Grassland degradation in the ＂Three-River Headwaters＂ region,Qinghai Province

Supported by MSS images in the mid and late 1970s,TM images in the early 1990s and TM/ETM images in 2004,grassland degradation in the＂Three-River Headwaters＂region （TRH region）was interpreted through analysis on RS images in two time series,then the spatial and temporal characteristics of grassland degradation in the TRH region were analyzed since the 1970s.The results showed that grassland degradation in the TRH region was a continuous change process which had large affected area and long time scale,and rapidly strengthen phenomenon did not exist in the 1990s as a whole.Grassland degradation pattern in the TRH region took shape initially in the mid and late 1970s.Since the 1970s,this degradation process has taken place continuously,obviously characterizing different rules in different regions.In humid and semi-humid meadow region,grassland firstly fragmentized, then vegetation coverage decreased continuously,and finally＂black-soil-patch＂degraded grassland was formed.But in semi-arid and arid steppe region,the vegetation coverage decreased continuously,and finally desertification was formed.Because grassland degradation had obviously regional differences in the TRH region,it could be regionalized into 7 zones, and each zone had different characteristics in type,grade,scale and time process of grassland degradation.     

近30 年来青海三江源地区草地退化的时空特征

在20 世纪70 年代中后期MSS 图像、90 年代初期TM 图像和2004 年TM/ETM 图像支 持下, 通过三期遥感影像的直接对比分析, 获得了三江源地区草地退化空间数据集, 并在此 基础上分析了70 年代以来青海三江源地区草地退化的主要时空特征。结果表明: 三江源地区 草地退化是一个在空间格局上影响范围大, 在时间过程上持续时间长的连续变化过程。研究 发现, 三江源草地退化的格局在70 年代中后期已基本形成, 70 年代中后期至今, 草地的退 化过程一直在继续发生, 总体上不存在90 年代至今的草地退化急剧加强现象。草地退化的过 程在不同区域和地带有明显不同的表现, 如在湿润半湿润地带的草甸类草地上, 发生着草地 破碎化先导, 随后发生覆盖度持续降低, 最后形成黑土滩的退化过程; 在干旱、半干旱地带 的草原类草地上, 发生着覆盖度持续降低, 最后形成沙地和荒漠化草地的退化过程。三江源 地区草地退化具有明显的区域差异, 草地退化可以分为7 个区, 各区草地退化在类型、程度、 范围与时间过程方面具有明显不同的特点。     

30年来青海三江源生态系统格局和空间结构动态变化

在多期遥感图像支持下,通过对生态系统类型进行辨识,获得了三江源地区生态系统类型空间分布数据集,并在此基础上分析了20世纪70年代中后期以来青海三江源地区生态系统格局和空间结构的动态变化。结果表明:30年来三江源地区生态系统格局稳定少动,生态系统类型变化相对缓慢,农田、森林、草地、水体与湿地和荒漠生态系统的年变化速率均小于0.5%,是长江、黄河流域乃至全国各区域生态系统转类变幅最小的稳定少动区。20世纪70年代中后期以来三江源地区生态系统类型的转变主要发生在草地和水体与湿地生态系统上,草地生态系统的变化主要发生在中部和东部地区,水体与湿地生态系统的变化主要发生在广大西部和北部地区。     

近35年三北防护林体系建设工程的防风固沙效应

通过分析三北工程区生态系统防风固沙服务量变化,进而评价工程的防风固沙效应。结果表明：① 近35 a,三北工程区林地面积持续增加、草地面积持续减少,特别是半干旱风沙区和黄土高原区。植被覆盖度在前20 a持续增加,近15 a则呈现先下降而后略微增加趋势。②土壤风蚀模数持续减少,近15 a减幅远高于前20 a,沙地、草地、其它类型转林地或转草地区域的减幅尤为明显。生态系统防风固沙服务保有率呈上升态势,干旱荒漠区增幅显著。草地和沙地为工程区生态系统防风固沙服务总量贡献了71%,且转草地区域的贡献高于转林地区域。③ 考虑到植被好转同时受气候变化和人类活动的影响,以风场减弱为主的气候变化导致土壤风蚀力减弱与三北防护林等生态工程对生态系统防风固沙服务变化的贡献率分别介于85%~89%和11%~15%之间。     

