基于NDVI的黄土丘陵沟壑区退耕还林还草监测及效果评价——以定西市安定区为例

植被盖度是评估生态环境的一个重要参数,为了对黄土丘陵地区退耕还林还草效果进行监测与评价,研究通过归一化植被指数(NDVI)遥感估算安定区2001年和2004年植被盖度变化.通过分析得出:2001～2004年安定区整体植被盖度有所增加,尤其是退耕还林还草的区域,低盖度植被类型面积大大减少,植被盖度＜60﹪的类型面积共减小了967.5 hm2,而高植被盖度面积增加.通过坡度与植被指数空间叠加分析发现,坡度对植被盖度较高区域的影响较小,对于植被盖度较低的区域影响较大.对于低植被盖度区域来说,坡度小则植被恢复快,坡度大则恢复较慢.     

2006—2014 年民勤4 种典型荒漠群落结构 及物种多样性变化研究

根据2006—2014 年民勤荒漠植物4 个样区36 个样方调查数据,对该区沙蒿、梭梭、麻黄和白刺4种典型荒漠植物群落结构及物种多样性进行分析。结果表明：该区群落结构简单,物种相对单一且数量较少,植物都是以较低的芽位适应生境条件;灌木层物种的变化不大,草本层物种有所增加;多样性指数沙蒿群落、梭梭群落和白刺群落的略有增加,而麻黄群落略有减小;该区群落结构和物种多样性的变化主要由于草本层的物种变化引起。了解和掌握民勤荒漠植物群落的结构和物种多样性变化规律,对于推动干旱荒漠区植被恢复和物种多样性的保护提供依据。     

景电灌区土地利用景观格局变化研究

在GIS、RS技术与景观格局分析软件FRAGSTATS支持下,采用多样性、优势度和均匀度等景观格局指数,分析景电灌区1987、1991、1999年和2003年土地利用景观格局变化。结果表明：土地利用类型总的变化趋势为草地、戈壁、沙地和盐碱地呈减少趋势;耕地、林地、居民点呈增加趋势,耕地的大幅度增加使得景电灌区的景观基质由1987年的戈壁和草地变为2003年的戈壁和耕地。耕地、戈壁、草地和沙地土地类型的平均斑块面积较大,林地、盐碱地和居民点等类型的平均斑块面积较小。随着人类对灌区的开发、建设和利用,景观优势度减少,景观多样性和景观均匀度有所增加。总体上各指数都与人为活动有很强的相关关系。     

乌兰布和沙漠天然植物区系特征及地理成分分析

乌兰布和沙漠地处荒漠草原过渡地带,植物区系研究具有独特的地理学意义。通过对乌兰布和沙漠天然植物物种调查统计,对区域植物区系科属组成、地理成分进行分析,并与典型荒漠区和草原区植物区系进行比较。结果表明:乌兰布和沙漠共有天然植物51科161属318种。物种组成20种以上的优势科和10种以下的寡种科为植物区系的主体,区系优势明显;单种属数量较大,说明植物区系整体物种多样性并不丰富,而优势属在种的层次上丰富度较高,有一定的优势,在荒漠植物区系属的组成中起着重要作用。植物区系地理成分以科的世界成分和属的温带分布型占主导,反映了植物区系分布与世界气候带相适应的特征,植物区系的温带性质明显。沙漠植物区系特征与其沙漠所处的地理位置和气候区域具有较好的相关性。     

气候变暖背景下近30a北半球植被变化研究综述

归一化植被指数(NDVI)目前广泛应用于全球和区域尺度植被变化研究,成为揭示气候变化的重要指标。基于NDVI变化以及NDVI提取的植被物候变化2个方面(植被生长季开始时间SOG,植被生长季结束时间EOG),对近30 a气候变暖背景下北半球植被变化的有关研究结论进行回顾总结。结果显示:1近30 a北半球植被生长季NDVI整体呈增加趋势,森林植被NDVI增长速率大于其他植被类型;20世纪90年代NDVI增加趋势较80年代显著,从21世纪初开始,出现NDVI增长速率减缓现象;2近30 a北半球SOG整体呈提前趋势,近10 a SOG提前趋势减缓;欧亚地区SOG提前趋势可能较北美显著,非洲植被物候变化规律不清晰;北半球植被物候变化表现出明显的纬度地带性,55°~65°N纬度带SOG提前趋势与45°~55°N纬度带EOG推迟趋势相对显著;3除森林退化严重外,近30 a青藏高原植被整体上以增加为主,NDVI增长趋势北部显著,中部和东部微弱,南部呈下降趋势;高原东部和藏北SOG提前趋势显著,而中部、西部和西南部有推迟现象。     

