基于遥感的南四湖菹草群落时空演变特征及其原因分析

作为山东第一大湖和南水北调东线工程的必经路线,近年来,南四湖菹草泛滥严重,引发水质污染和河道阻塞等生态问题,对南水北调工程构成季节性威胁。因此,科学地提取湖区中的菹草,明确其时空变化特征对后续治理工作具有重大意义。基于MODIS MOD13Q1 16d合成数据提取的南四湖不同地类的NDVI时序曲线的特征差异及物候信息,结合Landsat系列数据监督分类的结果,借助决策树及遥感动态监测手工阈值设定方法,对多年间湖区菹草群落分别进行提取,探究菹草群落的时空分布特征。研究结果表明,自2000年起,南四湖菹草群落面积呈大幅增长趋势,由1988年的25.22km²上升至2018年的171.46km²,且由湖岸地区蔓延至湖心,占湖区面积比由3.61%上升至24.55%,尤其是微山湖最为明显。年际尺度上,菹草已由普通优势种演变为湖区绝对优势种。经过Spearman秩相关分析和Pearson相关分析发现,菹草面积与湖区营养盐和富营养化程度等指标的相关系数均显著高于0.8(P<0.05),相关性显著。南四湖菹草的泛滥现状对南四湖生态治理提出了更高的要求,...     

长株潭一体化的系统学思考

长沙、株洲、湘潭(以下简称长株潭)一体化建设是一项系统工程。以系统学理论为依据,分析了长株潭一体化的准确定位,探讨了长株潭一体化的合理实施步伐和推进时序,并且提出了建立长株潭一体化的合理的内部运行机制和优化外部条件的合理化建议。     

浅析中国古典园林植物造景的时序性

借助自然气象的变化和植物自身的生物学特性。来创造春、夏、秋、冬四季不同的景观效果是中国传统造园植物造景艺术的一大特色。同时,四时造景也是古典园林体现植物景观特色和大自然无穷魅力的重要造园设计手法。     

利用作物生长模型和时序信号甄别水稻镉胁迫

在自然农田生态系统中,农作物的生长通常受到各类环境胁迫（如重金属胁迫、病虫害、水分、营养）的影响,如何区分重金属胁迫与其他胁迫有待进一步研究。该研究选取了湖南省株洲为试验区,收集2017-2019年的Sentinel-2卫星影像数据,结合野外实测数据,开展水稻重金属镉（Cd）胁迫识别研究。首先,利用作物生长模型World Food Studies（WOFOST）同化时序遥感数据获取每年的叶面积指数（Leaf Area Index,LAI）时间序列曲线;然后运用集合经验模态分解（Ensemble Empirical Mode Decomposition,EEMD）方法对LAI时间序列进行多尺度分解,得到不同的时序信号分量（Intrinsic Mode Function,IMF）;最后使用动态时间规整（Dynamic Time Warping,DTW）方法计算受胁迫水稻分解后的时间序列与健康水稻分解后的时间序列之间的DTW距离,即归一化胁迫指数。结果表明：归一化胁迫指数是水稻重金属胁迫敏感的参数,与土壤重金属含量的相关系数为0.851,水稻受到的胁迫程度越高,归一化胁迫指数值越大,反之越低;在试验区中,水稻重度重金属胁迫的分布面积比例相对较低,且主要集中在西部、东北部以及偏东南地区。融合集合经验模态分解和动态时间规整方法能有效地甄别并定量分析水稻重金属胁迫状况,从而为作物重金属污染胁迫监测提供重要参考。     

融合时序遥感分析的国土空间生态保护修复关键区识别

国土空间生态保护修复是落实国家生态文明建设的重要措施,也是构建国家生态安全格局和统筹山水林田湖草沙系统治理的重要举措。而生态保护修复关键区识别,是生态保护修复规划编制、生态保护修复工程时空布局等系列工作的前置条件和基础保障,对国土空间生态保护修复至关重要。本文以河南省某生态保护修复工程为研究区域,开展融合时序遥感分析的生态保护修复关键区识别研究和实践,首先,基于Google Earth Engine（GEE）云平台,采用Mann-Kendall方法对研究区2011—2020年时序归一化植被指数（NDVI）开展趋势分析,形成时序分析结果;其次,基于气象、地形、土壤、植被净初级生产力（NPP）等数据,开展基于生态系统服务协同和权衡计算的生态系统健康分析评估,选择生态源地;最后,基于时序分析结果和生态源地选择结果,采用叠置分析,开展生态保护修复关键区域识别。结果表明,提出的“基于生态系统服务协同权衡计算的生态系统健康评估——时序遥感趋势分析”的研究框架不仅顾及了研究区域内“静态”的生态系统服务、生态系统健康属性,同时衡量了“动态”的生态系统变化趋势,可以有效识别国土空间生态保护修复关键区。研究成果可为国土空间生态保护修复本底调查、问题识别、规划和工程布局等提供技术支撑。     

时序进气柴油机缸内分层与燃烧排放特征数值分析

缸内再循环废气(EGR)分布是发动机缸内EGR分层燃烧研究的重点与难点,由时序进气策略通过控制进气组分的充气时段来组织缸内EGR分层分布具有重要意义。以高压共轨重型柴油机为研究对象,采用CFD(Computation fluid dynamics)方法建立全参数数值仿真平台,研究不同时序进气组分经过进气及压缩过程后在缸内的分布特征及其对柴油机缸内燃烧及排放的影响。研究中以CO2代替EGR。研究结果表明,时序进气早期进气组分在气缸底部及燃烧室壁面附近分布较浓,后期进气则在气缸中心顶部分布较浓;时序进气能够获得显著的轴向分层分布;与均匀进气相比,缸内压力和温度偏低,燃烧滞后约0.7°CA,但放热率峰值偏高,NOx排放量降低51.2%,碳烟排放量降低13.4%。     

