通天河流域植被动态监测及其对气候因子的响应

通天河是长江源头重要的干流,探讨其植被生长状况及其与气候因子的响应对三江源区生态系统稳定性研究具有重要意义。本文以通天河流域为研究区,采用了广义回归神经网络(General regression neural network, GRNN)计算模型来反演叶面积指数(Leaf area index, LAI)和植被覆盖度(Fractional vegetation cover, FVC)数据,分析LAI和FVC的变化特征及其对气候因子的响应。分析结果表明：通天河流域植被总体呈显著波动增长趋势,LAI,FVC增长速率分别为(1.2×10^-3)·a^-1和(0.9×10^-3)·a^-1;流域内植被明显改善区分布在海拔较低水热条件较好的沟谷地带,但下游人类活动频繁的曲麻莱县和治多县周边地区植被退化明显;流域内植被主要生长在海拔4 000 m以上地区,超过5 200 m植被生长差,覆盖类型以低覆盖为主,中-高覆盖集中在河流下游地区;相较于气温而言,降水是影响该流域植被的主导因素,与植被LAI和FVC呈显著正相关。     

青海湖流域植被覆盖时空变化特征及驱动力分析

【目的】探索青海湖流域植被动态变化格局及其对气候变化和人类活动的响应。【方法】采用趋势分析、多元回归残差分析、偏相关分析等方法,以MOD13Q1遥感数据和气象数据为基础,分析2001-2019年流域植被覆盖时空变化特征及其驱动力。【结果】(1)2001-2019年青海湖流域植被覆盖度(FVC)增长率为2.1%/10 a,呈显著波动上升趋势(P<0.05),FVC改善面积约为1.21×10⁴ km²,占总面积的48.77%;(2)气候变化和人类活动对植被覆盖变化的贡献率分别为57.83%和41.52%;(3)降水和温度与FVC变化呈显著正相关的面积占比分别为7.93%和4.15%。【结论】近19 a年青海湖流域FVC整体改善显著,显著改善区域主要分布于流域西部和青海湖北岸区域;气候变化是流域FVC变化的主导因素,但人类活动对局地FVC变化具有显著的抑制作用;降水对流域FVC变化的影响力更高,局地FVC变化对温度响应更强烈。     

博斯腾湖流域草地植被覆盖度时空格局变化及影响因素

草地植被是博斯腾湖流域生态系统的主体，在水生态修复和环境保护中扮演着重要角色，研究草地植被变化规律有助于生态环境保护和草地资源的可持续利用。本研究以博斯腾湖流域草地植被为研究对象，基于Landsat系列卫星1985-2020年8个不同时期的遥感影像数据、数字高程模型和气象数据，采用像元二分模型、一元线性回归趋势分析法和偏相关性分析法对植被覆盖度(FVC)时空格局变化及影响因素进行分析。结果表明：1)博斯腾湖流域草地FVC呈山区高盆地低的地带性分布规律，多年均值约为0.50，整体呈增加的变化趋势，在盆地FVC增加趋势更明显。2)各时期FVC值较高的草地主要分布在海拔2 000～3 500 m的区域，随着坡度的增加草地植被覆盖面积逐渐减少，在半阳坡和半阴坡FVC大于0.3的草地具有优势分布。3) 1985-2020年博斯腾湖流域年平均气温和降水量均有上升趋势，两者与FVC均呈现不显著正相关关系，其中FVC与年平均气温正相关的区域面积占64.72%，主要分布在西部高海拔区域，在东部的焉耆盆地和黄水沟FVC与降水量呈正相关关系，面积在空间上相对集中，占68.70%。该研究可为博斯腾湖流域草地生...     

基于GEE平台的舟曲县1998—2019年植被覆盖变化分析

为了探究甘肃省舟曲县植被覆盖的时空变化,精确把握区域植被增减情况并及时做出应对措施,本文基于Google Earth Engine云平台,以Landsat 30 m遥感数据作为数据源,辅以DEM与气象数据,运用像元二分模型、趋势分析等方法对舟曲县1998—2019年间的植被覆盖进行逐像元时空变化特征分析。结果表明：22年间舟曲县FVC在0.76～0.85之间波动,整体植被覆盖呈显著增加的趋势(P<0.05),增长速率为3.9×10^-3a^-1,春季和初夏的降水与FVC呈显著正相关(P<0.05);植被覆盖度随海拔的升高呈单峰型变化,在中海拔段(2 200～3 400 m)表现最优良;县域植被覆盖以轻微改善为主,面积占总面积一半以上;退化趋势也以轻度退化为主,明显退化与显著退化面积占比极低;变异系数呈稳定态势,稳定区域面积占比71.33%。研究植被覆盖的长时序变化特征可为舟曲县生态修复效果评价提供参考依据。     

