基于RS、GIS两大沙漠边缘带土地利用/覆盖对近十余年来气候变化的响应研究

以1986年与2000年两期TM遥感解译影像为基础,运用GIS空间分析手段,借助多个土地利用分析模型,对我国北方腾格里与毛乌素两大沙漠边缘带土地利用空间变化特点进行了分析,揭示出上世纪80年代后期至本世纪初的十余年来两大沙漠南缘带土地利用／覆盖对气候变化所做出的各具特色的响应方式。研究期内,研究区土地利用程度总体得到提高,其中东部毛乌素地区提高速度高于西部,中部宁夏部分高于两头陕西、甘肃部分。土地利用重心分布揭示出半干旱、干旱沙漠边缘带耕地与水资源分布的密切关系,同时,土地利用重心变化分析揭示山西部腾格里地区研究期内生态环境区域恶化,而东部毛乌素地区生态环境质量趋于好转。     

基于遥感与GIS的于田绿洲土地覆盖动态研究

在完成于田绿洲图像库和矢量数据库的基础上,通过遥感与GIS技术,研究了近10a于田地区的土地覆盖类型变化,并结合历年实地考察结果,分析了该地区的环境变化和荒漠化程度,研究结果对西部干旱区绿洲的环境演变和可持续发展研究,具有现实意义。     

基于遥感的民勤绿洲植被覆盖变化定量监测

基于混合像元条件下的TM影像植被覆盖度遥感反演,定量研究了甘肃省民勤绿洲1987年至2001年植被覆盖时空变化的规律与特点。结果表明,15年中,民勤绿洲的植被覆盖发生了很大的变化,农田植被(耕地)面积增加了53.11%,而中、高盖度植被的面积却减少了25.21%,这对民勤绿洲的长久生态安全构成了严重的威胁。民勤绿洲植被覆盖变化的空间转化过程复杂,但总体属于开垦—植被退化型。15年中因开垦和植被退化而损失的中、高盖度植被达42204.81hm2,占原面积的81.73%,而且损失的主要是绿洲边缘的防风固沙植被,其中因开垦损失的面积为18776.08hm2,占损失面积的44.5%。超采地下水引起的地下水位快速下降是导致绿洲边缘天然和人工灌丛植被退化的主要原因。控制开垦并培育相对稳定的灌丛型植被,应该是研究区生态环境建设的重点。     

青藏高原中东部植被覆盖对水热条件的响应研究

植被覆盖的变化常是自然因子和人类活动的综合作用,分析植被对水热条件的响应关系有助于认识人类活动在地表植被变化中的作用程度。本文旨在结合1982~2000年地面气象观测资料和NOAA卫星的AVHRR 植被指数（8km）,对气象站点分布相对密集的青藏高原中东部的NDVI（归一化植被指数）空间变化同水热条件的响应关系进行分析。通过水热有关指标的趋势面模拟、植被类型比较和样带分析,表明：在青藏高原中东部地区,水热条件组合较好（如常绿针叶林）或较差（如荒漠半荒漠）的区域,多年平均的NDVI旬值同水热条件的相关性不强;而范围广阔的水热条件组合中等区域（如高山草甸/草原）同水热条件相关性很高;青藏高原周边区域植被对水热条件相对不敏感,而高原主体部分植被覆盖同水热的相关性则很高（0.75以上）;此外,海拔对热量条件影响很大,进而影响植被覆盖。     

近5年青海省植被覆盖变化的遥感监测

This paper used five years （2001-2006） time series of MODIS NDVI images with a 1-km spatial resolution to produce a land cover map of Qinghai Province in China. A classification approach for different land cover types with special emphasis on vegetation, especially on sparse vegetation, was developed which synthesized Decision Tree Classification, Supervised Classification and Unsupervised Classification. The spatial distribution and dynamic change of vegetation cover in Qinghai from 2001 to 2006 were analyzed based on the land cover classification map and five grade elevation belts derived from Qinghai DEM. The result shows that vegetation cover in Qinghai in recent five years has been some improved and the area of vegetation was increased from 370,047 km^2 in 2001 to 374,576 km^2 in 2006. Meanwhile, vegetation cover ratio was increased by 0.63%. Vegetation cover ratio in high mountain belt is the largest （67.92%） among the five grade elevation belts in Qinghai Province. The second largest vegetation cover ratio is in middle mountain belt （61.80%）. Next, in the order of the decreasing vegetation cover ratio, the remaining grades are extreme high mountain belt （38.98%）, low mountain belt （25.55%） and flat region belt （15.46%）. The area of middle density grassland in high mountain belt is the biggest （94,003 km^2）, and vegetation cover ratio of dense grassland in middle mountain belt is the highest （32.62%）, and the increased area of dense grassland in high mountain belt is the greatest （1280 km^2）. In recent five years the conversion from sparse grass to middle density grass in high mountain belt has been the largest vegetation cover variation and the converted area is 15931 km^2.     

