应用遥感技术研究贵州春季蒸散发空间分异规律

蒸散发量的估算对于灌溉策略、蓄水流失、水分平衡计算、径流预测和气象气候研究等都是不可缺少的因素。遥感（RS）和地理信息技术（GIS）的发展实现了蒸散发量的空间分布估算。利用1 km分辨率的MODIS影像数据反演的下垫面参数（如地表温度、反照率等）数据、日值的气象数据的空间插值结果数据及高程数据等基础信息数据,以贵州省典型喀斯特环境为研究区域,利用Penman-monteith蒸散发模型,在面的尺度上估算了连续两个月的日值蒸散发量,定量的描述蒸散发量的转化过程。通过蒸散发与相关因子的相关性分析,总结出贵州省影响蒸散发量时间动态、空间分布变化的主要影响因子和限制因子,进一步探索典型喀斯特生态环境的贵州省蒸散发量的变化规律。     

基于GIS与RUSLE模型的喀斯特地区土壤侵蚀研究——以贵州省为例

[目的]对贵州省土壤侵蚀进行快速定量研究,为土壤侵蚀治理工作和土地利用决策提供科学依据。[方法]在GIS技术的支持下,利用日降雨量、土壤类型、土地利用、DEM,MODIS-NDVI等数据,结合RUSLE模型估算研究区土壤侵蚀量。[结果]研究区的2010年年均土壤侵蚀模数为880.81t/(km~2·a),属轻度侵蚀。大部分区域主要以小于500t/(km~2·a)的微度侵蚀为主,占研究区总面积的59.60%。土壤侵蚀面积(轻度侵蚀以上)达71 164.14km~2,占总面积的40.40%。强度以上土壤侵蚀面积达10 431.60km~2,占总面积的5.91%,主要分布在研究区西北部和东北部,以及北部大楼山、武陵山、东南部苗岭以及西部乌蒙山等地势较高以及中东部乌江,西南部北盘江等河流流域。[结论]林地、耕地和草地以及海拔在600~1 600m之间的区域是今后水土流失防治的重点区域。     

贵州喀斯特山区大型土壤动物多样性研究

为了解贵州喀斯特地区土壤动物生物多样性特点,选取贵州4个典型喀斯特山地为研究区进行大型土壤动物多样性和群落特征分析。得出如下结论:（1）4个研究区共获得的大型土壤动物分别隶属于3门8纲21目,共21个类群。优势类群为4类（占总个体数的10%以上）,分别是鞘翅目（占19.7%）、腹足纲（占17.86%）、蚁科（占17.03%）、蜘蛛目（占11.69%）。（2）大型土壤动物的类群数依次是荔波 > 毕节 > 清镇 > 花江;荔波研究区采集到20个类群,该区土壤动物类群组成相对完整,可以作为喀斯特生态系统退化程度的参照标准。土壤动物个体数依次是荔波 > 清镇 > 毕节 > 花江;Shannon-Wiener多样性指数反映出与类群数同样的结果:荔波 > 毕节 > 清镇 > 花江。喀斯特生态环境因子的改变对腹足纲、蜘蛛目、带马陆目等类群的组成结构和数量产生了很大的影响,可以作为喀斯特生态退化程度的指示种。（3）相似性分析表明,毕节研究区大型土壤动物群落与荔波最相似,生态环境较好,清镇次之,花江最差,同时也与其石漠化等级程度相吻合。     

