1999-2019年西南喀斯特地区NDVI时空变化及其气候驱动

[目的]西南喀斯特地区生态环境脆弱,对其植被覆盖变化及气候驱动机制进行研究具有重要意义。[方法]基于1999—2019年SPOT NDVI数据和同期209个气象站点的气温和降水数据,采用Theil-Sen+Mann-Kendall趋势分析法、偏相关分析和复相关分析法,探讨西南喀斯特地区NDVI时空变化及其气候驱动。[结果]1999—2019年西南喀斯特地区NDVI呈显著上升趋势,整体植被覆盖较好;NDVI变化主要以极显著上升趋势为主,仅5.73%的地区呈退化趋势。NDVI与气温和降水整体上均呈正偏相关关系,气温对NDVI的影响强于降水,且存在空间差异性。NDVI与气温和降水的复相关显著性通过0.05,0.01水平的面积分别占15.12%,5.68%;NDVI主要受气温驱动,占研究区面积的13.90%,其他气候因子驱动类型占比均未超过3%。[结论]揭示了西南喀斯特地区植被覆盖的时空变化特征,明确了气候因子对植被覆盖变化的驱动机制。     

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。     

滇东南喀斯特地区植被覆盖变化及其影响因素

利用MODIS NDVI数据资料集、标准气象站点的气候数据及社会经济统计数据,辅以叠置分析、空间统计分析和相关分析等方法,探讨了滇东南喀斯特地区植被覆盖的时空变化特征及其与气候因子、人类活动的关系。结果表明:滇东南喀斯特地区植被4月上旬进入生长季而9月中旬结束,2001—2010年植被覆盖呈现出上升的趋势,NDVI增加速率为0.03/10 a;滇东南喀斯特地区植被覆盖呈增加和减少趋势的面积分别占总面积的70.03%和29.97%,植被NDVI减少最为突出的区域主要集中在人口聚集的城镇周围及河流沿线,而增加的区域主要集中在高海拔山区;气候影响因素中的水分类因素即平均相对湿度、最小相对湿度和降水是滇东南喀斯特地区植被NDVI年内变化主要的影响因素,其影响有2个月左右的滞后期,温度类气候因子的滞后期为3个月左右,其他类型的气候因子滞后期约为2个月;滇东南喀斯特地区实施的退耕还林工程,极大地提升了植被覆盖度,而城镇化过程则使得城镇周边的极低、低植被覆盖度区面积增加。     

典型喀斯特地区不同土地利用类型土壤水分性能对植物生长及其生态特征的影响

我国西南喀斯特地区是典型的生态脆弱区,特殊的地质地貌特征使该地区地表存水能力极差,植被可利用的水资源相对不足,季节性干旱严重。本文研究了该区两种土地利用类型土壤水分特征对植被的生长及生态特征的影响。在各自最大持水条件下,两种不同土地利用类型土壤上生长的植物-黑麦草（Lolium perenne L）生物量差异显著,林地土壤生长的植物总生物量是草地土壤的3倍左右;林地土植物的叶片含水量、分蘖数、株高、叶长/叶宽等指标均明显高于草地土植株。可以认为,在西南典型喀斯特地区这一特殊的地质地貌及气候条件下,土壤水分是导致植被生产力差异的主要因素。     

基于GIS技术的广西喀斯特生态环境脆弱性综合评价

广西是一个喀斯特特别发育的地区，水土流失严重．生态环境脆弱。本文兼顾多方面的原因，建立了脆弱生态环境指标体系，确定了脆弱生态环境定量评价的工作流程．包括数据库的建立、脆弱生态评价单元、评价指标及权重和评价方法的确定，借助地理信息系统(GIS)强大的输入、空间分析及制图功能，采用综合评价与聚类方法，对广西喀斯特脆弱生态环境进行了评价和分区．为生态环境建设提供科学依据。     