基于遥感的策勒绿洲土地利用／土地覆盖变化信息提取方法的研究

利用遥感技术对区域性土地利用／土地覆盖类型进行动态监测，定量提取变化信息目前是资源环境科学重要研究领域之一，但是已有的变化信息提取方法存在种种缺陷。基于这些问题，选择策勒绿洲为重点研究靶区，利用两个时相同一季相的TM和XI－SPOT图像数据，先对两个图像分别进行了图像预处理，选取控制点精确配准，然后采用主成份分析和光谱特征变异相结合的方法来提取1990－1998年间的土地利用／土地覆盖变化信息。与以往方法相比，该方法不仅可以直接获得土地利用／土地覆盖变化信息的类型与数量，实现过程简单、清楚，可操作性强；亦可有效避免以往方法中存在较多的一些问题。     

气候和土地利用变化对塔里木河干流区植被覆盖变化的影响

基于遥感和地理信息系统技术,利用1998—2008年SPOT-VEGETATION归一化植被指数（NDVI）数据对塔里木河干流区1998—2007年植被覆盖的时空变化进行了监测,并从气候变化和土地利用变化双重角度分析了植被覆盖变化的原因。研究表明,塔里木河干流区植被覆盖变化经历了两个阶段:1998—2001年植被覆盖严重退化时期;2002—2007年植被覆盖度由急剧上升到缓慢下降再到持续升高时期,NDVI明显高于20世纪末期水平。塔里木河干流区植被覆盖变化存在显著的空间差异,绿洲农业灌溉区和退耕还林还草生态恢复区的植被覆盖度显著提高,天然草地植被区的植被退化严重。塔里木河干流区植被覆盖变化是气候和土地利用变化共同作用的结果。温度对植被覆盖变化的影响表现为对植被生长年内韵律的控制和秋季植被生长期的延长,年降水量的波动式上升是导致塔里木河干流区植被覆盖变化两个阶段呈现差异的主导因素。     

中国沙漠、沙地及砾质戈壁现状的遥感研究

根据一系例地表景观指征将沙漠、沙地分为流动、半流动、半固定和固定四种类型.据此标准以TM影像为信息源,在全数字方式下运用遥感技术与地理信息系统技术结合建立了我国1:10万比例尺的砾质戈壁和沙漠、沙地空间数据库.通过分析得出:2000年全国有砾质戈壁387,347km2,有沙漠、沙地1,242,301 km2,其主要以流动沙(丘)地为主,占41.46%;其次是半流动和半固定沙(丘)地,分别占24.21%和20.38%;固定沙(丘)地最少,仅占13.94%.全国沙漠、沙地分布在28个省区的719个县市的不同生物气候带,有62.33%分布在极干旱区,以流动与半流动类型为主;有21.94%分布在干旱区,固定半固定类型超过流动半流动类型之和.有8.78%分布在半干旱区,也以固定半固定类型为主.有6.78%分布在半湿润区,绝大部分是固定类型.有0.15%分布在湿润区,以固定半固定为主,但流动类型比例高于半流动与半固定类型.     

