陕西渭河流域近15年土壤侵蚀时空变化分析

渭河流域土壤侵蚀与气候变化、生态保护与建设政策、城市扩张等人类活动密切相关,受到广泛关注。基于渭河流域DEM、土壤类型、2000—2014年渭河流域气象站点逐日降水数据及MODIS NDVI数据,采用修正通用土壤侵蚀方程(RUSLE)估算流域土壤侵蚀模数,并分析2000—2014年渭河流域土壤侵蚀时空变化特征。结果表明,渭河流域2000—2014年植被呈改善趋势,其中陕北丘陵沟壑区、渭北高原沟壑区NDVI增加明显,分别提高了28.4%、15.1%。2000—2014年渭河流域土壤侵蚀以微度侵蚀和轻度侵蚀为主,共占总面积的61.47%;以2009年为拐点,之前微度侵蚀土壤面积呈增加趋势,而中度以上土壤侵蚀面积呈减少趋势,之后则完全相反。渭河流域不同地貌单元土壤侵蚀强度差异较大,渭河平原区以微度侵蚀为主,占该区域面积的80%以上;陕北丘陵沟壑区的中度及中度以上侵蚀强度的面积则占到了52.7%;渭北高原沟壑区以微度侵蚀和轻度侵蚀为主,占该区域面积的61%;秦岭北坡山区年侵蚀性降雨量较大,以中度及中度以上土壤侵蚀为主,占该区域面积的71%。     

近20年玛纳斯河流域南山山区植被覆盖的遥感动态变化监测

利用1990、2000和2005年的TM影像和2012年的ETM+影像提取了玛纳斯河流域南山山区植被的覆盖区域,并对植被的退化情况进行了分析和探讨。结果表明,从1990—2012年植被覆盖度指数绝对值来看,研究区植被稳定性有降低的趋势;1990—2000年中度以上退化区域在总面积中所占比例为16.41%,2000—2005年为13.38%,2005—2012年为28.06%,表明近10年研究区植被的分布面积在逐年减小;研究区植被与非植被类型互有转化,差异最大的时间段为2005—2012年,植被转出和转入间的差额为638.25 km2;研究区植被年平均面积变化速率逐渐减小,空间变化度先减小后增大,整体规模趋于减小。     

基于RS与GIS的太行山山地丘陵区水土流失风险评价——以河北省赞皇县为例

太行山山地丘陵区由于地形、地貌、气候等自然条件和人类活动的干扰,出现了一定程度的水土流失。本文以河北省赞皇县为例,选取美国陆地卫星2010年Landsat5TM遥感影像、DEM数据和土地利用现状等数据,在RS和GIS的技术支持下,提取对水土流失影响较大的植被覆盖度、地形坡度和土地利用类型等因子,对赞皇县水土流失强度进行等级划分。结果表明:赞皇县水土流失程度有微度、轻度、中度、强度、极强度和剧烈几种情况,其中以微度、轻度和中度为主,分别占土地总面积的69.27%、19.30%和10.86%,主要集中分布于自然保留地、旱地和园地。     

2000—2020年北疆地区草地植被覆盖度和草地退化时空变化特征

以2000—2020年Landsat NDVI序列数据为数据源,利用时空分析及统计分析的方法,探讨了北疆地区草地植被覆盖度时空变化特征、草地退化时空变化特征,并从气候和人类活动2方面对北疆地区草地退化的驱动力进行分析。结果表明,从草地植被覆盖度时空变化看,2000—2020年北疆地区草地植被覆盖度整体呈增加趋势;北疆地区北部生态系统更脆弱,易受气候变化和人类活动的影响;北疆地区草地在阳坡草地植被覆盖度相对较高,草地植被覆盖度较高的区域主要位于地形位置指数较高、水热条件相对较好的山地,草地植被覆盖度较低的区域主要位于相对缺水、干旱的沙漠边缘等地区。从草地退化时空变化特征看,2000—2020年北疆地区各草地退化等级发生了明显的转移,主要表现为轻度退化、中度退化向未退化草地的转移及重度退化向轻度退化转移,表明北疆地区草地退化现象进一步好转。北疆地区草地退化是气候变化和人类活动共同作用的结果,其中降水量是主要气候因素。     

