利用卫星遥感和GIS技术进行昭通地区土壤侵蚀调查研究

在分析了昭通地区土壤侵蚀成因和规律后,本研究选择了植被盖度和坡度作为确定土壤侵蚀等级的主导因子。利用1999年昭通地区TM卫星图像进行判读,提取植被盖度、土地类型和土地利用方式等信息;从地形图提取坡度信息;最后应用地理信息系统(GIS)的通用软件工具ARC/INFO7.11和AR-CVIEW3.2进行土壤侵蚀等级的空间分析,得到了土壤侵蚀等级空间分布图。根据土壤侵蚀等级图的统计分析结果对长防林(云南部分)实施后产生的生态效益尤其是土壤侵蚀的治理作出了科学评价。     

张峰水库输水工程建设对沿线植被指数的影响

基于遥感与GIS技术,利用2002年和2010年的遥感影像资料,获取张峰水库输水工程建设影响区植被类型、盖度信息,运用缓冲区分析法,研究了输水管线沿线植被指数的变化。结果表明:植被指数在管线沿线附近不同缓冲区内存在空间变异特征,60 m内植被盖度普遍低于更远范围,60-180 m范围是植被盖度差异分界的关键区;植被盖度统计值波动变化,在施工前后表现出明显的一致性和相似性,且各项特征值在施工后均有明显提高,说明水库输水管线沿线植被恢复效果明显,输水工程建设未对沿线植被盖度变化造成明显的不利影响。     

区域水土流失植被因子的遥感提取

NDVI是区域土壤侵蚀评价的最佳植被因子。基于遥感影像TM数据提取了NDVI值并将其与土地利用信息同时集成于土壤侵蚀图的每个图斑,建立了包含多种因子的空间数据库。通过每个图斑林草地面积百分比和NDVI值的统计分析,建立了NDVI与植被盖度的线性关系。多重因子数据库和NDVI-植被盖度关系,可以为区域土壤侵蚀定量评价提供支持。     

不同植被盖度下的黄土高原土壤侵蚀特征分析

利用地理信息系统(GIS)技术对黄土高原土壤侵蚀空间数据和植被盖度等级数据进行了空间叠加,研究不同盖度的植被对土壤侵蚀的影响。结果表明:植被盖度等级为1时,黄土高原土壤侵蚀全部为水蚀,占整个土壤侵蚀的100%;植被盖度等级为2时,土壤侵蚀主要以水蚀为主,占整个土壤侵蚀的95.61%;植被盖度等级为3、4、5时,土壤侵蚀仍主要以水蚀为主,分别占整个土壤侵蚀的74.90%、66.68%和58.19%。冻融侵蚀出现在植被盖度等级为4和5时,占整个土壤侵蚀的比例均不大。随着植被盖度的增加水蚀所占比重逐渐减小,而风蚀、水?风混合侵蚀和冻融侵蚀所占比重逐渐加大。植被盖度等级为5时,水蚀、风蚀和水-风混合侵蚀的土壤侵蚀指数均比其他植被盖度等级的土壤侵蚀指数大,分别为657.56、796.68和596.79,土壤侵蚀最严重。黄土高原植被盖度变化对土壤侵蚀状况影响显著。     

泥沙和养分输出模型与地理信息系统的连接

以地理信息系统(GIS)为基础的栅格与不同的侵蚀模型结合用来预测低山区小流域的泥沙和养分输出.这些水文过程受土壤、地形、土地利用和植被覆盖、气候及其人为的改变和管理等因子的空间变异性的影响.GIS IDRISI的空间数据处理能力与应用水文模型EPIC和AGNPS的连接显示了用空间分布数据的全部信息分析水文过程的优点.     

济南市土壤侵蚀潜在危险度分级及侵蚀背景的空间分析

在估算土壤侵蚀量、编制土层厚度图和土壤容重图的基础上,利用地理信息系统的空间分析功能估算土壤的抗蚀年限,从而有效地实现对济南市山丘区土壤侵蚀危险度的分级;借助GIS方法,通过分析不同坡度、不同坡向、不同地貌类型以及不同土地利用类型等背景条件下的土壤侵蚀潜在危险度状况,探讨土壤侵蚀潜在危险度的空间分布特点。     

基于GIS的植被空间格局特征与地形因子的相关关系--以陕西省耀县为例

以陕西省耀县为例,通过GIS空间分析方法,分析了耀县植被空间分布格局与地形因子(高程、坡度和坡向)的关系,研究了植被指数随地形的变化趋势。研究结果表明,植被空间分布与地形因子关系密切,并呈现一定的规律性。     