2000-2014年浑善达克沙地植被覆盖变化研究

基于2000-2014年间植被生长季(4-10月)的MODIS NDVI数据反演浑善达克沙地地区植被覆盖变化,结合2000-2013年该地区周边11个气象站点的气温和降水数据,分别从年际变化和月变化角度分析该地区植被覆盖变化对气候变化的响应。研究表明,浑善达克沙地植被NDVI,不论是植被生长季平均值,还是其各月份值都呈上升趋势。研究区植被覆盖度的显著增加是气候和人为因素综合作用的结果, 一定程度上反映了生态恢复重建措施的有效性,但其植被NDVI年际变化趋势与降水量的关系更密切,其相关系数达到0.75,是驱动植被覆盖年际波动的最直接因素。在空间分布上,研究区的南部、中部和北部边缘区域的植被覆盖增加趋势较明显,而中部和西部部分区域未发生明显的趋势性变化。从月变化来看,4月草地植被变化受气温变化影响较明显;5-8月与前一月降水变化关系密切,说明植被生长对降水变化具有一定的滞后性。从沙地类型植被覆盖年际变化趋势看,所有类型都呈增加态势,增加态势最大的类型是移动沙地,最小的是固定沙地。     

近15年呼伦贝尔沙质草原植被覆盖变化对气候因子的响应

采用2000-2015年呼伦贝尔沙质草原区MODIS NDVI数据,反演该区植被覆盖状况,结合同期6个气象站点的温度和降水量数据,采用线性回归分析、相关与偏相关分析等数理统计方法,探讨植被覆盖变化对气候因子的年际、季节响应特征。结果表明：呼伦贝尔沙质草原植被覆盖较好区域主要集中在陈巴尔虎旗的东北部、鄂温克旗的中东部以及新巴尔虎左旗的东南部区域;近15年间的研究区植被覆盖状况呈逐年波动改善趋势,尤其是2010年后的植被覆盖呈明显改善趋势;2000-2009年间的年均温呈小幅波动的平稳提升趋势,降水则呈不显著降低趋势;而自2010年后,二者的变化趋势正好相反,年均降水量呈显著增加趋势;夏季气温呈不显著降低、降水则呈显著波动增加的年际变化趋势均有利于植被生长;降水是植被覆盖状况最主要的影响因子,气温对植被覆盖的影响也较大。     

基于GEE的奈曼旗植被覆盖时空演变及驱动力分析

借助谷歌地球引擎平台(GEE)，计算1991-2020年奈曼旗植被覆盖度(FVC)，并利用Sen氏斜率趋势分析方法对FVC时空演变特征进行分析。结合同期气象数据，运用偏相关与残差分析方法，定量评估FVC对气候因子、人类活动的响应关系。结果表明：1991-2020年奈曼旗FVC呈波动上升趋势，空间上FVC呈现南北高、东西低的分布格局；1991-2020年奈曼旗植被覆盖各个等级相互转化，植被覆盖“低转高”的面积远大于“高转低”，表明奈曼旗植被恢复状况良好；气候因子并非研究区FVC变化的必然结果。相反，人类活动则是30年间FVC变化的主要驱动因素。研究结果可为奈曼旗生态环境建设和可持续发展提供科学参考依据。     

蒙古国西部地区植被物候变化特征及其对气候因子的响应

对陆上生态体系而言,植物生理季节性变化是衡量其对气候转变反响的关键度量尺度,尤其对全球气温上升现象极为敏感的高纬度与高海拔地带的植物生理季节性。本研究借助MOD13A1卫星遥感资料,叠加温度与降水数据,剖析2000～2021年间蒙古国西部地区植被生长季始期（Start of growing season,SOS）、生长季长度（Length of growing season,LOS）以及生长季末期（End of growing season,EOS）的时空变化特征和海拔依赖性变化机制。结果如下：（1）蒙古国西部地区的SOS主要集中在第90～125 d,近22 a来SOS呈微弱的提前趋势,提前幅度为0.23 d/a。（2）植被物候与气象要素的关系表明,2月的气温和降水与SOS显著负相关（P<0.05）,1月的气温和降水与SOS显著正相关（P<0.05）,而EOS主要受8月气温和降水的影响。（3）草甸草原和典型草原SOS主要受降水影响,高山草原、荒漠草原以及针叶林的SOS主要受气温影响,所有植被类型的EOS对温度的响应更大。总的来说,研究区植被物候与气候因子表现出季节性的差异,...     