贵州省不同地貌类型区的MOD16蒸散发变化特征

探究贵州省喀斯特山区蒸散发时空演变特征,对该区水资源的高效利用与生态环境建设具有重要意义。基于MOD16产品遥感数据,统计分析了贵州省2000—2014年地表蒸散发量的年际和年内时空变化状况,并探讨了不同地貌类型蒸散发量的差异性变化特征。结果表明:（1）2000—2014年,贵州省蒸散发量年际变化总体趋势不明显,蒸散发年均值为854.95 mm/a,多年平均蒸散发空间分布呈现出东南高、西北低、中部居中的三级阶梯分布格局;（2）不同地貌类型蒸散发量的月均值呈现先上升后下降的单峰变化趋势,最高、最低分别出现在7月和1月,各地貌逐年各月蒸散发均值与整体差异明显;（3）从地貌类型看,多年均值蒸散发量由大到小依次为峰丛洼地、非喀斯特地貌、岩溶槽谷、岩溶高原、岩溶断陷盆地、岩溶峡谷;（4）未来蒸散发年际变化空间分布大致呈现东西部减少、中部增加的趋势。     

基于GIS的喀斯特区域不同岩性基底植被NDVI变化分析

为了探索喀斯特区域植被变化的一般性规律,揭示纯喀斯特与亚喀斯特区域植被效应的差异性。以1:20万地质图为岩性基底,利用2000-2013年SPOT VGT_NDVI数据,通过变化倾斜率、变异系数以及相关分析法,对比分析了不同岩性区植被,NDVI的变化规律及主导因素。研究发现:（1）不同岩性基底上的NDVI值、NDVI变化率及变异系数存在一定差异性,NDVI值表现为非喀斯特区域 > 纯喀斯特区域 ≈ 亚喀斯特区域;年际波动亚喀斯特区域 > 纯喀斯特区域 > 非喀斯特区域;呈增加趋势变化像元比重纯喀斯特区域 > 亚喀斯特区域 > 非喀斯特区域,减少趋势比重相反;各岩性区NDVI分布的差异性由土地覆被差异导致,其中森林和农用地比重贡献最大。（2）10 a时间尺度上植被NDVI变化主要受人为因素影响,与气候变化关系不显著。（3）受岩性控制,亚喀斯特区域生态环境比较敏感,与纯喀斯特相比较更易受人为作用影响。因此在喀斯特区域可持续发展过程中,“亚喀斯特”地质背景上的生态安全更应引起关注。     

河北省春季潜在蒸散量变化特征与成因

潜在蒸散量（ET₀）是区域能量平衡和水分平衡的重要组成部分,通过探讨其历史演化规律及成因对优化调整农业生产结构及水资源合理配置至关重要。基于河北省及周边地区1968—2018年24个典型气象站点逐日气象数据,利用Penman-Monteith模型、敏感性分析、M-K检验法及空间插值方法分析了河北省ET₀时空分布特征及其影响因素。结果表明:（1）从时间分布来看,51年间,河北省春季ET₀多年均值为353.20 mm,呈下降趋势,下降幅度为-1.679 mm/10 a,其周期变化存在35年主周期及20年次周期;空间上呈现由西北向东南半环状递减趋势。（2）从影响因素来看,春季ET₀变化对平均气温、最高气温、最低气温、日照时数和平均风速均表现正敏感;对相对湿度表现为负敏感,对各个气象因子敏感程度依次为相对湿度 > 最高气温 > 日照时数 > 平均风速 > 平均气温 > 最低气温。（3）从成因的空间分布上看,河北省北部地区ET₀变化的主导气候影响因子为平均气温,中部及西部地区为相对湿度,南部及偏东部地区则转变为平均风速。研究成果可为研究区水资源综合评价及农业生产工作提供一定参考。     

贵州省施秉喀斯特地区苔藓植物的微气候效应

以贵州省施秉喀斯特世界自然遗产地为研究区,对区内苔藓生境类型及微气候效应进行了研究。结果表明,苔藓植物群落可以影响其周围局地微气候,具有降低气温,增加湿度的作用。苔藓微气候效应影响范围大致在四周及上方10 cm空间内,在空旷地上微气候效应最为明显。该区苔藓生境类型以岩生、土生为主,土生苔藓植物群落的微气候效应强于岩生环境。对各监测层的温湿度分别进行配对样本t检验,结果发现,苔藓群落表面(A层)与周围10 cm处(D层)相对湿度差异极显著(p<0.01),温度差异达显著水平(p<0.05);苔藓群落表面(A层)与上方10 cm处(B层)温、湿度差异均达显著水平(p<0.05)。苔藓微气候效应的强弱程度取决于苔藓储存水分的能力。     