淮河流域冬小麦晚霜冻时空演变分析

为掌握气候持续变暖背景下淮河流域晚霜冻害的变化规律,基于1960-2016年61个气象站点的逐日地面0cm最低气温数据,计算霜冻频次、强度和变异系数,构建霜冻害危险指数,分析了淮河流域冬小麦生长季晚霜冻时空变化。结果表明:(1)57年中晚霜冻出现在3月11日至4月15日,整体呈提前趋势,速率达到-2.49d·年-1(P<0.05),晚霜冻的提前结束使冬小麦灌浆停滞和籽粒发芽力丧失的风险降低。(2)在冬小麦生长季延长的背景下,57年中轻度、中度、重度晚霜冻的频次都呈现减少趋势,变化倾向率分别为-9.14次·年-1(P<0.01)、-1.17次·年-1(P>0.05)、-5.81次·年-1(P<0.01)。年代变化上,重霜冻在灌浆至成熟阶段的频次在1980s上升趋势最显著,倾向率为6.73次·年-1(P<0.05)。1961-1990年中霜冻在拔节期的频次增加趋势最显著,倾向率为1.80次·年-1(P<0.05);1981-2010年重霜冻在拔节期的频次减少趋势最显著,倾向率为-3.46次·年-1(P<0.01)。(3)冬小麦晚霜冻在不同的生长阶段空间分异较大,呈不同分布模式。以开始拔节的日期为起点,高风险区和较高风险区在拔节后(1～5d)所占面积百分比最大,分别达到0.63%、80.68%。中风险区在抽穗至开花阶段(12～15d)面积百分比最大(81.68%),较低风险区在灌浆至成熟阶段(16～57d)占比最大(57.49%)。不同程度的晚霜冻频次在不同的时间段减少速率不同,在不同的生长阶段空间分布差异较大。     

石羊河流域中下游沙漠-河岸过渡带土壤特征研究

对石羊河中游断流段(DS)、泉水溢出段(SOS)及下游水库以上丰水段(WSA)和水库以下干涸段(DSB)沙漠-河岸过渡带0-200cm土层土壤理化性质进行了调查和分析.结果表明:土壤含水量的大小顺序为WSA>SOS>DSB>DS.雨季降水对WSA段土壤含水量的影响很小,对其他河段土壤含水量影响较大,其对土壤水分的贡献主要在10-40cm土层;土壤容重大,且表层大于下层.pH值7.70～8.55,表层低于下层.pH值从上游至下游依次减小,其变化与有机质含量和盐分组成及总量有关;土壤养分贫瘠,有机质、全氮、速效磷含量低,速效钾含量高.WSA段土壤有机质和全氮含量最大,DS段土壤速效磷和速效钾含量最大;土壤含盐量从上游至下游依次增大.WSA和DSB段土壤已盐化,盐化类型分别为氯化物-硫酸盐盐化土和硫酸盐-氯化物盐化土.由于同时受水力和风力的影响,石羊河中下游沙漠-河岸过渡带土壤性质变异大,各河段之间的差异大多都不显著.     

石羊河流域植物类型对其水坝修建的响应

石羊河流域作为我国开发利用程度较高,生态环境问题较突出的内陆河流域,备受国内外研究者关注。通过整理参考前人考察研究结论及实地调查分析发现:石羊河流域修建水坝,水资源分配方式及利用模式因此发生了根本性的改变,强烈影响其中下游的植物种及群落变化。主要表现在:1)自上世纪五十年代以来,石羊河流域中下游植被面积、植被盖度、生物量等均有不同程度减少;植物类型发生了从湿生系列向旱生系列的转变,柽柳、盐爪爪、芦苇等植被逐渐退出,白刺、红砂、黑果枸杞等更耐旱植被逐渐占据优势地位,尤其是白刺在大部分地方都成为建群种。2)在石羊河流域中下游,植物为了适应风沙大、温差高、降水稀少、蒸发强等不利的生长环境,形成了多种旱生特征和适应方式;在人为干扰相对较重的区域植物叶片结构逐渐变化为以环栅型为主;在人为干扰相对较轻区域的植物逐渐向正常型和全栅型方向发展;在地下水位下降较剧烈的区域,植物叶片类型发生了由正常型、环栅型向不规则型的完全转变。水坝建设引起的大面积开荒种田、水资源利用不均衡、下游地下水严重超采、水质恶化等是植物类型和面积发生变化的主要影响因素。     

古浪县绿洲边缘植被恢复过程中的土地利用变化特征

以1987、1999和2003年的3期TM影像为基本信息源,通过遥感图像分类解译对古浪县绿洲边缘土地利用转化状况进行马尔柯夫转移矩阵分析．结果显示,1987～2003年全区流动沙地、半流动沙地和半固定沙地的面积共减少了9．60×103hm2,沙漠化呈现明显的逆转趋势,以封育为主的植被恢复取得了明显成效;此外,通过对1987～1999年和 1999-2003年两个阶段的土地利用转化对比分析,沙区植被恢复的“后郊性”特点表现明显,植被恢复效果随植被恢复演替逐步显现;1987～1999年半流动和半固定沙地向固定沙地的转化率分别为15．67％和13．86％,而1999-2003年提高到了21．34％和20．13％．整体上土地利用动态表明,虽然该地植被恢复已取得了一定成效,但生态环境依然十分脆弱,土地退化极易发生,土地荒漠化的威胁仍然存在．     

干旱绿洲农业区社会-经济-自然复合生态系统可持续发展综合评价

为了配合石羊河流域治理规划,确切分析绿洲农业区的可持续发展状况,本研究基于层次分析法基本原则,在征求专家意见的基础上构建了干旱绿洲农业区社会-经济-自然复合生态系统可持续发展评价指标体系,并通过评价模型构建对典型干旱绿洲农业区武威市1957—2008年的生态系统可持续发展进行评价研究。结果表明：（1）1957—2008年,研究区资源环境指数随时间变化呈波动下降趋势,而经济发展和社会人文指数随时间均呈波动增长的趋势;（2）武威地区可持续发展综合指数呈波动上升趋势,经历了极弱可持续发展阶段、弱可持续发展阶段和中等可持续发展阶段。但综合来看,区域可持续发展的水平还较低,区域生态经济的发展是建立在消耗自然资源基础之上。