基于季相及经度特征的中国土地覆盖变化遥感研究

本研究从南到北,在季风区域沿经线选择了3个典型样地;从东到西,在北方草原区域(非季风区域)沿纬线方向选择了5个典型区域,用其每周一次接收的共两年的NOAAAVHRR图像和已有陆地卫星数据(仅在环境背景值计算时使用过)计算了每月一次最大的NDVI值,并输入同期月平均的气温、降水和风力等环境参数,在季风区域和非季风区域问进行比较,研究了环境参数与NDVI值相关关系和各样地土地覆盖变化的脆弱季相及其分布模型。     

中国植被覆盖度时空演变及其对气候变化和城市化的响应

植被覆盖变化不仅与气候因子密切相关,而且也受人类活动的影响。目前,从省级尺度研究中国植被时空变化特征以及定量分析气候因子结合人类活动对植被覆盖影响研究仍较少。基于Google Earth Engine(GEE)平台和2000—2020年Landsat数据及同期气候与夜间灯光数据,采用像元二分法、线性回归分析、变异系数、偏相关分析和贡献度模型等方法对中国植被覆盖度时空演变及其对气候变化和城市化的响应进行了分析。结果表明：（1）2000—2020年中国植被覆盖度以0.32%·a-1的速率增长。植被覆盖区域以高覆盖度为主,面积占研究区域的38%,总体呈现从东南至西北递减的趋势。（2）黄土高原、云南省、西藏自治区和新疆维吾尔自治区西部植被覆盖度呈现增长趋势。植被年际波动在南部比北部、东部比西部稳定。黑龙江省植被覆盖度最高,为91.7%;新疆维吾尔自治区最低,为14.4%;宁夏回族自治区植被覆盖度以0.98%·a-1的速率增长,植被得到显著改善。（3）气候因子和城市化对植被覆盖度的影响存在明显空间差异性。气温和降水量对中国北部地区植被覆盖度的影响分别为负相关和正相关,城市化主要影响经济较为发达的...     

Scenarios of land cover in Eurasia under climate change

The method for surface modelling of land cover scenarios(SMLCS) has been improved to simulate the scenarios of land cover in Eurasia. On the basis of the observation monthly climatic data observed from 2127 weather stations in Eurasia during 1981–2010, the climatic scenarios data of RCP26, RCP45 and RCP85 scenarios released by CMIP5, and the land cover current data of Eurasia in 2010, the land cover scenarios of Eurasia were respectively simulated. The results show that most land cover types would generally have similar changing trends in the future, but with some difference in different periods under the three scenarios of RCP26, RCP45 and RCP85. Deciduous needleleaf forest, mixed forest, shrub land, wetlands and snow and ice would generally decrease in Eurasia during 2010–2100. Snow and ice would have the fastest decreasing rate that would decrease by 37.42% on average. Shrub land would have the slowest decreasing rate that would decrease by 5.65% on average. Water bodies would have the fastest increasing rate that would increase by 28.78% on average. Barren or sparsely vegetated land would have the slowest increasing rate that would increase by 0.76%. Moreover, the simulated results show that climate change would directly impact on land cover change in Eurasia.     

陕甘宁地区植被恢复对气候变化和人类活动的响应(英文)

The "Grain for Green Project" initiated by the governments since 1999 were the dominant contributors to the vegetation restoration in the agro-pastoral transitional zone of northern China. Climate change and human activities are responsible for the improvement and degradation to a certain degree. In order to monitor the vegetation variations and clarify the causes of rehabilitation in the Shaanxi-Gansu-Ningxia Region, this paper, based on the MODIS-NDVI and climate data during the period of 2000-2009, analyzes the main charac-teristics, spatial-temporal distribution and reasons of vegetation restoration, using methods of linear regression, the Hurst Exponent, standard deviation and other methods. Results are shown as follows. (1) From 2000 to 2009, the NDVI of the study area was improved progres-sively, with a linear tendency being 0.032/10a, faster than the growth of the Three-North Shelter Forest Program (0.007/10a) from 1982 to 2006. (2) The vegetation restoration is characterized by two fast-growing periods, with an "S-shaped" increasing curve. (3) The largest proportion of the contribution to vegetation restoration was observed in the slightly improved area, followed by the moderate and the significantly improved area; the degraded area is distributed sporadically over southern part of Ningxia Hui Autonomous Region as well as eastern Dingbian of Shaanxi province, Huanxian and Zhengyuan of Gansu province. (4) Climate change and human activities are two driving forces in vegetation restoration; more-over anthropogenic factors such as "Grain for Green Project" were the main causes leading to an increasing trend of NDVI on local scale. However, its influencing mechanism remains to be further investigated. (5) The Hurst Exponent of NDVI time series shows that the vegetation restoration was sustainable. It is expected that improvement in vegetation cover will expand to the most parts of the region.     

