/(hm²·mm)。通过对石羊河流域3期天然植被适宜生态需水量的研究发现,流域天然植被无论从总需水量还是各优势盖度的需水量上均呈现减少趋势,因此确定天然植被的适宜生态需水量,对区域水资源的合理配置和科学制定生态恢复方案具有重要的现实意义和借鉴作用。     

甘肃省白龙江流域生态承载力的时空变化

[目的]从土地利用角度开展甘肃省白龙江流域生态承载力时空变化研究,为该流域生态环境治理和可持续发展提供科学依据。[方法]基于生态足迹理论,利用1990,2002,2010,2014年4期土地利用数据与GIS空间分析技术,对近25a来该流域生态承载力时空变化进行空间可视化表达和定量分析。[结果](1)时间尺度上,25a来流域生态承载力呈现"降—升—降"的波动变化趋势,各地类生态承载力变化趋势不同。(2)空间尺度上,流域生态承载力总体呈现西北与西南部高,东北部低,随海拔和坡度增加而递增的不均匀分布格局;随时间推移,流域不同区域和坡度范围的生态承载力变化趋势各异。(3)1990—2002年,2002—2010年,2010—2014年间流域各地类生态承载力转换频繁,转变趋势明显,导致近25a来流域生态承载力及其内部组成变化较大。[结论]近25a来流域生态承载力在波动中上升,流域生态质量有所改善;受地形地貌和土地利用/覆被变化的影响,流域生态承载力具有明显的空间异质性。退耕还林还草政策是流域生态承载力变化的主要影响因素之一。     

北洛河流域植被覆盖度时空变化的遥感动态分析

采用1987,1995及2007年3期Landsat TM遥感影像,计算归一化植被指数(NDVI),利用像元二分法估算植被覆盖度并进行分级,分析了北洛河流域近20 a的植被覆盖变化趋势,对黄土高原地区环境演变及水沙变化机理分析提供基础数据信息.研究结果表明:(1)在气候变化和人类活动双重影响下,1987 2007年北洛河流域植被呈缓慢增长—迅速增长趋势,其流域植被覆盖面积比例从41.12％,46.43％,增加至63.43％.(2)流域不同分区中,丘陵沟壑区、高塬沟壑区植被均呈缓慢增加—迅速增加的趋势,而土石山林区植被表现出较强稳定性.丘陵沟壑区植被恢复以吴旗、志丹县为主,高塬沟壑区植被恢复以洛川塬为主.     

基于RSEI的漓江流域生态环境质量动态监测

漓江流域是桂林市旅游核心区域,地形地貌复杂,了解其生态环境质量及其变化情况对桂林市旅游可持续发展有重要的参考价值.为了快速准确获取漓江流域的历史生态环境动态变化情况,选取1991、2001、2009和2019年的Landsat系列遥感影像,采用主成分分析法提取遥感生态指数(RSEI),与绿度、湿度、干度和热度4个指标因...     

张掖地区植被覆盖变化及其预测研究

基于MODIS—NDVI数据,运用植被重心法、一元线性回归及R/S分析法对张掖地区2000—2008年204幅遥感图像进行了分析。结果表明：（1）2000—2003年植被重心向东移动,说明东部植被增加或西部植被减少;2006—2008年向北移动,说明北部植被增加或南部植被减少。植被重心年内变化表现为以5月和11月为界的不稳定—稳定—不稳定变化趋势。（2）近10a来植被覆盖呈增加趋势,植被改善区域占整个研究区面积的75.98%,分布于山丹、民乐和张掖盆地,主要土地类型为旱地和人工草地;人工植被增加速度高于天然植被;退化地区零星分布于人类活动强的张掖盆地和祁连山地北部。（3）生长季平均NDVI值的Hurst指数集中分布在0.4～0.6之间,以弱持续性和反持续性为主,但生长季各月则有一定的差异性,从5,6月份以持续性趋势为主到7月份的持续性减弱,反持续性增强,再到8,9月份的反持续性趋势减弱,持续性增强;不同土地利用类型的Hurst值排序为：其它未利用土地〈建设用地〈草地〈耕地〈未利用土地〈林地〈水体。     