基于NDVI的喀斯特地区植被对气候变化的响应研究——以贵州省六盘水市为例

利用1999—2010年SPOT-VGT NDVI数据,采用基于像元的相关分析方法,分析了贵州省典型喀斯特区域植被对气候变化的响应。结果表明,1999—2010年研究区气候变化呈冷干趋势,植被NDVI呈恢复趋势;从区域尺度分析,研究区植被NDVI与气候要素间呈不显著相关关系;从像元尺度分析,植被NDVI与年均气温和降水量均具有较强的负相关性,且年均气温的影响力大于年降水量;由于植被NDVI与气候要素存在负相关,所以气候冷干的变化趋势有利于区域整体植被NDVI的恢复;植被NDVI与气候要素的相关性在空间上存在较强的地域性,进一步证明了植被NDVI对气候变化的响应受到地形的强烈影响。     

喀斯特流域枯水资源遥感反演

喀斯特流域是由独特的地貌、水系结构及水文动态过程组成的地域综合体.影响喀斯特流域持水供水能力的因素复杂多样,除岩性、地貌、植被等因素外,喀斯特流域地貌特征也是影响喀斯特流域持水、保水和供水的重要因素.根据贵州省ASTER影像,利用RS和GIS技术,提取了DEM数据.以DEM数据、TM影像和CBERS影像为基础,选取28个喀斯特流域,分析了影响喀斯特流域持水供水的十大因素,并进行量化处理.借助MATLAB和SPSS软件进行数据处理和分析,构建了喀斯特流域枯水资源遥感反演模型,通过方差分析和样区检验,取得了很好的识别效果.     

黄河流域植被变化和产水服务的时空特征分析

[目的]黄河流域是我国重要的生态保护屏障,但其生态环境脆弱,研究黄河流域植被变化与产水服务之间的关系,为其生态建设和高质量发展提供保障。[方法]基于NDVI数据和InVEST模型,采用趋势分析和相关分析方法,将植被变化与水源供给服务相结合,对2001—2020年黄河流域NDVI与产水服务的时序变化和空间特征进行分析,研究NDVI与产水服务的趋势变化和相互关系。[结果](1)黄河流域NDVI与产水深度均呈现增加趋势,增速分别为0.05/10,18.215 mm/10 a, NDVI以明显增长为主,产水深度则以不明显增长为主,此外,流域产水量也不断增长。(2)NDVI与产水深度联系紧密,二者在时间上呈显著正相关,相关系数为0.75(p<0.01),空间上表现出东北正相关-西南负相关的空间分化。(3)较高植被覆盖度下产水深度增加速率最高,不同植被覆盖度下NDVI与产水深度均以正相关为主,但随着植被覆盖度增多,NDVI与产水深度的负相关比例不断增加,表明目前各类植被覆盖度下NDVI对产水的影响均是积极的,但随着植被覆盖度增加,其对产水深度的消极影响也不断增加。[结论]黄河流域NDVI与产...     

基于连续时间序列NDVI数据的中国生态状况时空变化特征

植被是表征生态环境的重要指标,NDVI则是反映植被状况的重要指标,通过NDVI的时空变化特征可以揭示区域生态环境状况.基于1981—2015年的GIMMS NDVI3g和2000—2018年MODIS NDVI数据,利用二者相同时间段内的数据建立拟合方程,对1981—2000年GIMMS NDVI3g进行拟合修正,构建...     

2000-2018年广西植被时空变化及其对地形、气候和土地利用的响应

广西是典型的喀斯特地区,其生态系统非常脆弱。为评估广西植被时空变化特征及其影响因素,该研究基于2000－2018年MODIS数据,利用最大值合成和趋势分析等方法,分析广西植被NDVI时空变化特征;基于相关分析等方法,结合地形因子、气候因子和土地利用数据,探讨了植被NDVI对地形、气候变化和土地利用的响应。结果表明：1）2000－2018年广西植被NDVI呈增加趋势,但空间差异显著,表现为北高南低,边缘高中间低。2）随着高程的增加植被NDVI呈现先增加再减少的趋势;随着坡度的增加植被NDVI呈先增加至稳定再减小的趋势;除无坡向以外,坡向的不同对植被NDVI影响不大。3）广西2000－2018年气温和降水对植被NDVI为正影响,复相关系数达到0.32。在不同土地利用类型上,植被NDVI对气候的响应是不同的。研究结果揭示了广西植被时空变化特征及其对地形、气候和土地利用的响应,能够为广西可持续发展和生态环境建设提供决策支持。     