基于MOD13Q1的塔里木盆地植被覆盖度时空变化

植被覆盖能客观的反映植被基本情况,为区域社会经济可持续发展和生态环境保护提供科学依据和决策参考。基于此,以新疆塔里木盆地为研究区,利用MOD13Q1产品数据获取研究区植被覆盖度信息,采用转移矩阵的分析方法,分析了2000—2015年塔里木盆地植被覆盖度的时空变化特征和发展趋势。结果表明:塔里木盆地植被覆盖度类型主要为极低覆盖度,其次是低覆盖度,而中等植被覆盖度、高植被覆盖度和极高植被覆盖度在塔里木盆地分布较少;2000—2005年、2005—2010年和2010—2015年3个时期塔里木盆地的植被覆盖度呈现由低向高转移的趋势,虽然转换比重不大,但还是向着好的方向变化。其中,在2005—2010年期间各类型植被覆盖度数据向好转移趋势最为显著,但部分极高的植被覆盖度地区出现了植被退化现象,这表明塔里木盆地极低植被覆盖度有改善的趋势,极高植被覆盖度出现退化。     

基于随机森林模型长汀县植被覆盖度的影响因子

应用随机森林回归模型对水土流失典型区域——长汀县2000—2010年植被覆盖度变化及主要影响因子进行分析.研究表明:长汀县近11 a植被覆盖度以每年4.11%的速率增加,其中2005年植被覆盖度最低(0.12),2010年植被覆盖度最高(0.70),且2006年之后植被覆盖度均发生正向突变;随机森林模型对植被覆盖度主要驱动因子的拟合效果较好,其观测值和预测值的方差解释率均在78.30%以上,相关性为0.885~0.939,极显著相关(P0.01),且均方残差都小于0.001;当地财政支出和农村人均纯收入、年平均地表比辐射率、年平均风速等人为因子和自然因子是影响长汀县植被覆盖度变化的主要因子.     

洋河流域NDVI时空变化及驱动力分析

目的研究洋河流域的植被覆盖变化及驱动因素,可以为该区域生态建设及植被修复提供重要的参考价值。方法基于SPOT Vegetation NDVI数据、气象数据及土地利用数据,运用趋势分析、偏相关分析、复相关分析及残差分析等方法,探究1999—2015年气候变化及人类活动对洋河流域NDVI的影响。结果(1) 1999—2015年洋河流域NDVI整体呈上升趋势,增速为每10年3.9%,NDVI显著改善和显著退化的面积分别占流域总面积的57.90%和1.13%,其中有林地和灌木林地改善最为明显。(2)研究区有51.99%的区域NDVI变化受气候因子驱动明显,其中降水驱动型和降水、气温驱动型分别占流域总面积的26.13%和25.44%,前者主要分布在兴和、尚义、阳高、天镇、怀安及宣化等区域,后者主要分布在兴和南部及向东偏南方向延伸的带状区域,单一的年均气温对NDVI的变化影响较弱。(3)1999年以来,流域植被受人类活动的干扰逐渐增强,增速为每10年4.5%,以正向作用为主,正向作用主要分布在坝缘3县(尚义、万全、崇礼)及阳高等地,负向作用主要分布在城镇和农村等人口较为密集的地区。结论1999—2015年洋河流域NDVI变化是气候变化和人类活动共同作用的结果,但主要影响因素为人类活动干扰,京津风沙源治理等工程项目对当地的植被改善有十分重要的作用。      

闪电河流域中游区长时间序列土地利用动态变化对植被的影响

基于闪电河流域中游区1985、1990、1995、1999、2004、2010和2014年7期中高分辨率的遥感影像数据,利用ENVI 5.1和ArcGIS 10.1解译土地利用和植被覆盖信息,分析闪电河流域中游区土地利用与植被覆盖度长时间序列的动态变化,并利用回归分析法,探索土地利用变化对植被覆盖度的影响。结果表明:(1)研究区内土地利用发生明显变化,土地利用变化有较强的时空分异特征。裸地和耕地面积均有大幅度的增加,林地和草地面积有一定程度的下降,增加和减少的总幅度基本一致。土地利用程度强度变化较大,2000年前土地利用基本处于调整期,2000年后土地利用程度不断增加,处于发展期。(2)植被变化有较强的波动性和异质性。研究区始终以植被高级覆盖和中高级覆盖为主,但中低级覆盖、低级覆盖以及裸地面积比都表现为上升趋势,同时植被高级覆盖与中高级覆盖面积比不断下降,特别是植被高级覆盖面积比于2010年后明显下降。(3)各土地利用类型对植被覆盖度的贡献各异,其中林地草地耕地。综上,研究区的土地利用类型变化和土地利用程度变化均不利于植被恢复和持续发展,土地利用变化是植被变化的先决因素,决定了植被变化的趋势、强度与过程。     