京津风沙源治理工程区土地利用/覆盖变化及生态系统服务价值响应

监测土地利用/覆盖及生态系统服务价值变化是评估生态工程效益最直接有效的方式。以京津风沙源治理工程区为研究区,基于土地利用/覆盖变化面积和植被覆盖度等指标,从土地利用/覆盖类型转换和土地覆盖渐变两个角度揭示区域土地利用/覆盖变化过程;并运用改进的当量因子法,评估同期生态系统服务价值的变化。结果表明：区域草地面积超过总面积的一半,总体上呈现草地和耕地集中分布,林地、沙丘零散镶嵌的格局。1990—2018年,区域沙地、草地面积减少,耕地、林地面积增加;同时,沙地上表现出植被覆盖增加的渐变特征,增速为每10年约增长4.22%。同期区域生态系统服务价值呈现出先减少后增加的趋势,生态工程实施后,2010—2018年生态系统服务价值增加明显。1990—2018年,生态系统服务价值总体上增加了3 655.21亿元,其中,由土地利用/覆盖类型变化导致的价值增加量为120.53亿元,而由土地覆盖渐变导致的增加量为5 355.04亿元。土地覆盖渐变对生态系统服务价值的影响不容忽视,我们建议在生态建设过程中,不仅要重视退耕还林、未利用地造林种草等土地利用/覆盖方式的改变,更要关注草地和林地的修复和恢复,注重生态工程成果的维持和质量的提升。     

黄土高原植被覆盖度变化的地形分异及土地利用/覆被变化的影响

基于16 d合成MODIS NDVI数据提取的时间序列植被覆盖度数据,采用一元线性回归趋势分析,对黄土高原2000-2008年植被覆盖度的时空变化及其地形分异、土地利用/覆被变化的影响进行了定量分析。结果表明：（1）研究时段黄土高原植被覆盖度整体呈快速上升趋势,局部下降;（2）黄土高原植被覆盖度变化存在明显的地形分异,陡坡等植被恢复、重建和保育的主要区域植被覆盖度增速显著;（3）土地利用/覆被变化对植被覆盖度的增加影响突出,土地利用/覆被类型变更区植被覆盖度增速显著高于未变化区域,退耕还林还草区增速尤其突出;（4）土地利用/覆被类型未变化区域植被覆盖度总体上也呈增加趋势,但因植被覆盖度水平相对较高,增速明显低于土地利用/覆被类型变化区。上述结果表明,黄土高原植被保育、植被恢复和重建在植被覆盖度提升方面取得了明显成效。     

1992-2015年中国沙漠面积变化的遥感监测与气候影响分析

目前,关于中国全域年际分辨率长时间序列沙漠面积变化及影响机制的研究较少。利用1995-2015年全国土地利用数据对1992-2015年地表覆被数据中的裸地进行校正,并采用2000年和2002年腾格里沙漠遥感影像解译结果对校正后的沙漠面积的精度进行验证,同时分析不同大气环流区沙漠面积变化的气候变化影响机制。结果表明：1992-2015年中国沙漠面积减少了86 704 km²,东部季风区沙漠面积减少最明显,其次是青藏高寒区,西北干旱区减少最小,减少面积分别是46 109、23 470、17 125 km²。其中,东部季风区沙漠面积减少占比最为明显,达到18.13%。土壤湿度是影响西北干旱区和青藏高寒区沙漠面积年际变化的关键因素,降水、相对湿度和土壤湿度对东部季风区沙漠面积变化有直接影响,林业生态建设工程、退耕还林还草等措施也有一定关系。近20年来中国北方风力减小和人类保护可能是东部季风区沙漠面积减少的主要因素。     

应对气候变化的城市规划实施效应评估研究

伴随气候变化与快速城市化,超大城市与城市群高温、暴雨、雾霾极端灾害事件频繁,生态环境问题愈加突出。应对气候变化的城市规划是缓解与适应极端事件的重要手段,它通过优化土地利用、空间结构、道路交通和生态绿化,减缓气候变化与极端事件影响。论文总结了城市规划实施对气候与环境的影响机制,及其实施效应的评估方法,由此将应对气候变化的城市规划问题归结为极端事件指标、经济可行性、区域适用性等多被控变量、多目标、多约束最优化问题的求解。为此亟需基于气候环境与社会经济的协同作用,开展超大城市和城市群的气候变化影响和适应研究,改进应对气候变化城市规划实施效应的评估手段,构建包含城市规划实施效应的区域气候模式系统和多尺度综合评估体系,以实现气候环境最优及社会经济代价最小的绿色智慧韧性发展策略。     