黔西北喀斯特区域土地利用/覆盖变化对土壤侵蚀的影响

利用黔西北地区1974,1992和2008年共3期遥感影像解译的土地利用图,结合修正的通用土壤流失方程,分析和模拟了该区土地利用/覆盖变化前后的土壤侵蚀状况,以及主要地类转化类型的土壤侵蚀效应。结果表明,黔西北地区土地利用结构变化显著,1974—2008年灌木林和旱地面积变化剧烈,且呈现相反的变化趋势。1974—1992年,随旱地面积的显著增加,灌木林的显著减少,黔西北土壤侵蚀模数由29.55t/(hm2.a)上升到37.76t/(hm2.a),随旱地面积的显著减少,灌木林、有林地的显著增多,2008年下降到30.39t/(hm2.a);旱地和其他地类发生土壤侵蚀最为剧烈,大面积的灌木林转为旱地是1992年土壤侵蚀加剧的主要原因,而大面积的旱地转为灌木林和有林地使2008年土壤侵蚀状况显著改善,灌木林转为旱地仍是近期土壤侵蚀加剧的主要原因,应加强对灌木林的使用管理。     

贵州省喀斯特区域土壤水分持续上升时期气象要素对土壤水分的影响

[目的]系统分析气象环境要素对贵州省喀斯特地区土壤水分变化的影响,为该喀斯特区域土壤水分的预报、生态环境恢复以及农业产业化的优化布局提供理论参考。[方法]基于贵州喀斯特区域10个自动土壤水分观测站2011—2015年逐日土壤水分、降水量、气温、地表温度、相对湿度、风速和日照时数资料,针对不同农业气候区逐日土壤水分持续上升且气温持续上升或下降两个不同时段,分析气象要素对土壤水分的影响。[结果](1)气象要素对土壤湿度的影响具有一定的滞后性,其滞后时间为10~30d。(2)降水、气温、地表温度为影响土壤水分变化的最主要因子,与土壤水分相关系数为0.66~0.95;风速对土壤水分变化的影响较弱,相关系数0.40,相对湿度、辐射的相关系数仅在气温下降时期0.60。(3)气温越高、累计降水量越小,则累计降水滞后时间越短,但气温和地表温度滞后时间越长。(4)研究时段内累计降水大于22.4~135mm(气温持续上升)或11.2~54.7mm(气温持续下降)时,其余气象要素的变化不能改变土壤水分的上升趋势。(5)不同农业气候区气象要素与土壤水分关系模型绝大部分5%,误差较小,较准确反映了气象要素对土壤水分的影响。[结论]贵州省喀斯特区域10cm逐日土壤水分对气候要素的响应存在滞后性,而气象要素对土壤水分变化的滞后时间、相关系数的差别,主要原因是农业气候区、气象要素、逐日土壤水分变化阶段不同引起。     

贵州省喀斯特石漠化历史演变过程研究及其意义

针对贵州省喀斯特石漠化历史演变过程研究不足的现状,从人口数量、粮食需求、坡耕地开垦、石漠化发生发展的角度,并结合石漠化发生的地质背景等因素,对其历史时期人地关系、人地矛盾和喀斯特石漠化历史演变过程进行了研究.结果表明,贵州省石漠化发生发展经历了一个长期的、渐进、从量变到质变的过程,人口数量增长是这一过程的关键控制因素;其实质是人口与土地资源之间承载能力的不协调.同时,其演变同生产方式的转变和生产关系的变化是密切联系的;而国家对该区的宏观战略定位也间接影响了贵州省的生态环境质量.严控人口数量和提高人口素质、提高农业生产力、调整产业布局和政策是解决石漠化问题的基本途径,而建立和实行区域间的生态补偿制度对该问题的解决大有裨益.