1998-2005年石羊河流域土地利用/覆盖变化及其分析

根据1998年和2005年两期影像数据,利用RS和GIS技术,分析了近7 a来石羊河流域土地利用/土地覆盖的数量、结构、类型和空间分布上的变化情况,并对土地利用/土地覆盖变化的驱动力作了探讨.研究结果表明,7 a间石羊河流域草地、戈壁、沙地、林地、旱地和盐碱地面积呈减少趋势;高山、居民点、水浇地呈增加趋势;水浇地增加幅度最大,增幅为89 485.22 hm2,主要是由林地、盐碱地、居民点、沙地和戈壁转变而来;人工林地、重轻度盐碱地和水浇地的土地利用动态度明显,依次为4.14%,3.48%,2.23%和2.56%;人口压力、经济因素、生态政策是影响该流域土地利用/土地覆盖变化的主要驱动力.     

1981—2012年黄土高原植被覆盖度时空变化特征

植被覆盖度是反映植被覆盖状况最直接的指标。基于1981—2012年的MODIS影像,采用像元二分模型反演黄土高原植被覆盖度,分析了黄土高原各省区、典型流域及土壤侵蚀类型区生长季(5—10月)的植被覆盖度时空动态变化。结果表明:1981—2012年期间,黄土高原生长季植被覆盖度由31%增加到50%,呈显著上升趋势,但各区域增长幅度不同。2001年之前,黄土高原植被覆盖度平均为36%,年际间以小幅波动为主;之后,该区生长季年平均植被覆盖度为41%,年际间呈显著增加趋势。按省区,河南省植被覆盖度增幅最大,陕西省次之,内蒙古、宁夏增幅不明显且覆盖度在20%左右波动。按典型流域,延河流域增幅最大,窟野河流域增幅最小。按土壤侵蚀类型,水力侵蚀区植被覆盖度增长较快,风力侵蚀区则变化不明显。按植被覆盖度构成,低覆盖度面积比例减少,高覆盖度面积比例增加,其中黄土高原丘陵沟壑区植被覆盖度增加趋势最为明显,植被恢复成效显著。     

黄土高原清水河流域植被景观动态变化研究

在RS和GIS支持下,通过解译山西吉县清水河流域1986年、2000年、2007年TM遥感影像,生成土地利用分类并进行流域植被景观制图,分析了植被景观结构特征及变化趋势,同时,在GIS系统支持下,建立了清水河流域植被景观元素转移矩阵。结果表明,流域的植被景观基质始终是荒草地和灌木,1986年流域植被景观要素面积大小排序为：草地〉阔叶林〉灌木〉农田〉针叶林〉园地〉居住用地,草地、灌木和阔叶林3类占到总面积的87%以上,草地是绝对优势景观要素,占到景观总面积的41.69%,且连片性较好,灌木斑块数最大,分布零散、破碎,2000年流域植被景观要素排序变为：草地〉灌木〉阔叶林〉农田〉针叶林〉园地〉居住用地,2007年流域植被景观要素面积排序为：灌木〉阔叶林〉草地〉针叶林〉农田〉园地〉居住用地;通过分析两个时段景观转移矩阵,表明20 a间灌木面积比例持续增加,且主要来源于草地。     

2000-2020年黄土高原植被覆盖度时空格局变化分析

以2000—2020年MODIS-NDVI植被指数为数据源,反演计算黄土高原植被覆盖度,通过转移矩阵和重心迁移等方法分析黄土高原植被覆盖度时空格局变化及其与降水、气温、坡度和土壤类型等因素的关系。结果表明：(1)2000—2020年黄土高原植被覆盖度由0.39提高到0.61,整体呈上升趋势,2017年后实现快速提升;(2)近20年,黄土高原植被覆盖度显著好转类型与极显著好转类型改善面积比例达到37.93%,2009年前以低覆盖和中低覆盖植被为主,2010年后以中覆盖及更高等级覆盖植被为主,2019年以后中高覆盖植被所占比例最高;(3)从2000年到2020年,黄土高原低覆盖、中低覆盖、中覆盖和中高覆盖植被向更高等级覆盖植被转化比例分别为93.10%,96.57%,82.99%,43.34%,中低覆盖、中覆盖、中高覆盖和高覆盖植被向更低等级覆盖植被转化比例分别为0.30%,2.21%,7.83%,12.47%;(4)近20年黄土高原植被覆盖度变化与气温和降水的变化表现敏感,斜坡地和陡坡地植被覆盖度较高,淋溶土类型下的植被覆盖度较高,国家政策和措施实施等人为因素对植被覆盖度改善发挥重要作用...     

