博斯腾湖流域植被覆盖变化及驱动因素分析

植被覆盖变化对于气候变化背景下的区域生态水文响应研究具有重要现实意义。利用博斯腾湖流域2001—2013年16天合成MODIS NDVI影像及30 m分辨率ASTER DEM数据,对博斯腾湖流域植被NDVI时空变化及驱动因素分析。结果表明：（1）博斯腾湖流域植被生长季开始于4月下旬,结束于10月下旬。2001—2013年植被生长季内流域植被NDVI呈不显著的减少趋势,且891~1500 m、3501~4000和4001~4808 m范围呈增加趋势,1501~3500 m范围植被NDVI呈减少趋势。（2）博斯腾湖流域2001—2013年植被NDVI以减少趋势为主,占流域面积的61.80%,呈增加趋势的区域占流域面积36.60%。增加区域主要分布在流域东南部焉耆盆地、博斯腾湖的东南侧与西北侧,以及流域西北部的中部部分区域,其他为减少趋势分布区域。增加区域分布在891~2000和3501~4808 m范围,其他高程范围呈减少趋势。（3）博斯腾湖流域植被覆盖变化受到气候变化与人类活动的双重影响,但高海拔区域植被覆盖变化主要与气候变化有关,而低海拔区域植被覆盖变化受人类活动影响居多。     

基于MODIS数据2001—2019年NDVI时空变化及驱动力分析——以阿克苏地区为例

植被作为生态系统中的重要因素之一,深入了解植被覆盖的变化与驱动力因素,以期为生态环境保护提供重要参考。以阿克苏地区为研究区域,基于2001—2019年长时间序列的MODIS数据的NDVI变化特征进行了分析,通过利用线性回归分析与相关分析2种方法对植被和气候间的关系进行分析。结果表明：2001—2019年阿克苏地区植被覆盖总体呈现出增加的趋势且在生长季的夏季最为明显,研究区在空间上呈现出以绿洲为主向周围扩散的格局,研究区生长季NDVI对气温和降水的响应关系表现出显著的季节差异,并在空间上与温度具有显著相关性但同降水相关性不明显。人类的生产生活对植被覆盖度的变化影响有正负两个方面。     

张掖市归一化植被指数与气候变化的相关性研究

为了研究张掖市气候变化与植被覆盖关系,选择张掖市1982—2015年逐月NASA GIMMS归一化植被指数(NDVI)与气温、降水资料,运用统计学方法和Pearson相关系数法,分析了NDVI与气温、降水的年、季节变化趋势以及NDVI与气候因子气温、降水的相关性。结果表明：年、各季节NDVI呈增长趋势,夏季增长最快;年、各季节气温呈上升趋势,夏季上升最快;年降水量呈增长趋势,春、夏季降水量呈减少趋势,秋、冬季降水量呈增加趋势,秋季增多最大。年和春、夏、秋三季气温与年NDVI显著相关,相关系数通过了?=0.01的显著性水平检验,冬季气温与NDVI呈弱负相关。年、各季节降水量与NDVI相关性都不显著。植被生长对气候变化存在滞后效应,春、夏、秋三季气温与下一季NDVI的相关性显著,冬季相关性不显著。各季节降水量与下一季NDVI相关性不显著。     

宁夏中南部近25年植被变化特征及其与气候因子的关系

为了深入了解宁夏中南部地区的植被在月、季、年和年代际等多时间尺度上变化特征,包括绿波褐波推移情况,以及这种变化与气候因子的关系,笔者利用1982年-2006年的植被指数（NDVI）资料以及气温、降水资料,对宁夏中南部地区植被的变化特征及其对气候变化的响应进行了分析。结果表明：宁夏中南部的植被状况25年来尽管有波动起伏,但是整体上持续转好。从植被覆盖的季节变化可以看出：除夏季外,其他3个季节的植被指数都在增加;通过研究绿波褐波的推移发现,植被指数变化具有明显的季节性和一定的地域性。根据统计分析,季节平均NDVI与降水量呈正相关,与气温呈负相关,春季降水量与春夏2季植被生长、夏季降水量与秋季植被生长有较高的相关度,春夏季降水量是影响宁夏中南部植被状况的主要因素。综上所述,当地植被生长主要受气温和降水的季节变化影响。因此,气候变化的趋势在一定程度上可以通过植被的动态变化反映出来。     