基于GIS的喀斯特流域石漠化综合防治探讨——以贵州织金县洗马河流域为例

喀斯特石漠化是在喀斯特脆弱生态环境下,人类不合理的社会经济活动,造成植被破坏、水土流失、岩石逐渐裸露、土地生产力衰退丧失的演变过程,严重制约了区域社会经济的可持续发展。洗马河流域是织金洞国家级重点风景名胜区核心主成部分,主要岩性为灰岩和白云岩,喀斯特十分发育,是典型的石漠化区域,占流域面积近70%,人地矛盾十分突出。项目通过GIS与遥感技术为手段,进行石漠化调查和防治工程的布置,从而达到对该流域的石漠化防治,挽救该区域人类生存条件、防治水土流失、对国家重点风景名胜区的保护,同时对其它喀斯特区域石漠化的综合防治起着示范作用。     

黄河流域主要植被类型NDVI变化规律及其与气象因子的关系

以黄河流域为研究区，通过分析流域内农作物、草地、林地、灌木4种植被类型的NDVI（归一化植被指数）在20世纪80年代初-90年代末的变化规律以及NDVI与降水、温度、API（可利用水指数）的相互关系，研究了流域内植被覆盖度的变化趋势及NDVI对气候因子的敏感性。结果表明，流域内植被覆盖度有增加趋势，生态环境向好的方向发展；6月农作物的NDVI与同期降水呈正相关，说明NDVI对该月的降水变化敏感，较多的降水有利于作物生长；7月降水与8月灌木、草地的NDVI呈显著正相关关系，说明它们之间具有滞后相关，两种植被类型8月NDVI对前一个月的降水量变化敏感；春季植被NDVI与同期温度的正相关关系说明春季NDVI对温度变化敏感，春季较高的温度有利用植被生长；春季NDVI与同期API的负相关关系说明春季温度对作物生长的影响较大。研究结果对进一步了解黄河流域不同植被类型NDVI变化规律及其对气候因子的敏感性具有一定意义。     

喀斯特高原山地水资源赋存特征及其综合利用方式——以贵州省七星关区朝营小流域为例

为解决喀斯特山区人畜饮水困难,以贵州省七星关区朝营小流域为例,分析了流域水资源赋存特征、利用条件和供需平衡状况,结果显示:流域山地、谷地、洼地相间分布,地表起伏给水资源利用带来严重影响和限制;表层岩溶水可分为森林滞水型、溶蚀差异型和相对隔水型3种赋存类型;流域水源点共18处,枯水期流量不能满足人畜饮水需求;人居格局具有"大分散、小聚集"的特征,单一水源或者利用方式不能解决缺水问题。应因地制宜,采用屋面雨水收集、表层分散泉点多级集蓄、地下水堵截提水、长距离引水应急等方式综合开发,通过水池(窖)的调蓄,实现干旱期间同时有储存水源和泉点来水补充,保障流域人畜饮水安全。     

退耕还林还草工程实施对洛河流域土壤侵蚀的影响

退耕还林还草工程是中国实施的重要生态环境建设与保护工程,对区域植被覆盖及土壤侵蚀产生重要影响。以洛河流域（陕北黄土高原部分）为研究对象,利用流域通用土壤侵蚀方程（RUSLE）,结合流域降雨、土壤类型、DEM、植被覆盖等数据,定量分析了2000—2010年退耕还林还草工程实施对流域土壤侵蚀的影响。结果表明:（1）洛河流域2000—2010年耕地面积减少,林地、草地面积增加,土地利用变化主要发生在2000—2005年;（2）洛河流域2000—2010年土地利用变化导致植被NDVI平均值增大,耕地变化区域植被NDVI值增加幅度高于耕地未变化区域,表明耕地变化区域植被NDVI增加对耕地区域总体植被NDVI值增加贡献较大;（3）降雨侵蚀力和退耕还林还草工程实施对土壤侵蚀具有明显的影响。受降雨侵蚀力增大影响,2000—2010年洛河流域土壤侵蚀呈增加趋势;不考虑降雨侵蚀力变化情况下,洛河流域土壤侵蚀呈减少趋势,反映出退耕还林还草工程实施对土壤侵蚀的减缓作用。     