基于地理探测器的内蒙古植被NDVI时空变化与驱动力分析

研究植被归一化植被指数（Normalized Difference Vegetation Index,NDVI）时空变化及驱动力有助于区域生态环境保护和自然资源管理。本研究基于2000—2015年SPOT NDVI遥感数据和同时期18种自然因子与社会经济因子,分析了内蒙古植被NDVI时空变化特征,并利用地理探测器探讨其空间分异特征与驱动力。研究表明：空间尺度上,内蒙古NDVI分布呈现东北高西南低,变化格局为东部增加,中西部减少;时间尺度上,年际NDVI呈缓慢增加趋势（0.32%·a^-1）,并呈现高植被覆盖度（8.6%）和低植被覆盖度（2.8%）均增加的“两极化”特征。年降水量的解释力最高（0.75）,与土壤类型、植被类型和年均温共同主导植被NDVI时空格局;因子交互作用为增强关系,自然因子与社会经济因子交互影响力显著增强;研究时段气候因子解释力减弱,农林牧业因子略有增强。本研究探讨了不同土地利用类型的因子解释力差异及各因子促进植被生长的最适宜范围,有助于植被生长的驱动力机制研究。     

2000-2010年锡林郭勒草原植被覆盖时空变化格局及其气候响应

利用2000-2010年间生长季(4-10月)MODIS NDVI数据和同期气象观测数据,分析锡林郭勒草原植被覆盖度年际和季节变化趋势及其对气温和降水的响应特征.研究表明:生长季平均NDVI总体上呈增加趋势,其变化趋势主要受降水量的控制,年总降水量与NDVI的相关系数达到0.89.从不同季节植被NDVI的变化趋势看,春季NDVI呈上升趋势,夏季和秋季呈下降趋势.与气候因子的相关分析表明,春季和夏季植被覆盖变化趋势主要受降水的控制,而秋季温度的变化对植被生长的促进作用也较明显.在空间分布趋势上,阿巴嘎旗、锡林浩特市、太仆寺旗和多伦县植被覆盖总体上增加趋势较明显,而东乌珠穆沁旗东部、西乌珠穆沁旗的下降趋势最为明显,其气候影响因地区和季节而异.不同草原类型的植被具有不同的变化趋势和受温度和降水量的影响各不相同.     

近30年黑河流域草地变化分析及分布格局预测

草地是人类生存的基本资源和条件,在全球变化、全球循环和生态系统功能等方面起着非常关键的作用。本文基于GIS技术和1986、2000和2011年黑河流域草地分布数据,采用转移矩阵、草地动态变化度、空间动态度和CA-Markov模型等方法,分析了黑河流域近30年的草地变化,并对其未来分布格局做出预测。结果表明,(1)黑河流域1986年草地面积为32997.71km~2,高覆被草地、中覆被草地和低覆被草地面积分别为4290.02、6371.80和22335.89km~2;2000年草地面积为23939.46km~2,高覆被草地、中覆被草地和低覆被草地面积分别为5508.78、5540.01和12890.67km~2;2011年草地面积为24272.50km~2,高覆被草地、中覆被草地和低覆被草地面积分别为5561.31、5715.01和12996.18km~2,近30年间黑河流域草地面积呈现先减后增的趋势。(2)1986-2000年期间,黑河流域草地面积大幅减少,且退化严重,高覆被草地主要向中低覆被草地转换,中覆被草地主要向低覆被草地转换,低覆被草地主要向未利用地转换。(3)2000-2011年期间,黑河流域草地面积小幅增加,各类型草地转化面积较少,保持小幅缓慢上升趋势。(4)在现行趋势下,预测2022年黑河流域草地面积为24449.58km~2,高覆被草地、中覆被草地和低覆被草地面积分别为5560.28、5657.65和13231.65km~2,与2011年相比呈增加趋势,但下游地区草地面积和覆盖度依然较低。     