民勤荒漠生态退化动态特征研究

通过设置样方,调查研究了民勤荒漠生态退化的动态特征。结果表明,民勤绿洲区地下水位正在急剧下降,天然植被面积逐年减少,盖度正在明显下降,随着水资源退化和植被退化,沙漠化土地面积正在扩大,沙漠化程度正在增强。荒漠区水资源退化引起植被退化,植被退化进而导致沙漠化过程加强。随着植物的大面积死亡和稀疏化,生态环境越来越恶化。植被退化加之开垦使得极重度、重度沙化土地面积扩大,中轻度沙化土地面积相对减少。目前地下水位下降的主要原因,一是农业灌溉用水量增大,二是上游入境水量逐年减少。实践证明,在干旱沙漠中造林,尤其是打井提取地下水造林,只能加速沙漠化和生态环境退化的过程。     

民勤荒漠植被退化演替的三个阶段

甘肃省民勤县是中国的典型荒漠化地区。为了研究荒漠化过程中植物的退化特征,该文通过样方调查和查阅地方史志、文献资料的方法研究了民勤荒漠植被退化的阶段。研究结果认为,民勤自西汉以来生态环境逐渐退化,植被退化经历了3个阶段：在大面积湖泊、河流背景上是沼泽植被,在干涸湖泊、河床背景上的是盐生草甸植被,在沙质荒漠背景上的是荒漠植被。现阶段存在着荒漠植被退化演替和盐生草甸植被向荒漠植被演替2种退化过程。目前的植被正处在进一步退化过程中,植物种类和面积减少,大面积枯梢、死亡,优势种的优势度增大。现阶段决定荒漠植被生长状况的主要是大气降水,植被盖度和密度随年际降水量变化较大,尤其是一年生草本植物。目前影响植被退化的人为因素主要是上游来水量减少,地下水严重超采、草场严重超载和造林密度过大等。     

石羊河流域综合治理以来民勤绿洲生态变化分析

利用民勤气象站、水务局及林业局的相关资料并结合实地调查,对石羊河流域综合治理以来,民勤绿洲生态进行了分析,结果显示：①沙尘天气明显减少,大气降尘减少显著;②沙丘移动速度平缓,沙漠进退速度减小,绿洲边缘大部分沙丘、沙漠得到有效治理;③地表来水量逐年增多,地下水开采量逐年减少,地下水位下降速度明显减小,重点治理区地下水位有一定的回升;④人工造林和工程压沙面积逐年增长,植被覆盖度、森林覆盖率明显提高。综治以来民勤绿洲生态恶化趋势得到遏制,局部得到改善和恢复,石羊河流域综合治理成效显著。     

1960—2015年内蒙古气候诊断及其与农田覆盖变化相互关系

为了摸清1960年以来内蒙古农业气候资源变化及其对农田覆盖影响,本研究利用1960—2015年的105个气象站逐旬气象资料从中心趋势检验、年际稳定性检验、变化趋势检验3个方面进行气候统计诊断,利用1982—2006年的GIMMS-NDVI数据进行农田植被覆盖特征及变化分析,结合116个气象站逐日气象资料,利用GIS空间插值实现站点数据点到面转换,气象要素栅格数据投影方式与像元大小均与GIMMS-NDVI数据相一致。利用GIS空间分析、地统计分析、趋势分析、相关分析等方法,分析农田NDVI与同期温度、降水条件间相互关系。结果表明：（1）2000年以来,内蒙古各季节平均气温、年平均气温线性变化趋势均呈显著上升趋势;大部地区年降水量较为稳定,春季增多,夏季减少,秋季变化不明显,冬季中东部增多,西部减少的,但均不显著;（2）农田NDVI年内分布呈现开口向下的单峰型分布曲线,农田NDVI全年均值、夏季均值、峰值上升趋势显著,但通过稳定性检验,2000年来变化不显著;（3）春季墒情好坏影响气温与植被覆盖的利弊关系。     