高标准基本农田建设时序安排研究——以河北省涿州市为例

高标准基本农田是集耕地自然质量、良好配套基础设施、高级农业技术和先进管理理念的高生产能力系统,然而国家对于高标准基本农田建设的投资标准较低,如何在不饱和投资的前提下科学合理地进行高标准基本农田建设,是当下以及未来很长一段时间内需要解决的热点问题。本文以河北省涿州市为例,采取模型法、多因素综合评价方法、配对比较法、可行性-适宜性组合矩阵,首先依据基本农田连片度状况,进行建设区划分,依据乡镇界线对建设区进行细化,然后以建设区为基本评价单元,通过建立建设可行性和生态适宜性评价指标体系,探讨各评价单元的高标准基本农田建设状况,并根据可行性-适宜性组合矩阵进行建设时序安排。结果表明:河北省涿州市可划分为73个高标准基本农田建设区,其中近期建设区15个,总面积11 241.23 hm~2,主要分布在区域社会经济发展水平较好,区位条件较优越,生态景观状况良好,连片度较高的松林店镇、码头镇和刁窝乡等区域;中期建设区50个,总面积27 054.07 hm~2,其分布较广,主要分布在义和庄乡等东北部,高官庄镇、豆庄乡等东南部,以及西部、西北部绝大部分区域;远期建设区8个,总面积875.98 hm~2,呈零散状分布,且建设区平均面积较小,仅为109.50 hm~2。相关政府部门需要综合考虑建设区建设可行性、生态适宜性,以及实际工作开展时所需要的前期和后期经费支持等社会经济因素,进行建设时序和重点区域选择;通过工程或技术等措施改善限制高标准基本农田建设的主要要素,逐步扩大适宜建设区域;需要认真决策,选择建设强度低且生态适宜性较好的区域进行试点工作,与此同时积极扩宽投资渠道,从而保证高标准基本农田建设目标的顺利完成。     

基于时序NDVI图谱库提高土地覆盖分类精度的方法

为提高MODIS土地覆盖产品的分类精度,该文以河南省为试验区,首先将MODIS土地覆盖产品(MCD12Q1)分为高精度区域和低精度区域,然后通过构建时序NDVI图谱库并利用图谱曲线相似性测定方法,改进MCD12Q1低精度区域的分类精度。结果表明:1)时序NDVI是土地覆盖的重要分类特征,二者之间具有较强的关联性。2)利用时序NDVI图谱库能够明显提高MODIS土地覆盖产品的分类精度,改进后的MCD12Q1的总体分类精度分别由72.76%(比较评价)、64.52%(样本评价)提高到83.05%和81.72%。3)不同土地覆盖类别精度提高的程度不同,林地、草地、耕地、人工地表以及水体的生产者精度分别提高35.36%、29.51%、2.98%、6.96%和6.11%。4)对于判定时序NDVI曲线相似度的2种具体方法而言,最小距离法(minimum distance,MD)总体上优于光谱角度匹配法(spectral angle mapper,SAM)。综上,保留现有土地覆盖产品中分类精度较高的部分,基于时序NDVI图谱库改进分类精度较低的部分,是提高现有土地覆盖产品分类精度的有效方法。     

武威地区苗圃地灯下蛾类昆虫多样性及时序动态分析

研究旨在应用昆虫数学生态学方法,查明武威地区苗圃地灯下蛾类昆虫种类及其时序动态,掌握研究区蛾类昆虫多样性特征,为区域昆虫多样性调查和害虫的科学防控提供参考。以武威市国家杨树樟子松良种基地为调查监测地,利用诱虫灯对武威地区苗圃地灯下蛾类昆虫进行调查,并对其昆虫群落多样性特征及时序动态进行分析。诱集到的5154头蛾类昆虫分属于鳞翅目9科54种,其中夜蛾科为优势类群（共38种）,天蛾科次之（共5种）。群落多样性指数、丰富度指数与物种数、个体数变化趋势一致,4月较低、6—7月最高;优势度指数4—5月最高、7月最低;均匀度指数在6—8月较稳定,4、9月波动较大。武威地区苗圃地蛾类昆虫群落较丰富,以夏季最为集中。     

区域降水时序特征变化综合分析

降水是水循环过程中的关键要素,选用合适的降水时序特征分析方法,才能更好地从计算结果中准确找出目标地区降水量的变化趋势、突变年份及循环周期。对降水时序特征分析中常用的计算方法进行分类总结,通过分析不同方法的特点及适用条件,阐述了将数理统计方法引入降水分析的合理性,并以武汉市1951-2017年的逐日降水资料为分析基础,选取了Mann-Kendall检验法、线性回归法、5 a滑动平均、累积距平法、Morlet小波分析、经验模态分解等分析方法进行计算。通过对计算结果深入分析,找出了武汉市降水的变化趋势、降水量发生突变的时段和降水量的变化周期。结果表明：武汉市多年降水量呈显著的上升趋势;受气候变化、人类活动等多种因素影响,降水量在1954年、1980年、1998年、2010年前后多个时间段均发生明显突变;近67 a降水序列中出现了50 a和10 a两个降水量变化的主周期。分析产生降水变化的原因,考虑到西太平洋副热带高压的影响,武汉市降水集中在夏季且降水量的年际变化较为剧烈;同时认为城市化进程也在很大程度上干预了武汉市的降水情况,使区域降水总量及降水强度有所提升;预计未来武汉市降水量将继续保持稳...