退耕还林(草)背景下渭河流域植被覆盖时空变化分析

以SPOT VGTETATION的归一化植被指数为基础,借助GIS软件的空间分析功能和线性回归分析法对渭河流域植被覆盖空间分布特征以及退耕还林(草)工程实施以来植被覆盖时空变化趋势进行了分析。结果表明:渭河流域六盘山、子午岭、秦岭北麓和关中盆地一带各有一条NDVI高值区。渭河源区植被覆盖较好,黄土塬区次之,丘陵沟壑区最差。退耕以来NDVI年最大化值增加显著,植被覆盖在空间上呈现出整体改善,局部退化趋势。轻微改善、中度改善、明显改善的区域所占面积分别为29.35%、26.49%和8.21%,另有6.59%的土地轻微退化。其中,黄土高原丘陵沟壑区植被覆盖增加趋势显著,变化斜率出现负值的区域主要位于渭河中下游和泾河中上游地区。研究区不同坡度等级的坡地植被覆盖状况得到明显改善,变化速率由大到小依次排序为0°-6°、6°-15°、15°-25°和>25°的坡地。位于丘陵沟壑区的吴旗等县坡地植被恢复趋势最为明显,泾河中游、北洛河中上游以及渭河上游等地区也有明显好转趋势。     

安家沟流域坡沟系统坡面径流泥沙特征的研究

该文以黄土丘陵沟壑区第Ⅴ副区安家沟流域为研究对象,采用1986—2011年坡沟系统地表径流和产沙量指标数据,研究不同土地利用条件下地表产流产沙特性,并分析了时间尺度上地表径流与产沙变化特征。结果表明:不同土地利用类型条件下径流量、产沙量的均值存在差异,且呈现规律性,即在同等降雨条件下灌木小区径流量和产沙量均最小,坡耕地径流量和产沙量均最大;不同土地利用类型小区产流、产沙次数均为坡耕地人工草地乔木林地荒草地灌木林地;模拟研究时间段内径流量变化趋势结果表明,在时间尺度上,径流量和产沙量变化均呈现y=ax+b(a0)线性关系,尤其灌木林地的斜率最大。     

安家沟流域坡面产流产沙特征及影响因素分析

以黄土丘陵沟壑区安家沟流域为试验区，设置3 个坡度5 种类型的标准径流小区，监测了2016 年～2020 年不 同植被类型在不同坡度条件下各径流小区的土壤侵蚀模数。该研究结果可以为黄土丘陵沟壑区干旱、半干旱区土地 利用及该地区水土流失综合治理方案的确定提供理论基础。     

干热干旱河谷区和黄土丘陵沟壑区退耕还林还草模式初步研究

为了得出符合中国国情的退耕还林还草模式,针对我国退耕还林还草主要在长江上游、黄河上中游开展的实际,在两大流域分别选取一个典型的植被恢复困难的类型区,即长江上游的干热干旱河谷区、黄河上中游的黄土丘陵沟壑区.利用适地适树理论、正交实验设计和建立半永久全封闭径流观测场的方法,对树种的选择、配置和生态效益进行了研究.最后提出了生态、经济、社会效益有机结合的退耕还林还草模式,包括其类型区域范围、自然资源特点、社会经济特点、主要限制因子、基本技术思路、林草类型结构、植被恢复方式、植被恢复技术、主要树种草种、经营管护方式等.     

气候变化背景下阿拉善盟生态环境监测评估

针对气候变化背景下,阿拉善盟气候生态环境进行研究分析。结果表明：全盟主要气象要素变化存在明显的变化特征,年平均气温、降水量、积温呈明显上升趋势,年平均相对湿度、风速、沙尘日数、大风日数呈下降趋势。全盟NDVI总体上呈现片状分布特征,且存在显著的地区差异。1997—2021年全盟NDVI总体呈增长趋势,有3个明显的衰退阶段和增长阶段。植被衰退期发生在1998—2001年、2002—2005年及2012—2015年,NDVI呈现下降趋势,研究区域植被覆盖减少。但在衰退期之后,出现5个明显的增长期,分别为2001—2002年、2006—2007年、2009—2012年、2015—2016年及2017—2018年,NDVI呈现上升趋势,研究区域植被覆盖增加。     