基于遥感分析13年来石羊河上游山区植被变化研究

NDVI是监测区域植被生长状况及植被覆盖度最常用的指标。基于2002和2015年9月上旬植被生长期内的Landsat TM遥感卫星影像,以ENVI 5.2软件为影像处理工具,分别获取两期影像的NDVI,研究内陆河石羊河流域上游祁连山山区植被覆盖度的变化;利用主成分分析法对两期影像进行了监督分类,获得各植被类型的面积以及变化情况。结果表明,2015与2002年相比,石羊河上游地区高覆盖度、中等覆盖度、低覆盖度植被面积均有所下降,分别下降了18.4%、13.4%、10.1%,而极高覆盖度和极低覆盖度面积均有所增加,分别增加了0.5%、26.6%。NDVI差值植被指数结果显示,上游地区植被发生退化的面积为6935.6154 km²,占总面积的51.26%,而发生改善的面积为6595.2834 km²,占总面积的48.74%。通过监督分类获得的各植被类型的面积显示,乔木林面积增长显著,13年间增长了108.75%,但是灌木林和草地的面积缩小严重,分别减少了49.87%、19.78%。祁连山石羊河流域上游森林植被在13年间呈现退化趋势。     

2000-2018年间青藏高原植被覆盖变化及其与气候因素的关系分析

探讨全球气候变化背景下青藏高原地区植被覆盖变化及其驱动因素,对加深全球气候变化的认识和生态环境保护具有重要的生态价值和现实意义。本研究利用2000-2018年中尺度分辨率成像光谱归一化植被指数（Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer Normalized Difference Vegetation Index,MODIS NDVI）1 km·月^-1分辨率数据以及气象观测数据,采用最大合成法、趋势性分析以及相关分析方法,探讨了青藏高原地区NDVI的时空变化趋势及其与气温、降水的关系。结果表明,近19a来,青藏高原地区NDVI呈增加趋势。从地理单元来看,低植被覆盖区主要分布于西藏大部、新疆南部和甘南局部以及青海西北部;中植被覆盖区主要位于青海与甘肃、西藏、四川和云南的交汇区域;高植被覆盖区主要分布在四川和云南西北部、青海和甘南以及藏东南局地。除局部地区植被有所退化,大部地区植被生长良好,且植被改善的面积大于植被退化。因此,青藏高原植被整体呈稳定恢复状态。青藏高原地区NDVI与同期气温和降水均显著相关,但与气温的关系更密切。气温每升高1℃,NDVI增加0.128;降水每增加100 mm,NDVI增加0.172。     

三江源区土壤侵蚀变化及驱动因素分析

采用修正通用土壤流失方程(revised universal soil loss equation, RUSLE)对三江源区1997-2012年的土壤侵蚀模数和土壤侵蚀量进行定量模拟,并对其生态工程实施前、后时空变化特征进行对比分析,采用空间叠加法分析降雨侵蚀力及植被覆盖度对土壤侵蚀状况的影响,利用模型参数控制法对气候变化和生态工程对土壤侵蚀变化的贡献率进行分析。结果表明:1)生态工程实施后,三江源区土壤侵蚀增加的趋势尚未得到遏制,多年平均年土壤侵蚀模数和侵蚀量较工程实施前增加6.5%,但局部地区土壤侵蚀状况有所好转,约占总面积的45%;2)长江流域在工程实施后的土壤侵蚀量与工程实施前基本持衡;黄河流域土壤侵蚀量增加明显,增幅超过45%;澜沧江流域土壤侵蚀量有所下降,降幅为9.8%;3)降水增强导致土壤侵蚀加剧的贡献率达到180%,植被恢复对土壤侵蚀变化的贡献率为-80%。全面遏制三江源区土壤侵蚀增加趋势,仍需持续努力。     