石羊河流域冬季冻土深度变化趋势及原因

利用1961~2007年石羊河流域上游、中游、下游当地气象站的冬季最大冻土深度、气温、地温、日照时数、降水量、相对湿度、蒸发、积雪资料,分析了近47 a石羊河流域冬季最大冻土深度的空间分布以及时间变化特征,进而采用相关系数法进一步探讨了冬季最大冻土深度变化的原因。结果表明:在空间分布上,石羊河流域冬季最大冻土深度分布与本地地理位置、土壤类型和海拔高度密切相关。石羊河流域冬季最大冻土深度梯度呈南—北走向,最大值出现在南部古浪,最小值出现在北部民勤。时间变化上,近47 a,石羊河流域以及流域上、中游冬季最大冻土深度呈下降趋势,而下游民勤冬季最大冻土深度则呈上升趋势,石羊河流域冬季最大冻土深度在不同时段内存在明显的6~7 a和9~10 a的周期反映,除下游民勤外在20世纪90年代都发生了突变。相关系数法分析表明,影响石羊河流域冬季最大冻土深度的气象因子是主要是热力因子,热力因子中关联最强的是极端最低地温和气温;水分因子中蒸发和冬季最大冻土深度的关联最明显。     

基于区统计方法的石羊河流域土地生态敏感性评价

以石羊河流域为研究区,以遥感数据为基础数据源,采用ArcGIS区统计方法进行土地生态敏感性评价,通过构建石羊河流域水土流失、土壤盐渍化、土壤沙漠化、生物多样性四个定量评价指标,利用栅格叠置分析方法定量研究了石羊河流域土地敏感性特征,生态敏感性等级及影响因素。研究结果表明,极敏感和高敏感区占到了全流域总面积的74.68%,低度敏感区和不敏感区分别占石羊河流域总面积的10.59%和0.88%。最后,针对石羊河流域土地生态敏感性分区的特点,通过综合研究结果和相关资料提出了环境保护和生态建设的相关对策,为指导石羊河流域生态治理提供科学依据。     

石羊河流域荒漠化监测结果分析

介绍了石羊河流域荒漠化程度变化的历史沿革。通过对1999年和2004年荒漠化监测结果的对比表明，石羊河流域荒漠化总面积增加了164271．6hm^2，比1999年增长6．47％，年均递增率1.29％。分别从荒漠化类型变化和程度变化两方面分析了石羊河流域荒漠化现状。进一步的监测结果显示石羊河流域荒漠化的发展趋势为整体好转局部恶化。     

基于马尔科夫模型的大凌河流域土地利用/覆被变化趋势研究

本文通过对大凌河流域2010年、2013年和2016年三期遥感影像进行分类,得到流域土地利用分布现状。对分类结果进行叠加分析可以获得大凌河流域2010~2013年的地类转移概率矩阵,再运用马尔科夫原理预测出2016年流域土地利用分布情况,将其与实际情况对比分析,证明马尔科夫模型适用于大凌河流域未来土地利用/覆被变化趋势的预测。进而本文分别对大凌河流域2019年、2022年和2025年的土地利用情况进行预测,发现未来近10年流域建设用地面积持续增长,变化率为38.96%;农林用地面积从2016年开始减少,总体下降了0.77%;水域面积稳定增长,到2022年之后趋于稳定值,变化率为17.21%;旱地及其他未利用地面积继续缩减,到2019年开始趋于稳定,整体下降了1.71%。研究结果明晰了大凌河流域农林用地和建设用地之间的矛盾,可以为流域水土资源管理有关部门提供科学依据。     

