黔中水利枢纽区植被覆盖度时空变化及驱动力分析——以平坝为例

植被覆盖度(FVC)对区域生态系统环境变化有着重要指示作用,利用2001年、2005年、2010年、2013年4期Landsat TM/OLI影像数据,基于像元二分模型,以黔中水利枢纽区平坝县为研究对象,得到了植被覆盖度时空变化规律,并探讨了植被覆盖度与地形起伏度、海拔、坡度和土壤类型等因子的响应关系,为县域水土保持研究提供科学理论依据。结果表明:(1)近13年平坝县植被覆盖度呈显著增加趋势,年增速为0.94%,其中2010年之前植被覆盖度呈持续增加趋势,年增速为1.72%,而2010年之后呈下降态势,年降速为-1.26%。(2)空间分布上,平坝县植被覆盖整体呈"西北高、东低"的分布特征,高值区包括齐伯乡、乐平乡和十字乡,低值区主要分布在高峰镇、马场镇和夏云镇;2001—2013年天龙镇植被覆盖度剧烈减少,马场镇和羊昌乡南部植被覆盖度剧烈增加。(3)平坝县植被覆盖度与地形因子的关系显示,植被覆盖度类型主要分布在地形起伏度80m梯度、海拔1 200～1 400m梯度和坡度25°梯度。(4)不同土壤类型的植被覆盖度变化分析结果表明:黄棕壤的平均植被覆盖度最高,为70.4%;水稻土的平均植被覆盖度最低,为42.9%;在各土壤类型区中表现为高植被覆盖度面积增加百分比最大,低植被覆盖度区域植被覆盖度面积减少百分比最大。     

不同背景条件下喀斯特石漠化光谱模型建立与空间分析

在喀斯特地区不同背景条件下,采用光谱特征与数学分解模型相结合的方法对石漠化信息进行分类,可提高对石漠化智能分类的准确性和时效性。以贵州省毕节市鸭池示范区为例,利用不同平台和波段遥感数据,在3S技术支持下进行处理、分类、解译和分析喀斯特石漠化的空间分布状况与特征,对石漠化光谱特征进行定量研究,掌握不同条件和不同影响因子下石漠化光谱特征的变化规律,得出了该区石漠化的空间分布与状况特征,可为其它地区石漠化遥感智能解译提供参考。     

典型喀斯特山区的森林蓄积量遥感估算

[目的] 通过森林蓄积量的遥感监测了解喀斯特地区森林生态系统的健康状况和生态功能,为该地区碳汇监测与评估以及森林管理与决策提供理论依据。 [方法] 本研究选取典型喀斯特山区为研究对象,基于Sentinel-2A影像和样地调查数据,结合随机森林(RF)、K近邻回归(KNN)和BP神经网络3种机器学习模型,在山地坡度条件约束下开展森林蓄积量反演研究。 [结果] ①单波段反射率、植被指数和纹理特征等遥感因子在不同地形约束条件下的表现不同,建立模型的最优子集均不同,不同立地条件下建立蓄积量估测模型均有差异。 ②在喀斯特山区森林蓄积量估算中,RF相比KNN和BP模型鲁棒性和适应性最强。在缓坡、斜坡、陡坡立地条件下,RF模型精度分别达到80.1%,79.0%,80.5%。 [结论] 喀斯特山区空间异质性强,不同坡度立地条件下参与蓄积量遥感估测的建模自变量因子均不相同。坡度的划分可以细化复杂场景遥感估算模型,提高蓄积量遥感估算精度。     