西藏一江两河地区植被变化及其与气候因子的相关性分析

[目的][方法]本文以西藏自治区“一江两河”区域为研究区,利用2000-2016年的MODIS标准植被指数产品(NDVI)及研究区域内9个有人气象站点的监测的平均气温、降水量数据为数据源,采用Slope趋势分析方法和相关性分析方法,分析了一江两河地区的植被变化特征及其主要气候驱动因素,为该区域的生态保护、修复与造林种草工程提供科学的数据支撑。[结果]结果表明：(1)2000年以来一江两河地区植被变化(NDVI)整体呈波动中减小的变化趋势,其中沿一江两河河谷的植被有增加的趋势;(2)一江两河区域气候趋势表现为暖干化;(3)不同的时间尺度,植被变化与平均气温和降水量的相关性差异显著,在年尺度上：年最大NDVI与年总降水量呈显著的正相关关系,与年平均气温呈现出显著的负相关关系;在月尺度上：月最大NDVI与月平均温度和月总降水量都呈现出显著的正相关关系,与降水量的相关系数要明显大于气温。[结论]因此,降水量是西藏一江两河区域植被生长(NDVI变化)的主要影响因素。     

泛河西地区植被覆盖变化及其对气候的响应

基于2002—2012年MODIS NDVI数据产品,分析了泛河西地区植被覆盖的变化状况,并结合2002—2012年该研究区22个气象站点的降水和气温资料,分别从年际、年内与季节变化3个层面综合分析了泛河西地区植被覆盖对气候变化的响应。结果表明,泛河西地区植被覆盖呈增加趋势和减小趋势的面积分别占研究区总面积的71.07%和28.93%,呈增加趋势的面积明显大于呈减小趋势的面积;从年际变化来看,研究区植被变化受降水影响的程度高于气温;从季节变化的空间分布来看,3个季节中NDVI与降水之间呈正相关关系的面积大于其与温度之间呈正相关关系的面积,即与温度相比,泛河西地区植被的变化趋势对降水的响应较为敏感。     

民勤荒漠区白刺群落和沙蒿群落的自然更新能力研究

民勤是我国典型的荒漠化地区,白刺群落和沙蒿群落是民勤荒漠区两个最重要的天然植被群落,研究其天然更新能力对于荒漠区植被恢复与保护意义重大。笔者通过设固定样方,定位观测,研究了白刺群落的白刺和沙蒿群落中的沙蒿的自然能力,结果表明：1）白刺群落和沙蒿群落在沙丘和丘间滩地上均可产生更新苗,沙丘更适合白刺和沙蒿的更新;2）白刺群落中白剌小苗密度和沙蒿群落中沙蒿小苗密度差异为极显著,沙丘和丘间滩地之间更新密度的差异以及不同年份之间更新密度的差异均为不显著;3）不论是白刺群落中的白刺小苗密度还是沙蒿群落中的沙蒿小苗密度都与当年降水量存在一定的正相关关系,尤其是与当年5月份的降水量和全年降水量关系密切。     

厄尔尼诺／拉尼娜事件变化特征及与长治气候之关系

为了揭示赤道中、东太平洋海温的冷暖交替异常变化特征,以及它对长治市降水量和气温的影响,笔者根据1961年以来长治市11个县站的降水和气温资料,分析1961年以来长治市年降水量和气温的变化趋势,研究了厄尔尼诺事件/拉尼娜事件的发生和变化,以及厄尔尼诺/拉尼娜事件对长治市年降水量和年平均气温以及旱涝灾害的影响。结果表明：（1）1961—2014年分别有15次ElNino事件和14次LaNina事件发生,发生概率分别为0.28和0.26;暖事件发生强度要大于冷事件发生的强度。（2）厄尔尼诺事件主要发生在春夏季,结束于秋冬季;拉尼娜事件主要发生在春—秋季,结束于春冬季。（3）长治市年降水异常年份均出现在厄尔尼诺/拉尼娜事件发生年或结束年,且厄尔尼诺开始年和结束年所对应的气候异常相反。（4）长治市年平均气温的高低与拉尼娜年有较好的对应关系。（5）长治市大旱大涝与厄尔尼诺/拉尼娜事件有极其密切的关系。     

河西走廊东部初、终霜冻日和无霜期变化特征分析

为了引进适宜作物品种,合理调整种植结构,提高农业产业水平。利用1961—2014年河西走廊东部4个气象站初、终霜冻日（最低地温≤0℃）和年气温资料,采用气候诊断方法,对河西走廊东部初、终霜冻日及无霜期的变化进行了研究。结果表明,在时间变化上,初霜冻日显著推迟,终霜冻日显著提早,无霜期显著延长。初、终霜冻日和无霜期时间序列分别存在8~10年、9~11年和9~10年准周期变化。初、终霜冻日和无霜期均发生了气候突变。受海拔高度、地形地势和植被覆盖的影响,在空间分布上,初霜冻日为山区早于荒漠区早于绿洲平原区,终霜冻日为山区晚于荒漠区晚于绿洲平原区,无霜期为山区短于荒漠区短于绿洲平原区。初霜冻日、终霜冻日和无霜期与年气温和海拔显著相关。     