蒙古国与中国接壤处近10年植被长势遥感监测

为掌握蒙古国植被长势状况,以中蒙边界蒙古国一侧400 km宽范围为监测对象,以SPOT VEGETATION、MODIS Land Cover、MO-DIS NPP为数据源,对该区域近10年植被变化进行监测分析。结果表明,植被初级生产力比较低,主要以NPP500 g/(cm2.a)为主;2000年NPP500 g/(cm2.a)的区域占总面积的45.6%,2010年占46.06%,植被长势变差;2010年灌丛、水体、耕地、未利用地、林地面积比2001年分别减少了16 533.2、878.6、19 920.8、103 265、287.9 km2。2005～2010年段土地利用动态度全部高于2001～2005年段,土地利用类型变化速度加快。2005年中部偏东区降水量的减少是植被覆盖度和NPP降低的主要因素,2005、2010年的西北部是研究区土地利用方式变化最多、灌丛退化最严重的区域,2010年的中部偏东区由于农田的大幅度减少、农作物的减少,人类活动是导致两个区域植被覆盖度下降和NPP减少的主要因素。     

基于变化矢量分析的吉林省植被变化特征研究

利用2000年以来的MODIS数据,计算出NDVI指数,基于变化矢量分析方法对吉林省2000年以来植被的时空变化规律进行分析。结果表明：（1）2000年以来,吉林省平均植被指数呈上升趋势;（2）2000—2022年植被指数变化以中、低变化为主,其中高变化主要集中在吉林省西部草地,中变化主要分布在中西部农田分布区域;（3）NDVI变化整体表现为稳中略增,增加区主要分布在吉林省的西部,减少区零星分布在各地区;（4）2000—2022年吉林省草地植被变化强度较大,NDVI变化整体表现为稳中有增的趋势,并且增加较为明显;（5）2000—2022年吉林省森林植被变化强度以中、低变化为主,NDVI表现为波动中平稳变化,没有明显的趋势。     

农牧交错区植被特征及多样性对干扰的响应研究

对不同干扰梯度下的植被特征、土壤含水量、重要值和多样性等指标进行比较分析。结果表明:随着干扰程度的加大,多年生植物的种类不断减少,植物适口性以中度干扰为最高;植被的盖度、高度及密度均是中度干扰>重度干扰>轻度干扰,生物量调查结果是重度干扰>中度干扰>轻度干扰;中度干扰和重度干扰的主要优势种重要值分布相对均匀,而轻度干扰下只是极少数几个物种有较高的重要值;多样性结果显示:中度干扰>轻度干扰>重度干扰,表明进行围封的同时进行适当的放牧干扰,才更有利于研究区植被朝多样化方向发展。综合以上分析,中度干扰(半封育措施)显然是农牧交错区植被恢复的最好方式。     

黄河中上游植被覆盖与人类活动强度的时空动态演化

基于MODIS-NDVI数据,采用趋势分析法、残差分析法,结合土地利用类型遥感数据及县域社会经济数据,计算人类活动强度,并在此基础上分析2000—2015年黄河中上游植被覆盖空间分布状况、时间变化趋势与人类活动强度的关系.结果表明:(1)黄河中上游地区的植被覆盖整体呈现出由东南向西北逐步减少的趋势,且存在与400 mm等降水量线基本一致的分界线.(2)退耕还林前后植被退化区占研究区域的3.65%,主要分布在经济发展程度较高的市辖区;植被改善区域占研究区域的31.12%,主要分布在陕西北部、甘肃东南部及宁夏南部;植被覆盖状况基本不变的区域占65.22%.总体来说,植被覆盖情况有所改善,但生态恢复与生态恶化并存.(3)植被覆盖状况与人类活动强度具有较高的相关性.(4)植被覆盖与人类活动强度呈现出较为同步的动态演化趋势.     