喀斯特地区土壤-洞穴CO_2时空迁移变化特征

为研究土壤-洞穴CO_2含量动态变化特征,选择织金洞及其岩溶表层3个样地进行监测。研究表明:土壤CO_2与洞穴CO_2变化规律具有一致性,均表现为春升、夏高、秋降,冬稳定的特征。夏季至秋季土壤-洞穴CO_2均呈上升趋势,土壤CO_2为0.13 mmol mol~(-1),洞穴CO_2为0.44 mmol mol~(-1),存在累积效应。织金洞为多进口洞穴,随着距洞口不断的深入,在灵霄殿至飞鸟觅食CO_2达到高值区为1.51 mmol mol~(-1),两端分别为:1.34 mmol mol~(-1)、1.05 mmol mol~(-1),呈现两端低中间高的分布趋势。织金洞上覆土壤CO_2含量是大气CO_2含量的22~27倍,是洞内CO_2含量的7~9倍。随着大气CO_2进入到土壤,土壤CO_2含量呈直线上升,直到60 cm处开始下降,经过基岩溶管、溶隙等进入洞穴内部。另一部分洞穴空气CO_2由大气降水-土壤水-洞穴水PCO_2转化而来,研究区为重碳酸盐钙型水和硫酸盐钙型水。研究发现:洞穴CO_2高值区自1月随时间变化分布特征为:中部→中部、前半段过渡带→前半段→前半段、中部过渡带→中部的迁移过程。这种新发现对喀斯特地区洞穴气候环境研究与洞穴开发保护具有重要的理论意义和实践指导价值。     

基于Sentinel-2影像的平寨水库水体透明度遥感反演

[目的]研究水体透明度的变化规律及其空间分异驱动因素,为管理湖库及恢复湖库生态系统提供科学依据。[方法]基于2020年5月18日,8月26日,11月14日的Sentinel-2 MSI卫星影像及准同步实测透明度数据构建平寨水库透明度遥感反演模型,利用地理探测器定量分析影响透明度空间分异的驱动因素。[结果](1)平寨水库水体透明度与Sentinel-2 MSI的B₃波段最为敏感,利用波段组合B₃×B₄作为最佳敏感因子构建出的透明度反演模型具有较高的精度(R²=0.81,RMSE=0.11 m, MRE=16.91%)。(2)平寨水库水体透明度呈现出中心库区高而各支流上游低,近水体两岸低的空间分布趋势,且水体透明度11月>8月>5月。[结论]总悬浮物、叶绿素a及总有机碳含量是平寨水库水体透明度空间分异的主要因素。总磷、总氮、水温及风速通过影响水体中的总悬浮物、叶绿素a及总有机碳含量进而影响水体透明度空间分布。     

工业-资源型城市土地利用变化机制分析——以贵州省六盘水市中心城区为例

为揭示工业-资源型城市土地利用变化的一般规律,利用1990、2000、2010年三期遥感影像对贵州省六盘水市中心城区土地利用进行监测,并运用GIS空间分析和数理统计功能,结合社会经济及人口数据对六盘水市土地利用的时空变化情况及机制进行深入分析.结果表明,六盘水市中心城区土地利用变化主要表现为原有水田、旱地、未利用地明显减少,城镇建设用地迅速增加;2000-2010年变化速度明显高于1990-2000年,郊区大部分耕地转变为建设用地;1990-2010年林地、草地变化数量不大,整体呈现先减少后增加的变化趋势;总体看来,2000-2010年土地利用变化幅度较大,其主要驱动因素为快速的人口扩张及产业结构调整.     

“中国南方喀斯特”荔波世界自然遗产地水土流失现状与驱动力分析

荔波世界自然遗产地有着不同强度级别的水土流失现象,局部区域还伴随石漠化的发生.基于GIS与遥感技术,对遗产地内水土流失现状进行了遥感调查,分析了其空间分布与特点,并对其驱动力进行了探讨.结果认为,遗产地主要受生态环境、成土物质与速度、土壤流失难易、环境异质件及人地矛盾关系的历史等因素控制.该研究为荔波遗产地进行水土流失综合防治,合理利用土地资源,完善产业结构调整等方面提供依据,有助于世界自然遗产地生态环境的保护与可持续发展.     