基于GIS和RS的土地利用与土壤侵蚀关系研究——以冀北地区为例

 冀北地区土壤侵蚀以水蚀和风蚀为主,根据水利部颁布的《土壤侵蚀分类分级标准》(1997),参考有关学者提出的土壤风蚀强度分级指标,构建研究区土壤侵蚀强度的分级指标。运用GIS和RS技术,提取土地利用、坡度、植被覆盖度、土壤质地等信息,通过GIS空间叠加分析,得出冀北地区土壤侵蚀强度分级图,详细研究土壤侵蚀强度的空间分布特征;进一步与土地利用图叠加,分析不同土壤侵蚀强度下的土地利用特征和不同土地利用类型的土壤侵蚀状况。     

植被盖度在土壤侵蚀模数计算中的应用

中国东北黑土区是重要商品粮基地,长期的自然侵蚀和过度人为开垦,引起的黑土退化、水土流失日趋严重,限制了粮食产量的提高。植被具有截留降水,增强土壤抗蚀性,抗击减流等作用,能够有效控制水土流失。植被盖度也对水土流失的强度产生直接影响。采用遥感与GIS技术结合的方法,通过高分辨率影像WorldView提取植被盖度,用以计算中国土壤侵蚀方程(CSLE)中生物措施因子B值的范围,并将其应用于黑龙江省克山县古城小流域土壤侵蚀量的估算中,对该小流域的土壤侵蚀状况进行了定性和定量分析。结果显示,土壤侵蚀状况与植被盖度关系密切,说明植被在治理土壤侵蚀中有巨大作用,同时体现出该方法精度高,可信度大,在同类研究中具有适用性。     

USLE模型中植被覆盖因子的遥感数据定量估算

植被具有截留降雨、减缓径流、保土固土等功能 ,对水土流失起着决定性的作用 ,植被盖度的大小直接影响着水土流失程度的强弱。植被因子是通用水土流失方程 (USLE)中的重要影响因素。选择相适应的卫星遥感时间和空间分辨率ETM数据可以提取植被盖度参数。一般说来 ,归一化植被指数Ic比较真实地表现了影像数据上植被的分布 ,但是Ic 仅仅定性地反映了植被盖度的相对大小 ,要想量化植被盖度还必须进行野外采样 ,样方与影像Ic 作回归统计分析 ,建立经验公式 ,最终反演植被覆盖度。这种方法不仅耗费大量的人力物力 ,而且不利于大区域土壤侵蚀的监控和预测。针对这个问题提出利用线性混合像元分解的方法对影像逐个像元中的植被盖度进行计算和提取 ,提高了模型中植被盖度因子的精度 ,降低研究成本 ,进而可以快速地进行土壤侵蚀量变化动态监测     

2003-2017年陕西省NDVI时空变化及其影响因素

[目的] 研究影响陕西省植被覆盖主导气候类和非气候类因子,为区域生态文明建设提供科学依据。[方法] 基于2003—2017年MODIS NDVI数据,利用趋势分析和地理探测器模型等方法,研究了气候类和非气候因素对陕西省植被覆盖的影响。[结果] ①2003—2017年陕西省NDVI空间分布总体上为改善趋势,但在不同植被类型区和生态区有所差异。②降水是影响陕西省植被覆盖空间分布的主导气候类因素,其他因素对当地植被覆盖影响程度有所差异。③降水与气温、日照、风速、相对湿度的交互作用对陕西省植被覆盖空间分布起主导作用。且气温的作用只有在和降水的交互作用下才能体现出来。④植被类型和地貌是陕西省植被覆盖空间分布的主导非气候类因素,其他因素的影响有所差异。⑤植被类型、地貌和土壤类型之间的交互作用对陕西省植被覆盖空间分布起主导作用。人口、GDP的影响也只有在与其他因素的交互作用下才能显现出来。[结论] 气候类因素的影响大于非气候类因素,气候类和非气候类因素的共同作用能够充分的解释植被覆盖空间分布。     