黄土高原土地利用及生态系统服务时空变化特征研究

全球变化背景下,研究土地利用变化过程对生态系统的影响及相互作用机理,是全面、科学认识生态系统对人类活动和全球气候变化响应的重要支撑。本文选择我国土地利用变化典型区黄土高原为研究区域,在收集相关遥感数据基础上,采用了降水贮存量法、通用土壤流失方程和修正土壤风蚀方程等估算方法,估算了2000—2015年黄土高原水源涵养、土壤保持和防风固沙等主要生态系统服务,分析了2000—2015年黄土高原土地利用和生态系统服务时空变化特征,得出以下结论:2000—2010年黄土高原土地利用变化强度和范围较大,主要以退耕还林还草为主,2010—2015年土地利用变化整体放缓,主要以城市化为主,退耕还林还草为辅;与2000—2010年相比,2011—2015年黄土高原的水源涵养量和土壤保持量有所增加,防风固沙量有所下降,水蚀模数和风蚀模数均有所下降;黄土高原土地利用变化驱动因素主要是国家政策等人类活动因素,生态系统服务年际变化主要是由于气温和降水等气候因子的波动变化,10年或者更长尺度的变化则是由于全球气候变化和土地利用变化双重影响。本文研究可为全球变化下黄土高原生态系统的健康发展提供科技支撑和相关政策建议。     

北方农牧交错带草地植被数量波动特征——以宁夏盐池县为例

为了制定北方农牧交错带草地植被恢复措施,以宁夏盐池县人工封育区为研究对象,调查了2010—2014年植被数量特征(盖度、生物量、群落高度、密度),利用北方农牧交错带草地植被波动测度公式进行计算和分析。结果表明:(1)2010—2014年植被波动率变化范围是-0.109~0.200,整体波动率的变化并不显著,2012年的波动率为-0.109,是调查期内草地植被生长状况最差的年份,2010—2011年和2013—2014年呈现植被波动可逆性;(2)降水是影响研究区草地植被数量波动的重要生态因子,2010—2014年植被波动强度变化趋势与降水趋势大体一致,但是2012年植被波动的异常现象可能是受到了生物结皮的影响。     

人为活动因素对长株潭地区植被变化的影响

NDVI作为一种植被指数,该数据集合可以反映区域的植被覆盖情况变化,是区域环境指标的重要标准之一。以250m分辨率的Modis三级网格植被数据集作为数据源,采用一元线性回归方法和相关系数的方法,采用残差分析构建长株潭地区气候-人为-植被模型方程,完成人为活动因素的剥离,探究2000—2016年人为活动因素对长株潭地区植被覆盖变化影响。研究结果表明：2000—2016年,长株潭地区大部分区域植被得到显著改善,该区域大概11.56%植被出现退化的情况;气候变化方面,长株潭地区降雨、气温呈现平稳上升的状态,变化趋势不显著;人为活动影响方面,2000—2016年残差由负值变为正值,且残差增长趋势显著;残差为正值所占像元百分比由2000年的9.9%增长到2016年的90.2%,说明2000—2016年人为活动因素对于长株潭地区植被覆盖变化起到越来越积极的作用。     

基于相对降水利用率的内蒙古风蚀区沙漠化研究

以MODIS NDVI数据和降水量站点数据为基础,计算内蒙古风蚀区2001—2018年的相对降水利用率(RUEr),通过分析RUEr的时间变化、空间分布及变异系数,综合评价内蒙古风蚀区18年间的沙漠化演变情况.结果表明,18年间内蒙古风蚀区内的RUEr呈现出微弱的下降趋势,沙漠化程度加剧;空间分布上,62.98％的地区为正斜率,植被呈恢复状态,降水为影响沙漠化的主导因素;37.02％的地区为负斜率,植被出现退化现象,人类活动为影响沙漠化的主导因素.研究区内89.09％的地区为轻度沙漠化,重度沙漠化地区集中在内蒙古西北部,中度沙漠化和非沙漠化地区在研究区内零星分布.18年间内蒙古风蚀区的沙漠化变异程度较大,87.91％的地区表现为脆弱到非常脆弱,仅有12.09％的地区表现为稳定到非常稳定.     