在全数字方式下对宁夏草地覆盖的遥感宏观研究

以TM影象为信息源,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宁夏草地覆盖的TM影象数据库、图形数据库和属性数据库。通过分析得出全区现有草地面积2 481 345 hm²,占全区面积的47.92%,其中高覆盖度草地占3.93%,中覆盖度草地占43.45%,低覆盖度草地占52.62%。     

近30 a玛曲县土地利用/覆盖变化监测

 以1975年的MSS数据,1990年和2005年的TM数据,以及2000年的ETM数据为信息源,在GIS技术的支持下,对玛曲地区的土地利用/覆盖变化进行了监测。研究发现：从1975年到2005年的30 a间,该地区的生态环境呈现出严重的退化趋势,其中沼泽地和林地面积持续减少,沙地面积在1975年到2000年之间呈增加趋势,但从2000—2005年面积大幅度减少。草场退化现象严重,高覆盖度草地减少,裸土地面积增加,建筑用地面积大幅度增加。应用转移矩阵对不同地类之间的相互转换研究发现：高覆盖度草地主要转变为中、低覆盖度草地,沼泽地主要转变为高、中、低覆盖度类型的草地。玛曲环境退化受到自然环境和人类活动的双重影响,气温升高,降水量减少和过渡放牧是导致该地区生态环境退化的主要因素。     

近30年来三江源地区土地覆被与宏观生态变化特征

利用1970年代中后期MSS图像和1980年代末、2004年以及2008年三期TM图像并结合野外调查,获得三江源地区四期土地覆被空间数据集,提出了土地覆被转类指数和土地覆被状况指数,以表征该区域生态变化的趋势。通过计算土地覆被转类途径和幅度、土地覆被转类指数和土地覆被状况指数,分析青海三江源地区1970年代中后期以来土地覆被时空变化特征及其反映的宏观生态状况变化。结果表明:三江源地区近30年平均土地覆被状况指数为38.20,土地覆被状况为4级,其中黄河流域最好,其次为澜沧江流域,长江流域最差;三江源地区土地覆被转类,在1970s~1990s和1990s~2004年两个时段,均主要以高生态级别向低生态级别转移为主,2004~2008年时段,主要以低生态级别向高生态级别转移为主;由土地覆被状况指数变化率和土地覆被转类指数,可以反映出近30年来三江源地区土地覆被和宏观生态状况,总体上经历了变差(1970s~1990s时段土地覆被状况指数变化率Zc为-0.63,土地覆被转类指数LCCI为-0.58)—显著变差(1990s~2004时段Zc为-0.94,LCCI为-1.76)—略有好转(2004~2008时段Zc为0.06,LCCI为0.33)的变化过程。这一变化过程前、中期主要受到气候变化和草地载畜压力共同驱动的影响,后期则叠加了生态建设工程的驱动作用。     

近15 a来黄河源地区玛多县草地植被退化的遥感动态监测

 依据草地退化国家标准和黄河源区草地退化的实际情况,选取草地覆盖度、植株高度、地上生物量、牧草可食率、土壤有机质5个重要指标建立黄河源区玛多县草地植被退化监测和评价指标体系。利用遥感影像和GIS技术,结合实地调查和采样测定,对5个评价指标在遥感影像上进行反演,并进行图层的加权叠加,得出玛多县草地退化的时空特征。结果表明：玛多县草地在1994年已经出现了较为严重的退化现象,退化草地的空间分布格局已经基本形成,并且草地的退化过程一直在继续。2009年草地退化空间特征显示在气候变化较为敏感区域、河道两侧、鼠害严重以及靠近居民点等区域草地退化较为严重。通过对4期草地退化情况进行对比分析,发现1994-2001年间玛多草地植被退化情况最严重,重度退化面积高达1 355 943.30 hm2,占草地面积的86.53%。2001-2006年间和2006-2009年间重度退化、较大退化和中度退化草地的面积都下降较大,同时退化的速度已经有了较大缓和,黄河源头地区草地生态系统得到初步恢复     