喀斯特石漠化及土地利用变化的地貌分异特征——以贵州省关岭贞丰花江石漠化综合示范区为例

[目的]探讨石漠化地区土地利用变化的地貌分异特征,揭示不同地貌条件下的土地利用时空变化的特征和规律,为石漠化地区土地的合理利用提供科学参照。[方法]以贵州省关岭贞丰花江石漠化综合示范区为例,运用GIS和RS技术,基于2005,2010和2013年3个时期的土地利用数据、石漠化数据和地貌数据,运用地形分布指数、土地利用程度综合指数,对研究区土地利用变化的地貌分异进行研究。[结果]①在2005—2013年间,喀斯特地区草地、建设用地、林地、未利用地和水域的面积有所增加,耕地、园地的面积在减少;石漠化的面积有所减少,石漠化程度正在逐渐减轻。②不同地貌条件下,每一个土地利用类型都有其存在的优势分布区;各土地利用类型的地貌分异基本稳定。③土地利用程度的地貌分异特征趋于稳定;2005—2013年,土地利用程度大小表现为:侵蚀台地峰丛洼地丘峰台地Ⅴ型峡谷溶蚀—侵蚀陡坡。④不同地貌条件下不同石漠化等级在各土地类型中的分布方面,由侵蚀台地、峰丛洼地、丘峰台地、Ⅴ型峡谷、溶蚀—侵蚀陡坡地貌的石漠化土地类型分布来看,石漠化主要发生在耕地、林地、园地和未利用地4种土地利用上,水域不存在石漠化现象;2005—2013年,石漠化在不同地貌条件的地类中总体呈较好转变。[结论]每一土地利用类型都有其分布的优势地貌区;不同地貌条件下,石漠化在不同土地利用类型上的分布存在差异,主要发生在耕地、林地、园地和未利用地4种土地利用类型区域。     

石漠化地区农户生计资本与生计策略的关系——以贵州省关岭贞丰花江石漠化综合示范区为例

[目的]探究喀斯特石漠化地区农户生计资本与生计策略的关系,甄别农户生计策略影响因子,为促进该地区农户生计策略最优选择提供理论依据。[方法]基于可持续生计分析框架计算贵州省关岭贞丰花江石漠化综合示范区(简称花江示范区),农户生计资本,运用多元Logistic回归模型对不同农户生计策略进行分析,探究该地区农户生计资本与生计策略的关系。[结果]①花江示范区农户人力资本指数最高,物质资本和自然资本指数较低。②示范区内农户以非农型生计策略为主,主要集中在查耳岩村和峡谷村。③人力资本是农户生计策略转化的最大影响因子,对于农兼型、兼农型和非农型农户的生计策略转换影响较大。④非农业收入和家庭劳动力人数的增多有助于促进农户选择更为多元的生计活动,耕地面积、退耕还林地面积及牲畜资本对于生计策略的转化为负向影响。[结论]花江示范区内各行政村受自然条件限制,生计资本存量和生计策略选择存在一定差异,提升人力资本可以有效促进示范区内农户生计策略转型。     

喀斯特山区土地利用演变与石漠化分布格局

喀斯特山区石漠化是制约区域社会、经济、生态发展的重要因素之一,人类活动是石漠化形成的主要因素,而土地利用是人类活动的基本载体,探究不同用地类型石漠化响应情况,对喀斯特山区石漠化治理及可持续化发展具有重要意义。基于三期土地利用和石漠化数据,辅以GIS空间分析技术和转移矩阵模型,对黔西南州2000年、2010年、2020年土地利用格局及石漠化景观的时空演变进行综合分析。结果显示:研究期间,黔西南州主要土地利用变化类型是草地转有林地和耕地,耕地转有林地和草地,灌木林地转草地和耕地,依次占全州国土面积的8.79%,5.82%,4.91%,4.08%,4.75%,3.85%。2000—2010年草地、灌木林地、耕地和有林地石漠化等级明显改善,改善面积依次为2 703.7 km²,1 347.8 km²,2 219.1 km²,2 532.8 km²; 2010—2020年草地、灌木林、耕地、有林地、裸地石漠化改善面积分别为557.14 km²,318.78 km²,819.35 km²,665.60 km²,244.48 km²。过去20年间,黔西南州石漠化状况持续恢复改善,但局部区域仍存在不稳定的恶化风险,此部分地区应作为黔西南州后期石漠化土地治理工作中的重点。对黔西南州长时间序列的石漠化演变情况进行研究,分析其在不同土地利用情况下的变化,可对研究区生态恢复以及土地利用规划提供决策依据。