退耕还林（草）工程对黄土高原地表产沙的影响

【目的】作为陆地生态系统的重要组分,植被对流域水沙变化有深刻影响。黄土高原是世界上水土流失最严重的区域之一,自1999年退耕还林草工程实施以来,黄土高原植被覆盖呈明显增加趋势,同期黄河水沙锐减现象也日益明显。然而,以往植被覆盖变化对地表产沙影响研究多在小试验区或流域尺度上开展,以不同地貌分区为单元的研究还鲜有报道。【方法】文章基于多源卫星遥感数据,采用像元二分模型估算了1980年、2000年、2010年和2016年黄河流域植被覆盖度,通过分析黄土高原重点研究区植被覆盖的时空变化特征识别植被变化背景下不同地貌分区侵蚀产沙风险变化,以期为将来黄河水沙治理工作提供参考。【结果】黄土高原重点研究区全区植被盖度均值呈增加趋势,由1980年的34.99%提升至2016年的63.64%,且2000年退耕还林(草)工程实施后增加的速度更为显著,2010—2016年间增速相对于2000—2010年间较缓。研究期间产沙高风险区面积比例显著减小,产沙高风险和易产沙区均主要分布在研究区的北部和西北部,不产沙区和产沙微弱区主要分布在研究区东南部。自1999年实施退耕还林(草)工程以来,不同地貌分区的植被状况均持续好转。【结论】沙丘、风蚀沙化丘陵、平原、片沙黄土丘陵地貌区是未来水土保持工作需要关注的区域,植被改善工作仍需加强。     

黄土丘陵沟壑区典型流域土地利用/土地覆被变化对径流产沙的影响

该文以黄土丘陵沟壑区第三副区内的桥子东、西沟为例,分析不同土地利用/土地覆被变化对流域径流输沙的影响.研究结果表明,土地利用/土地覆被对年径流输沙有显著影响,治理流域比未治理流域在丰水年、平水年和枯水年的年输沙率分别减少约44%、75%和86%;流域在土地利用后期(1995—2004年)比前期(1986—1994年)在平水年和丰水年的输沙量减少较大.从年内径流输沙变化来看,治理流域比未治理流域的减沙效应在5月和9月更为显著;而对于治理流域的两期土地利用时期,各月降水越多,后期时的流域月均输沙量比前期减少越多.暴雨洪水过程线和输沙过程线分析表明,土地覆被对流域暴雨洪水过程和输沙过程具有较强的调控作用.降雨和洪水流量频率分析表明,治理流域在前后两期土地利用时期,若具有相同频率分布的雨强,则任一重现期下流域后期土地利用时期的洪水平均含沙量小于前期.      

基于GLDAS和MODIS的乌江流域植被与地表水变化关系研究

在西南地区,贵州省为喀斯特地貌面积最大省份,乌江是贵州省第一大河。为获得2003—2014年乌江流域植被覆盖变化与地表水变化间的关系,得出植被时间和空间变化规律,为乌江流域生态保护提供参考依据。基于GLDAS、MODIS/NDVI和TRMM3B43数据,首先使用趋势分析法分析12年内NDVI变化趋势,通过简单相关、偏相关、复相关分析法得出植被覆盖变化与地表水(含雪水当量、土壤水和地表径流)间变化关系。结果表明:12年中,乌江流域NDVI整体呈上升趋势,每年上升率为0.001 5,植被覆盖率较高的年份有2007年、2008年、2009年、2013年;夏季植被增加面积最多,夏季NDVI值对整个NDVI值上升变化贡献最大;植被减少区域为西部、中部城市地区;植被增加区域主要在研究区东部;秋季、冬季植被随地表水下降而下降;常绿针叶林、灌丛、常绿阔叶林NDVI变化对地表水变化相关性较高。     