黄土高原植被的时空变化及其驱动力分析研究

为研究气候变化及人类活动对植被的影响,本研究通过趋势分析探究黄土高原地区植被的时空变化,结合Hurst指数法以研究黄土高原植被的可持续性,采用相关分析和多元回归分析、残差分析等方法,探讨气候变化和人类活动对区域植被变化的影响。结果表明:1)黄土高原的植被在空间上由东南向西北呈现递减趋势,1982—2015年NDVI变化总体上呈弱上升趋势,2000年是NDVI时间序列的转折点,NDVI上升速度加快;2)Hurst指数表明研究区NDVI的未来变化趋势呈现持续性和反持续性的区域分别占13.70%和86.30%;3)相关分析和偏相关分析表明平均温度和降水对黄土高原NDVI均有显著影响,并且平均温度和降水对NDVI的综合影响更加明显;4)根据残差分析发现人类活动对植被的变化也有影响,改善和破坏作用并存。因此,1982—2015年黄土高原植被变化是气候变化和人类活动共同作用的结果,其中主要影响因素为人类活动,黄土高原地区气候因子对植被恢复的贡献率4.56%,非气象因子(人类活动)对植被恢复的贡献率为32.74%。     

2000—2014年张家口市植被净初级生产力的时空格局及其与气候的关系

植被净初级生产力(net primary productivity,NPP)是反映植被活动的关键变量之一,研究其空间格局及其对气候因子的响应,对于理解陆地生态系统的碳循环有着重要作用。利用MOD17A3和气象数据,采用线性趋势分析等方法,分析2000—2014年张家口市植被NPP的时空变化特征及其与气候因子的相关性。结果表明:张家口市NPP的空间分布具有明显差异,空间上呈现东南高、西北低的趋势,且具有较明显的经向"条带"分布特征,2000—2014年张家口市植被NPP平均值为230.5 g/(m~2·a)。2000—2014年,张家口市NPP总体呈增长趋势,年NPP最大值出现在2004年,最小值出现在2001年。降水是植被NPP变化的主要影响因素,张家口市植被NPP总体上与年降水的相关性更高,呈正相关关系。该研究为冬奥会进行前张家口市的生态修复工作提供了科学依据。     

基于CA-Markov模型的陕西省植被覆盖模拟及预测

以陕西省作为研究区域,首先基于MODIS NDVI中国月合成数据计算研究区2000、2005、2010和2015年度的植被覆盖度并进行等级划分;而后利用CA-Markov模型,以植被覆盖度等级作为元胞类型,计算不同时期各植被覆盖度等级的转移矩阵,由此模拟2010和2015年的NDVI值;对比模拟NDVI结果和原始影像数据,评价模拟精度,并预测2020年NDVI的空间分布状况。结果表明,利用CA-Markov模型进行植被覆盖空间分布的模拟,得到2010和2015年模拟结果的Kappa系数分别为0.797 5、0.853 2,符合精度要求,可以用于植被覆盖空间分布的预测。陕西省植被覆盖存在明显的空间差异性,呈现出陕北—关中—陕南地区植被覆盖度逐渐递增的纬度地带性规律。2000—2020年各级植被覆盖区均有向更高一级植被覆盖区变化的趋势。总体上植被覆盖度上升趋势明显,尤以陕北地区北部变化最为显著,关中地区和陕南秦巴山区植被覆盖度增幅较小。     

哈巴雪山保护区人类活动强度时空变化定量研究

[目的]了解哈巴雪山自然保护区的保护现状,以及随着社会经济的发展自然保护区内的人类活动强度变化情况和空间变化规律.[方法]提出了基于GIS技术的哈巴雪山自然保护区人类活动强度时空变化研究方法.以2000、2005和2012年哈巴雪山自然保护区高清遥感影像为基础,结合我国1∶250 000基础地理信息数据库和云南省自然保护区基础调查数据,对哈巴雪山自然保护区近13年来的人类活动强度变化展开定量研究,并对其进行空间可视化表达.[结果]经过建模计算哈巴雪山人类活动强度及其变化,得出哈巴雪山自然保护区13年间人类活动强度发生变化主要集中在2005～2012年,2000 ～ 2005年的变化较小.人类活动强度指数较高的区域均分布于哈巴雪山以东、金沙江以西的边界地区,这里有著名的旅游目的地虎跳峡.[结论]哈巴雪山总体保护成效较好,核心区和缓冲区极少有人类活动,很好地保护了该地区的生物多样性.