近30年石羊河流域生态环境变化及驱动力分析

为保护石羊河流域生态环境提供科学依据,笔者以气候变化和人类活动为主要因素,分析了石羊河流域治理前后生态环境的变化趋势。结果表明：1987—2016年石羊河流域气温显著升高,降水略增加,日照时数增加,蒸发量增大。植被覆盖面积增大,2007—2016年与2000—2006年相比,归一化植被指数（NDVI）在0.3～0.5之间的面积增大0.9%。2007年流域治理以来,机井数量和耕地面积较前二十年减少。2000—2016年石羊河年平均流量呈显著增加趋势,尤其蔡旗水文站向下游下泄水量明显增加。2005—2016年石羊河流域中、下游沙丘移动和沙漠边缘进退速度明显减缓,流域地下水位埋深稳步回升。青土湖重现水域以来,水域面积平均每年增加3.59平方公里,地下水位埋深平均每年回升0.12米,流域生态环境明显改善。     

石羊河流域下游民勤县典型荒漠土壤光谱特征分析

为了找出荒漠区土壤地物光谱特征变异的规律及其与植被覆盖度变化之间的对应关系,以石羊河流域下游荒漠化典型地区民勤县为研究区,用SVC HR768光谱仪对流沙地、砾质戈壁和土质戈壁进行了野外光谱测量。对土壤光谱反射率特征曲线和光谱一阶导数分析结果表明,研究区土壤具独特的波浪型光谱曲线,光谱曲线形状相似,土质戈壁的光谱反射率明显高于流沙地和砾质戈壁,其差异在700~1000 nm最为明显;在红边范围内(680~760 nm),导数光谱可以抑制土壤背景信息,突出植被的“红边效应”,这可以作为荒漠植被信息的定量反演的波段范围;在所测波长范围内,流沙地和砾质戈壁的土壤反射率都随植被覆盖度的增加而降低,土壤反射率对植被变化较为敏感。因此,荒漠土壤光谱反射曲线变化可反映出沙化程度的变化,可以作为荒漠化定量研究的可靠依据。     

陕北退耕还林区植被NPP时空变化及其驱动因子

为了给陕北退耕还林区植被生产力评价及退耕还林等生态工程完成情况的评估提供科学依据,笔者应用美国蒙大拿大学提供的净初级生产力(NPP)产品 (MOD17A3),利用ArcGIS软件进行统计分析,研究区分NPP与气候因素（年降水量、年均气温）和土地利用类型转变的关系。结果表明：陕北退耕还林区植被NPP呈现南部高北部低的明显特征,2000—2013年植被NPP均值大部分区域在150~ 300 g C/(m²·a)之间,均值为134.23 g C/(m²·a);植被NPP年际变化除无植被覆盖区域,其他地区均为增加趋势;植被NPP与气候因子相关系数均表现为正相关与负相关并存,大部分地区NPP与降水量的相关性较强,与平均气温相关性总体没有与降水量相关性明显,且均有极小部分地区通过α＜0.05显著性检验;土地覆被的改变对该区域植被NPP的变化起着显著的推动作用。     

民勤荒漠植物非称量蒸渗仪试验系统研发与应用

基于民勤荒漠植物非称量蒸渗仪试验系统研发过程,对民勤不同监测时段的非称量蒸渗仪结构设置、试验监测及其监测结果应用情况进行对比分析。结果表明:民勤非称量蒸渗仪试验研究起步较早,先后经历了5代非称量蒸渗仪试验系统的研发改造过程。第1、2、3代非称量蒸渗仪试验系统的建立,使民勤荒漠植物蒸渗试验得到逐步发展与完善;第4代荒漠植物非称量蒸渗仪试验系统增设了渗漏监测,模拟了荒漠植物真实的补水状态,设计出不同地下水恒位补偿式蒸渗仪和渗漏型蒸渗仪,实现了地下补水与地面灌水试验的同步监测;第5代荒漠植物非称量蒸渗仪试验系统通过扩容改造,实现了荒漠植物林木与林分尺度蒸渗试验的同步监测,并基于电子传感技术实现蒸渗监测自动化管理,为尺度水平荒漠植物蒸散耗水研究及其监测数据的网络资源共享提供保障。