基于ITPCAS驱动数据集的黄河源区植被变化及其与气候因子相关分析

【目的】厘清近年来黄河源区植被覆盖变化及其对驱动因子的响应,为黄河源区生态环境可持续发展与科学预估气候变化对植被格局的影响提供理论依据。【方法】基于1999-2015年SPOT VGT-NDVI数据集和中国区域高时空分辨率地面气象要素(ITPCAS)驱动数据集,运用趋势分析、Mann-Kendall非参数统计检验、R/S分析和相关分析等方法,分析了1999-2015年NDVI和气象因子的时空变化特征,并探讨温度、降水量、地表净辐射(R_n)等气象因子以及人类活动对植被覆盖变化的影响。【结果】(1)黄河源区多年平均NDVI空间分布呈东南高、西北低的格局,整体上NDVI呈增加趋势,每10年增速为1.6%,其中上升趋势的区域占研究区78.2%;NDVI在2003年附近存在突变;同时期温度和降水为振荡上升趋势,而R_n为振荡下降趋势,并且未来NDVI和各气象因子将持续这种变化趋势。(2)年平均NDVI与年平均温度呈显著正相关关系,与年平均降水量呈不显著正相关关系,而与年平均R_n呈不显著负相关关系;在偏相关分析中,NDVI与年平均温度的相关性最好。(3)NDVI对温度、降水量变化的响应滞后1个月左右,对R_n变化的响应滞后2个月左右。【结论】ITPCAS驱动数据集在黄河源区有较好的适用性;在年尺度和月尺度上,温度都是黄河源区植被生长影响最大的气象要素;黄河源区植被覆盖的增加主要归因于温度上升以及生态保护"综合性"工程的实施。     

黄土高原地区2001-2015年植被覆盖变化及气候影响因子

为研究国家"退耕还林还草"工程实施以来黄土高原植被覆盖动态变化,以2001-2015年的MODIS NDVI为数据源,结合2001-2015年的气象数据(温度/降水),分析黄土高原地区植被NDVI、气温和降水量的空间分布特征,以及植被NDVI对气温和降水量的响应关系。结果表明,近15a黄土高原地区植被NDVI总体呈现增长趋势。黄土高原地区植被NDVI的空间分布差异显著,大体趋势是植被覆盖从西北部向东南部逐渐递增。研究区植被的空间变化也具有明显的差异特征,研究区的西安市、渭南市及豫西山地的洛阳市等地的植被退化严重,但是随着国家"退耕还林还草"计划的实施,黄土高原地区中部的植被覆盖有了明显的改善。黄土高原地区的温度年际间变化不大,而降水量起伏变化较大。降水量对植被NDVI的影响大于温度对植被NDVI的影响。     

北京市植被指数变化与影响因素分析

利用MODIS归一化植被指数(NDVI)数据分析了北京市2001—2010年植被覆盖的时空变化特征,并从气候因子和人类活动两个方面分析影响植被覆盖变化的因素。北京市近10年的植被覆盖变化大致可分为两个阶段:2001—2003年植被覆盖小幅度下降时期;2004—2010年植被覆盖上升时期。空间上植被覆盖变化则存在显著差异:怀柔、密云北部和延庆东北部的林地和部分草地,以及西南地区即门头沟和房山地区的林地植被覆盖显著提高;植被覆盖显著下降地区分布较为特殊,昌平、延庆、顺义、大兴和房山的东部地区,以海淀、朝阳、城市中心为圆心的外围向四周延伸。研究表明,植被覆盖变化是气候因素和人类活动共同作用的结果。北京市近10年气温和降水量总体都呈现增加趋势,分别以每10年0409 ℃和每年156 mm的速度增加,植被覆盖与降水的关系更为密切,月际水平的相关程度明显高于年际水平的相关程度。人类活动也是影响植被覆盖变化的重要因素,土地利用类型的改变、农业生产水平的提高以及植被建设的管理对植被覆盖都有不同程度的影响。      

21世纪以来河南省植被覆盖变化及气候驱动解析

借助MODIS NDVI数据和气象插值数据,采用一元线性回归、Hurst指数及相关分析等方法,从年际尺度探讨河南省21世纪以来植被覆盖时空变化规律,并分析其对气候因素的响应特征。结果表明:河南省植被覆盖区域差异较大,NDVI频度呈单峰结构;近16年来,河南省大部分地区植被覆盖呈现增加趋势,10年平均增速约为4%(P0.01),且阶段性明显;河南省植被变化的同向特征强于反向特征,植被覆盖整体上呈持续改善态势,但郑州、洛阳、焦作等市域局部地区存在持续减小现象;年平均温度的上升是平原区植被覆盖增加的主要驱动因子,但升温尤其是年平均最高温度增加抑制了山区植被生长,植被覆盖对气候因子的敏感程度地域异质性明显。     