石羊河流域多目标水资源配置模型及其应用

石羊河位于甘肃河西走廊内陆河流域,降雨稀少,生态环境脆弱,水是控制生态系统演变和限制社会经济发展的关键因子,水资源的合理配置是流域水资源持续利用的基础。遵循生态平衡原则、效率原则以及公平性原则,以流域生态需水满足度最大为生态目标、流域总的净效益最大为经济目标、流域内各计算单元人均净效益变率的均方差最小为社会公平目标,建立了水资源配置多目标评价函数。从供水、节水、结构调整、虚拟水等措施假设不同的水资源模拟配置情景,通过计算单元优化配置模型和水资源转化模拟模型的耦合模型得到各方案的配置结果,由多目标评价函数评价各方案的优劣,提出了流域水资源合理配置的方案。     

喀斯特区地下水土流失机理研究

地下水土流失是水土流失过程中非常重要且常被忽视的部分,喀斯特地下水土流失机理涉及的领域很广,与地下岩—土—水—生物作用机理有着内在的关联性。研究表明,可溶性碳酸盐岩、湿热的气候、松散浅薄的土壤、脆弱的植被是导致喀斯特区地下水土流失的主要因素。喀斯特环境的二元结构是地下水土流失的实质,降雨是水土流失的主要外营力,土壤物理性质与碳酸盐岩构成的双层结构是造成地下水土流失的重要因素,植被是防治喀斯特区地下水土流失的关键。     

关于建立东江源区生态补偿机制的思考

东江源区生态环境和水资源面临危机,区内植被遭受破坏,水土流失严重,河流水量减少,水质变差。当地政府虽然尽了最大努力,但仍无法扭转日渐脆弱的生态环境。要从根本上保护好东江源区生态环境和水资源,就必须在保护中调整上中下游相关各方的经济利益关系,建立起跨省的流域生态补偿机制,以实现全流域经济社会的和谐发展。提出了建立东江源区生态补偿机制的设想。     

喀斯特石漠化的驱动因子分析——以贵州省为例

采用地理信息系统(GIS)与遥感(RS)技术,对贵州省喀斯特石漠化状况进行全面调查,建立了全省1∶10万喀斯特石漠化数据库。利用相关分析和主成分分析法,分析了导致石漠化的影响因子,确立指标体系,指出地表植被覆盖率、喀斯特面积、河网密度、未利用地、耕地面积、平均海拔高程、土地垦殖率、草地和≥25^°坡地面积等9个因子是喀斯特石漠化的重要驱动力。建立了喀斯特石漠化动力指数模型,计算出了各因子对石漠化的贡献值,指出石漠化产生的根本原因是不合理的人为活动。所建动力指数模型输出结果与遥感调查有高度的一致性,表明石漠化动力指数能较好地反映该地区石漠化过程,可为石漠化治理提供理论依据。     

喀斯特地区土壤侵蚀研究进展

我国喀斯特地区总面积约54万km2,脆弱的喀斯特生态环境加上人类不合理地利用自然资源,使喀斯特地区土壤侵蚀严重、生态环境持续恶化。通过对近年来喀斯特地区土壤特征、容许土壤流失量、土壤侵蚀强度、土壤侵蚀机理和治理等方面的研究进展进行介绍和评述,提出了喀斯特地区土壤侵蚀研究需要进一步关注该区独特的土壤特征与侵蚀环境,在容许土壤流失量、土壤的地下流失及土壤侵蚀的定量化等方面进行更深入的研究。     

西北地区灌溉的生态环境及对策研究

西北地区干旱缺水,生态环境脆弱,水资源是生态环境的主要控制因素。灌溉对西北地区的生态环境既有正效益,也有负效益。制定流域水资源利用规划,要考虑全流域的生态环境问题,以达到水资源持续利用和环境与经济协调发展。