渭河流域降水和气温的时空特征分析

降水和气温等气候要素对农业生产具有显著影响。根据1957—2009年渭河流域内12个代表性气象站点53a的降水和气温实测资料,采用传统统计、经验正交函数分解(EOF分析)和小波分析等方法,讨论了渭河流域降水量和气温的空间分布特征,并分析了其周期变化特点。结果表明:(1)受大尺度天气系统影响,流域降水量和气温异常的一致性是主要特点,也存在南北差异和东西差异;(2)年降水量主要存在30a或更大的周期变化特征,而年平均气温、年平均最低气温和年平均最高气温主要存在29a或更大的周期变化特征。     

福建省农业生态环境质量指数的时空动态变化

根据农业生态环境质量评价指标筛选原则,结合福建省农业生产特点,邀请省内外农业生态环境专家对19个候选因子进行排队打分,建立了由13个因子组成的福建省农业生态环境质量指数评价指标体系和农业生态环境质量总指数计算公式。利用GIS技术制作了不同时段（20世纪80年代、90年代、2001-2005年）福建省分县级农业生态环境质量指数分布图,计算各年代省级、地市级、县级农业生态环境质量指数。结果表明：福建省的农业生态环境质量随年代逐渐变差,各地农业生态环境质量指数为1级（农业生态环境质量好）的县数随年代减小,5级（农业生态环境质量差）的县数随年代增加;从空间分布看,东南沿海农业生态环境质量差或较差,西北地区较好。     

2001-2020年南盘江流域植被物候时空变化及其对气候的响应

植被物候对气候敏感易观测,是观测生态变化与全球气候变化的重要指标,研究植被物候变化及其对气候的响应对于了解全球气候变化与植被之间的复杂关系具有重要意义。为揭示近20年来南盘江流域植被物候时空变化及其对气候的响应特征,基于2001—2020年增强型植被指数(MOD13Q1-EVI),运用S-G滤波、动态阈值法、Sen斜率分析法、相关性分析法等方法,获取了南盘江流域植被物候参数,分析其时空分布特征,利用偏相关系数分析了气候变化对SOS,EOS的影响。结果表明:(1)2001—2020年,南盘江流域物候特征变化较大,SOS(Start of the growing season)呈提前趋势,EOS(End of the growing season)和LOS(Length of the growing season)呈推迟延长趋势,物候变化具有空间异质性,不同子流域植被物候存在较大差异。(2)植被物候变化受到地形的影响,EOS随海拔升高,结束时间提前; SOS随海拔变化的规律与LOS的规律相反,都存在1 000 m,2 000 m和2 600 m分界线。(3)南盘江流域SOS变化与气温、降水呈正相关关系,EOS与气温呈正相关关系、与降水呈负相关关系。该研究可为南盘江流域的生态环境保护与植被资源可持续发展提供科学依据。     

石羊河流域中下游浅层地温变化特征及其对气温变化的响应

为了合理指导农业生产、保护生态环境以及揭示地温对气候变化的响应程度。利用石羊河流域中游（武威）和下游（民勤）气象站1961～2013年日浅层地温（0 cm、5 cm、10 cm、15 cm、20 cm）及年气温观测资料,采用气候统计学分析方法,对石羊河流域中、下游浅层地温时间演变和极值特征以及其与气温的关系进行了系统分析。结果表明：石羊河流域中、下游年代、年浅层地温呈显著上升趋势,气候倾向率均通过了α=0.01显著性水平检验。年浅层地温的时间序列均存在着4～6 a的准周期变化,并发生了突变。各季节浅层地温也呈上升趋势,气候倾向率为：春季＞夏季＞秋季＞冬季,浅层地温的月变化比较一致,7月为一个明显高峰,1月为一个明显低谷。石羊河流域中、下游年平均气温呈显著升高趋势,年浅层地温与年气温呈极显著正相关,其相关系数均通过了α=0.001显著性水平检验。中、下游年气温与年浅层地温具有相同的周期变化,气温的年变化对浅层地温的年变化具有显著正作用,浅层地温的升高可能是对气温升高的响应。