伊犁地区土地覆被变化及其对植被碳储量的影响

以伊犁地区为研究对象,以2005、2010年和2015年的土地覆被类型数据和植被功能型分类方案为依据,并利用植被固碳模型,分析了近10 a伊犁地区土地覆被变化特征及其对植被碳储量的影响。结果表明:1）伊犁地区土地覆被变化主要表现为农业用地、林地和建筑用地呈增加趋势,年变化率分别为0.007%、0.031%和0.001%,草地和灌木呈减少趋势,年变化率分别为0.003%和0.1%。2）10 a增加农业用地的面积为923.9 km²,主要的转化来源为草地,占转化总量的83.9%,同时也有78.8%的农业用地转化为草地。3）由于土地覆被的变化、植被净初级生产力以及不同土地覆被类型之间碳转化系数的影响,导致植被的碳储量总体上减少了2.48×10⁵ t。从整体上来看,伊犁地区的农业用地和草地的变化最为显著,土地覆被的变化导致的植被碳储量整体呈减少的趋势。由此可以得出,近10 a伊犁地区草地和农业用地的变化是影响植被碳储量的重要因素。     

基于Hyperion植被指数的干旱地区稀疏植被覆盖度估测

受稀疏植被与明亮土壤背景影响,干旱地区植被覆盖精确遥感估测难度较大。以Hyperion影像为数据源,选取甘肃省民勤绿洲-荒漠过渡带为研究区,系统比较了利用不同类型高光谱及多光谱植被指数估测干旱地区稀疏植被覆盖度的能力,以期确定干旱地区稀疏植被覆盖度估测的最佳植被指数。不同植被指数估测稀疏植被覆盖度的能力利用线性回归R2及留一交叉验证的均方根误差进行比较,结果表明:高光谱植被指数估测稀疏植被覆盖度的能力显著优于相应的多光谱植被指数,抗大气植被指数(ARVI)及抗土壤和大气植被指数(SARVI)表现明显优于归一化植被指数(NDVI)与土壤调节植被指数(SAVI),其中以基于833.3nm/640.5nm波段组合的ARVI表现最佳,R2可达0.7294,均方根误差(RMSE)仅为5.5488。     

积雪时空变化规律及其影响因素研究进展

积雪作为冰冻圈的重要组成部分,对气候变化的响应非常敏感。受局地气候和地形影响,积雪的分布和变化非常复杂,同时积雪对区域气候环境、植被生态系统、土壤性质及温室气体排放、工程基础设施等都会有一定的影响。通过文献综述北半球积雪的时间和空间变化规律、积雪的形成与维持与气象因子的关系、地形和植被对积雪的影响以及冻土区积雪与冻土的耦合关系。总之全球气候变暖使北半球积雪覆盖面积、最大积雪深度、积雪时长等都有减少的趋势。温度和降水量是影响小尺度积雪参数变化的主要气象因素,海拔是影响局地积雪分布的主要因子,植被的覆盖与冻土的存在一定程度上也会影响积雪的分布。未来气候变暖情景下,有关积雪地面台站监测数据与遥感监测数据的有效融合、进一步完善积雪参数的监测网络、厘清气候与积雪变化的关系,是未来该领域的研究重点。     

20世纪后期黄河三角洲高效生态经济区土地利用结构变化分析

基于1 km×1 km尺度土地利用/覆盖数据,以图像的形式直观展示了土地利用/覆盖多样化指数、土地利用程度综合指数和植被覆盖指数的空间变异规律,阐述了1980s、1995和2000年黄河三角洲高效生态经济区土地利用结构特征及动态变化。研究结果表明:1980s～2000年,耕地面积到1995年减少,到2000年又恢复到1980s的种植面积,在该过程中,耕地主要与水库坑塘养殖、城镇工矿用地和农村居民地以及未利用地相互转化;林地和草地面积变化不大;城镇工矿用地和农村居民地,到1995年大面积扩展,以后一直保持相对稳定;滩涂用地和盐碱地在3个时期间变动较大。1980s、1995和2000年土地利用/覆盖多样化指数、土地利用程度综合指数和植被覆盖指数空间分布特征基本相同,总体来说,1980s～2000年沿海的无棣县、沾化县、垦利县、东营区和莱州市土地利用变化强烈,是该区最为活跃的地区。土地利用程度综合指数与植被覆盖度指数1980s～2000年变化趋势基本相同,在垦利县和东营区沿海地带具有较强的一致性,反映了该区域土地利用开发和植被保护并重的特点。     