祁连山国家级自然保护区土地利用时空变化及与气候因子关系研究

土地利用类型变化是植被变化最直接的表现形式。祁连山是我国西部地区重要的水源涵养区,生态环境比较脆弱,研究区域内土地利用时空变化对区域生态环境保护具有重要意义。本文基于2000—2018年土地利用类型数据,分析祁连山土地利用时空变化特征及影响因子。结果表明：草地、林地、未利用地是研究区主要的土地利用类型,耕地、城乡、工矿居民用地、水域面积较小;2000—2018年间祁连山范围内草地、林地、水域面积增加,未利用地面积减少,且2005—2010年期间土地利用类型变化最为明显;2000—2018年期间祁连山区域草地覆盖度增加,中、高覆盖草地面积增加,低覆盖草地面积较少;2000—2018年土地利用类型变化主要发生在祁连山西部地区,主要为草地与未利用地之间的相互转化。草地变化受降水、相对湿度的影响较大。     

高寒草甸次生裸地的植物群落特征及土壤水分的季节变化

为恢复和改造高寒地区严重退化的草地,基于对黄河首曲玛曲县“水蚀型”次生裸地植被和土壤水分的调查,研究了其植物群落特征及土壤水分的季节变化规律。结果表明,“水蚀型”次生裸地植物群落以杂草类为主,结构简单,种类单一,盖度低,分布稀疏,群落的垂直结构分层不明显,地面芽植物占优势;“水蚀型”次生裸地土壤水分随着降水变化而呈现季节性变化,5―11月0~20和20~40 cm土层土壤水分均呈先升高后降低的变化趋势,最大值出现在7―8月,最小值出现在5月和11月。“水蚀型”次生裸地由于土壤松散、植被覆盖低,其土壤保水效果远不及轻度退化草地。     

基于遥感分析20年来民勤绿洲防护林带植被变化研究

民勤绿洲三面环沙,为了遏制风沙危害,保护绿洲,民勤人长期不懈的开展绿洲防护带体系建设,监测和评价绿洲防护带的变化趋势,这对于绿洲生态环境的保护及指导干旱区生态建设意义重大。利用1996、2006、2016年民勤绿洲防护带植被生长期内Landsat TM/OLI遥感卫星数据,以ENVI 5.3和Arcgis 10.4为影像处理工具,分别计算3期研究区内的NDVI,基于像元二分模型计算植被覆盖度,研究民勤绿洲不同植被覆盖程度的空间分布和动态变化;基于CART算法的决策树分类技术,组合多元数据进行土地利用类型分类,获得绿洲防护带面积以及转移变化情况。结果表明,2006与1996年相比,低覆盖度和高覆盖度面积有所增加,占民勤绿洲面积比例分别增加了32.48%和27.65%;但是,中低覆盖度、中等覆盖度、中高覆盖度面积有所减少,所占比例分别下降了66.28%、17.94%和2.61%。2016与2006年相比,低覆盖度和中高覆盖度面积有所减少,所占比例分别下降了26.28%和24.00%;此外,中低覆盖度、中等覆盖度和高覆盖度面积有所增加,所占比例分别增加了205.47%、4.12%、44.22%。20年来,低覆盖度面积出现先增加后减少的趋势。土地利用分类结果显示,2006与1996年相比,农田防护林和防风固沙林面积均有所增加,分别增加148.68%和16.47%。2016与2006年相比,农田防护林面积有所减少,所占比例下降了33.99%;但是防风固沙林面积继续保持增加趋势,增幅3.55%。说明20年来,民勤绿洲低覆盖度面积不断减少,生态环境不断改善,防风固沙林面积出现先快速增加后缓慢增加的趋势,这与保护天然植被,大力开展人工造林建立防护林息息相关。     

青海省草地植被干旱评估及驱动力分析研究

为了研究青海省草地植被干旱特征及驱动因子,以青海省草地植被覆盖区域为对研究对象,采用水量平衡和作物需水量等方法构建干旱评估模型,评估青海省草地植被干旱时空分布特征和发生趋势,并探讨形成干旱的关键驱动因素,结果表明：整个生长季东部农业区、环青海湖区、祁连山区大部草地植被基本维持轻旱和无旱,严重干旱区域集中在青南牧区的低覆盖度草地,干旱空间总体分布基本表现为低覆盖度>中覆盖度>高覆盖度;草地植被在整个生长季的干旱灾害类型以轻旱为主,中旱次之,重旱和特旱发生频率较低,极端干旱强度呈增加态势;降水和蒸散在整个干旱发生过程中驱动作用最大,且均为负向影响,随着干旱等级加重,蒸散逐渐代替降水成为影响干旱的最重要驱动因子。风速整体上对干旱的影响表现为正向,气温、日照时数和水汽压对干旱影响作用较小。