朱溪流域土壤容重空间分异与地形和土地利用的关系

[目的]分析朱溪流域土壤容重与地形和土地利用之间的关系,为南方红壤侵蚀区水土保持提供相关理论依据。[方法]以福建省长汀县朱溪流域为基础,基于GIS和地统计分析原理,并结合经典统计学方法分析土壤容重的空间变异性。采用拟合度最好的球状模型拟合土壤容重的半变异函数,并采用普通Kriging空间插值法,对研究区土壤容重空间分布进行预测。在此基础上利用ArcGIS空间分析功能统计高程和坡度各分区内的土壤容重均值,并利用栅格叠加分析,分析不同土地利用下土壤容重分布情况。[结果](1)朱溪小流域土壤容重具有从东北向西南增大的趋势,容重低值区主要分布在东部和东北部,高值区主要分布在西南部和中部。(2)流域土壤容重具有随海拔和坡度增大而降低的趋势,坡位和坡向则对该地区土壤容重空间分布影响不明显。(3)居民点及工矿用地和交通用地土壤容重均值明显大于林地、草地等植被盖度较好的区域。[结论]地形和土地利用是影响朱溪小流域土壤容重的重要因子,而高程和坡度是主要地形影响因子;不同土地利用类型土壤容重差异显著,植被覆盖好的区域土壤容重显著低于其他土地类型,因此应加强植被保护,以改善土壤结构。     

黄土高原植被变化与恢复潜力预测

采用GIS技术与地统计方法,基于黄土高原2000—2018年的MODIS遥感影像,选取归一化植被指数探讨研究区植被时空变化特征,采用相似生境法预测黄土高原植被恢复潜力。结果表明:黄土高原2000—2018年低植被盖度区域面积减少,高植被覆盖度面积不断增加。黄河中游头道拐至龙门区间植被变化最为显著,平均增长速率为0.015~0.050/a,其中,延河上游、清涧河及秃尾河流域的植被盖度增长速率最高,均超过了0.015/a。受城市化影响,汾渭平原的下游干流区植被盖度显著降低。相似生境法预测黄土高原未来植被恢复潜力的空间差异性显著,东南部地区植被盖度接近或达到最大恢复潜力,无恢复空间;在丘陵沟壑区和风沙区的交错地带部分地区植被盖度较现状仍有25%~50%的提升潜力。由于黄土高原植被受退耕还林草工程影响,人工植被干扰强烈,受到该区降雨与水分承载力限制,未来植被恢复需调整植被类型、优化植被结构与格局,提升区域生态系统功能。本研究结果可为黄土高原未来植被恢复与水土保持规划与布局提供理论与方法支撑。     

生态水文平衡状态下宁夏地区植被承载力模拟

基于Eagleson的生态水文最优性理论,从区域尺度上,综合多种环境变量,模拟宁夏地区生态水文平衡状态下植被最优盖度,进而确定植被承载力,并研究在不过分消耗土壤水分的前提下不同植被类型的最优盖度。结果表明:(1)在研究期内(2000—2019年),基于Eagleson生态最优性理论得到的平衡植被覆盖度与实际植被覆盖度相关关系为0.86,模型模拟良好,除去农田,宁夏地区的多年平均植被盖度为0.048~0.984,模拟的平衡植被覆盖度为0.153~0.840,植被盖度在空间上具有较好的一致性,南部地区较高,呈现由南向北逐渐降低的趋势。(2)从植被承载力空间分布来看,绝大部分区域实际植被覆盖度与模拟的平衡植被覆盖度的差值小于0.05,未处于超载状态,植被超载区主要位于泾源县。(3)乔灌草3种土地利用类型的模拟植被最优盖度均表现为从南到北逐渐减少,从多年平均来看,草地的模拟植被最优盖度为0.223~0.841,灌木林地的模拟植被最优盖度为0.186~0.659,而乔木林地的模拟植被最优盖度为0.153~0.635。研究结果有助于科学指导当地生态环境建设,为同类地区生态恢复建设提供理论支撑。     