植被NDVI对城市扩展及气候变化的响应——以西安及其附近区域为例

植被 NDVI 对城市扩展及气候变化响应研究,对于科学评估区域生态环境变化及调整与约束人类活动具有重要理论和现实意义。以西安及其附近区域为例,基于区域土地利用、MODIS NDVI、气温和降水数据,分析了植被 NDVI 对城市扩展及气候变化的响应,结果表明：（1）2000-2014 年研究区植被 NDVI 变化过程划分为2000-2007 年的显著增加阶段和2007-2014 年的显著减少阶段,前者主要分布于区域北部黄土高原、南部秦岭北坡,后者主要分布于区域中部关中平原尤其是西安及其附近区域。（2）2000-2015 年研究区建设用地增加1 428.27 km² ,建设用地增加区域植被 NDVI 呈显著减少趋势。（3）研究区植被 NDVI 与年降水量的相关性高于年平均气温,同时西安及其以南区域植被 NDVI 与年平均气温、年降水量均呈负相关关系,反映出城市扩展等人类活动对植被 NDVI 变化的影响超过了气候变化的影响。研究结果表明植被 NDVI 总体受气候变化控制,但局部受人类活动影响更为严重,并且植被 NDVI 对气候变化的响应表现出波动性,而对城市扩展表现出线性减少趋势性,为通过植被 NDVI 变化区分自然因素与人为因素对环境影响提供了可能。     

气候变化与土地利用/覆被变化对中国北方农牧交错带水资源影响研究进展

中国北方农牧交错带对全球变化响应敏感,研究气候变化及土地利用/覆被变化（LUCC）背景下北方农牧交错带水资源问题,对变化环境下生态脆弱区的水资源利用与管理具有重要意义。通过对北方农牧交错带气候与LUCC演变特征及其对水资源影响等方面的综合研究,总结得出：（1） 近几十年,该地区气候呈暖干化趋势,气温升高速率与降水减少速率均高于全球平均水平。（2） LUCC以农牧相互转化为主,土地利用结构未发生明显变化。（3） 该地区流域径流、地下水位与气温负相关,与降水量正相关,且降水作用更明显;近几十年来,LUCC成为影响该地区生态水文过程的主导因素,对水资源影响的贡献率越来越大。同时,针对目前研究中存在的问题及薄弱环节,提出未来研究的发展趋势和亟需重点加强的研究方向。     

Response of vegetation restoration to climate change and human activities in Shaanxi-Gansu- Ningxia Region

The “Grain for Green Project” initiated by the governments since 1999 were the dominant contributors to the vegetation restoration in the agro-pastoral transitional zone of northern China. Climate change and human activities are responsible for the improvement and degradation to a certain degree. In order to monitor the vegetation variations and clarify the causes of rehabilitation in the Shaanxi-Gansu-Ningxia Region, this paper, based on the MODIS-NDVI and climate data during the period of 2000-2009, analyzes the main characteristics, spatial-temporal distribution and reasons of vegetation restoration, using methods of linear regression, the Hurst Exponent, standard deviation and other methods. Results are shown as follows. (1) From 2000 to 2009, the NDVI of the study area was improved progressively, with a linear tendency being 0.032/10a, faster than the growth of the Three-North Shelter Forest Program (0.007/10a) from 1982 to 2006. (2) The vegetation restoration is characterized by two fast-growing periods, with an “S-shaped” increasing curve. (3) The largest proportion of the contribution to vegetation restoration was observed in the slightly improved area, followed by the moderate and the significantly improved area; the degraded area is distributed sporadically over southern part of Ningxia Hui Autonomous Region as well as eastern Dingbian of Shaanxi province, Huanxian and Zhengyuan of Gansu province. (4) Climate change and human activities are two driving forces in vegetation restoration; moreover anthropogenic factors such as “Grain for Green Project” were the main causes leading to an increasing trend of NDVI on local scale. However, its influencing mechanism remains to be further investigated. (5) The Hurst Exponent of NDVI time series shows that the vegetation restoration was sustainable. It is expected that improvement in vegetation cover will expand to the most parts of the region.