2000-2016年朝鲜植被覆盖动态变化及其驱动力研究

基于MODIS NDVI探究朝鲜植被覆盖的空间分布格局,运用斜率分析法拟合2000-2016年朝鲜植被覆盖动态变化趋势,运用Pearson相关分析法分析朝鲜植被NDVI与气温、降水的相关性,在此基础上,总结了2000-2016年朝鲜植被覆盖动态变化规律及其驱动因素.结果表明:朝鲜植被覆盖空间分布不均,北部高原、山地区以及中东部山地丘陵区NDVI值最高;西、南海岸地带,平原地区以及东部沿海区NDVI值最低.朝鲜植被生长季NDVI整体上呈减少趋势,但局部有增加趋势,空间差异明显;其中减少面积为39 161 km2,占国土面积的31.9%,增加面积为28 972 km2,占国土面积的23.6%;生长季各月整体上均呈减少趋势,减少幅度5月最大,7月次之,9月最小.植被变化与气温、降水存在相关性,并存在一定程度的滞后性;年际受气温影响略大,年内9月植被与前期1月、前期与同期累积气温存在显著相关性,与当月、前期与同期累积降水存在显著相关性.     

基于遥感的城市温度与植被相关性分析——以四川省内江市为例

以四川省内江市为研究区,以1988年6月23日、2007年5月6日Landsat TM数据和2000年5月10日的Landsat ETM+数据源,利用TM/ETM+热红外波段定量反演亮度温度,并计算归一化植被指数(NDVI)。在EXCEL软件中进行地表温度与NDVI之间的线性回归分析。结果表明:建成区大部分地区NDVI值较小,这是由于市区内有大量建筑、道路等硬化下垫面,植被覆盖少;部分植被覆盖较好的片区NDVI值较大;沱江水面NDVI值较小,为负值;除建成区和沱江以外的乡村区,植被覆盖良好,NDVI值较大。亮度温度与植被覆盖存在着明显的负相关,即植被覆盖越高的地方,温度相对较低,反之,温度则较高。     

基于3S技术的北京市植被覆盖空间格局变化研究

处理三期Landsatrim影像,计算NDVI,利用等密度模型提取植被覆盖度并通过计算景观指标对植被覆盖变化分析。分析表明：北京市植被覆盖程度整体呈下降趋势。全植被覆盖斑块面积整体下降,分布趋于离散;高植被覆盖斑块面积减少,形状趋于复杂;中植被覆盖斑块面积整体增加,有团聚分布趋势;低植被覆盖斑块面积显著增加,有团聚分布趋势;无植被覆盖斑块面积稍有上升,破碎度高,有团聚分布趋势。     

青藏铁路唐古拉山南段沿线植被多样性及盖度特征分析

通过以铁路线为样带中心点,对青藏铁路唐古拉山南段沿线垂直于铁路两侧系统设置植被调查样带、样地、样方,重点调查铁路沿线原生植被物种组成、高度、盖度、株丛数等,着重分析了不同样带植被物种丰富度、植被盖度、物种共有度沿纬度方向的空间变化特征,为铁路生态安全体系建设和植被生态修复提供重要参考。结果表明:①1 m×1 m样方平均物种数多在9～12种之间,丰富度相对较低;20 m×20 m样地平均物种17～26种。各样带总的物种丰富度在47～59种之间;植被物种丰富度纬度方向距离差异不明显;样方、样地、样带小尺度的变化对物种丰富度会产生很大影响。②青藏铁路南段总体植被覆盖度高,植被覆盖率80%以上的占1/2强;因受局部环境条件的影响,其植被覆盖度也存在一定差异。③应用Jaccard指数对沿线各植被样带物种共有度进行分析,结果表明,随着样带纬度方向间距的增大,物种共有度指数值呈逐渐减小的趋势,相邻样带的物种共有度最大,物种纬度方向逐渐替代的规律明显。