基于像元二分法的沙地植被景观格局特征变化分析

景观格局与过程的关系研究是目前景观生态学的主要目标和研究热点,而沙漠化是一种典型的景观演化过程。基于景观生态学原理,运用遥感与地理信息系统技术,以古尔班通古特沙漠南缘为研究区,选择近40 a(1977-2010年)间不同年降水量梯度的代表年份(1977年、1990年、2001年和2010年),利用Landsat MSS/TM/ETM+遥感数据对沙地植被景观格局变化进行了分析。结果表明:1977-2010年间,古尔班通古特沙漠南缘沙地植被呈现恢复—退化—恢复交替变化趋势,总体处于恢复趋势中;景观水平上沙地植被破碎化程度处于增加趋势,景观异质性增强,斑块形状趋于复杂;类型水平上不同盖度沙地植被破碎化程度呈不同趋势波动,总体呈盖度相对高的植被破碎化程度增加,而盖度相对低的植被破碎化程度降低的趋势。1977-2010年间,沙地植被斑块重心在西南-东北方向交替呈现,重心轨迹形成"Z"形。总体来看,植被斑块由沙漠西南缘向沙漠腹地东北方向扩张。年降水量波动与沙地植被盖度演化方向、景观破碎化程度、不同盖度沙地植被比例、不同盖度沙地植被破碎化程度、不同盖度沙地植被斑块重心迁移方向均具有密切关系,即干旱区沙地植被景观格局演化特征与年降水波动具有很强的关联性。     

GIS技术在农业面源污染研究中的应用

地理信息系统(GIS)技术具有分析速度快、智能化、可视化和信息化的优点,利用 GIS技术研究农业面源污染问题已经成为近年来研究农业面源污染的一大趋势。本文阐述了基于 GIS在农业面源污染研究中的主要应用技术,包括农业面源数据处理与管理、时空分布与空间差异性、GIS信息系统开发、大数据可视化、模型模拟、污染风险评估及预警预测等,并提出了 GIS技术在农业面源污染控制和治理应用方面的发展趋势和研究方向。     

朝阳县单家店小流域生态敏感性评价

利用ArcGIS空间分析技术对朝阳县单家店小流域的生态敏感性进行评价。在GIS、RS技术支持下选取坡度、高程、植被覆盖、土壤侵蚀和土地利用5个因子,然后将项目区按照评价结果分为低、中、高和极敏感4个等级,可为小流域水土保持规划和生态敏感性分析提供数据支撑。ArcGIS空间分析技术提高了小流域生态敏感性评价的客观性、可操作性,具有原理清晰和评价过程简单等优点。     

毛乌素沙区地下水对植被盖度空间格局影响分析

通过在榆溪河流域沿地下水埋深增大方向设置植被调查样带,基于植被盖度、地下水埋深及土壤含水量等数据,利用多元经验模态分解(MEMD)获取植被盖度及其影响因子所表征的空间尺度,结构方程解析植被盖度空间分布的驱动因素,并结合聚类分析划分了植被群落自然恢复演替空间格局状态变化特征。结果表明：(1)MEMD将空间多元数据分解为3个本征模态函数,经希尔伯特转换得到各模态函数相应的空间尺度分别为14,27,38 km;(2)结构方程模型和MEMD分解后的最大表征尺度相关分析表明,地下水埋深与植被盖度在整个样带尺度上呈显著负相关(R²=-0.95,p<0.001);土壤含水量与植被盖度以地下水埋深5 m空间尺度为分界点,<5 m的区域呈显著正相关(路径系数为0.68,p<0.001),>5 m的区域呈显著负相关(路径系数为-0.43,P<0.01);(3)在此基础上,结合系统聚类分类结果将植被盖度划分为核心区(地下水埋深0～3 m)、过渡区(地下水埋深3～4 m)、稳定区(地下水埋深4～5 m)、外围区(地下水埋深5～10 m)及边缘区(地下水埋深1...     

基于GIS的干热河谷植被恢复分区研究——以攀枝花城市视野区为例

以攀枝花视野区为例,研究了基于GIS的干热河谷区植被恢复适宜性评价及分区方法.在干热河谷植被恢复适宜性评价及分区中,主要考虑对植被类型及植物生长影响较大的海拔高度、坡向、坡度、岩土类型、土层厚度等因素,并采用专家评分法给各影响因子权重和适宜性评价赋值.经过GIS的数据处理、空间分析、模型建立及运算,得到植被恢复适应性评价图,再经过分类、合并,将攀枝花市视野区划分为适宜区、较适宜区、较不适宜区、不适宜区、极不适宜区,得到植被恢复分区图.     

植被对土壤风蚀影响的风洞实验研究

利用风洞模拟实验,系统研究了植被覆盖对土壤风蚀的影响。结果表明,临界侵蚀风速与植被盖度之间、风速与土壤风蚀发生的临界植被盖度之间均为非线性正相关关系;植被盖度与空气动力学粗糙度、摩阻速率之间具有良好的相关性;植被覆盖条件下空气动力学粗糙度和摩阻速率的增大对土壤风蚀具有显著的影响。