三江源自然保护区土地覆被变化特征分析

基于中国土地利用/覆被遥感分类系统,利用1970年代中后期、1980年代末、2004年和2008年4期遥感图像分析三江源自然保护区近30a来土地覆被类型面积变化、转类途径与幅度及各保护区各圈层转类指数变化特征,结果表明:近30a来,草地总面积经历了一个增加-减少-增加的过程。自然保护区1970年代中后期至1980年代末和1980年代末至2004年土地覆被类型变化主要是草地覆盖度下降,土地覆被总体上具有转差趋势。近4a来草地退化趋势得到遏制,大部分的保护区和内部各圈层土地覆被都有转好趋势,可能与《规划》实施有关。     

1990—2010年黄河宁蒙段所处流域土地利用变化

以Landsat TM和ETM+遥感影像为基础数据源,应用地理信息系统技术,对黄河宁蒙段所处流域1990-2010年土地利用变化进行了监测,并结合气候变化、人类活动和政策因素探讨了土地利用变化的驱动力,初步分析了土地利用/覆被变化对流域水-沙关系的影响。结果表明：（1）20年来研究区建设用地面积增加了1 310.04 km²,耕地面积增加了611.15 km²,水域和草地面积分别减少了1 499.51 km²和474.93 km²;（2）20年来黄河宁蒙段所处流域土地利用变化速度经历了缓慢变化-显著变化-急剧变化的过程。各土地利用类型在后10 年（2000-2010年）的变化速度均比前10年（1990-2000年）大;（3）研究时段内草地和未利用地转化为林地,草地和耕地被开发为建设用地,未利用地和草地被开垦为耕地;（4）人类活动和政策因素是影响20年来土地利用变化的主要驱动因子,但人口数量的增加、经济的发展及环境政策的调整对研究区土地利用变化的影响更为显著;（5）1990-2010年流域耕地和林地面积分别增加了611.15 km²和543.19 km²,植被覆盖度由1990年的34.7%增加到2010年的40.8%。林地和耕地面积的增加均使得流域总蒸发量增加,灌溉用水增加,从而径流量减少,植被覆盖度的增加使得流域径流量和输沙量均降低。     

美国中西部沙山地区环境变化的遥感研究

文章选择了典型半干旱地区———美国中西部的沙山为研究区,利用陆地卫星TM、MSS图像数据,采用线性光谱混合模型(LSMM)、穗帽变换、指数提取等方法,提取反映环境变化的沙地、湿地、水域、草地等信息,并研究典型半干旱地区———Nebraska近20年来的环境变化及其与气候变化的关系。     

拉萨地区土地利用变化

根据1990年、1995年和2000年3期西藏拉萨地区土地利用现状调查数据,利用GIS空间分析方法,系统地分析了1990年至2000年间拉萨地区的土地利用时空变化特征。得出: ① 10年来拉萨地区的土地利用类型转变主要发生在人类活动比较集中的城镇附近和河谷地区,很多地段的天然植被由人工植被所取代,植被覆盖度和生物产量明显提高,有效地改善了这些区域的土地覆盖状况,这些变化是这一期间实施的农业综合开发中旨在改变区域生态环境的人工植树造林和改良草场等人为有目的地改变土地利用类型的直接结果;② 10年内面积增幅最大的是林地,增加了2.56%;③ 土地利用类型变化最广泛的是牧草地,由牧草地变成耕地、园地、林地、居民点及水域的,其中牧草地变成林地的面积最大,占变化面积的94.09%;④ 耕地变成林地的面积占耕地移出总量的54.86%,变成居民点的占移出面积的38.25%;⑤ 水域变成林地的面积占变化面积的93.13%。     

科尔沁沙质草地植物群落的放牧退化及其自然恢复过程

 为了了解不同放牧强度对我国北方沙质草地的影响及其封禁停牧后草地植被的自然恢复过程,我们于1992—2006年在科尔沁沙地开展了草地放牧和封育试验,分析研究了人类放牧活动对草地植被的影响,比较了不同程度退化草地恢复速度及其所受气候变化影响。研究结果表明:①在科尔沁沙地,随着放牧强度的增加,草地植被受放牧影响的程度会加重,但只有持续重牧才会导致植被的严重退化,而且持续重牧对植被盖度、高度和草地生产力的危害程度要大于对物种丰富度和多样性的危害程度;中度放牧可以导致植被盖度、高度、生物量的轻度下降,但对物种丰富度、多样性没有不良影响;对于退化草地而言,持续轻牧可促进植被的有效恢复;②封禁停牧以后,草地原受干扰程度不同,其恢复的相对速度也不同,表现为原草地退化越严重,其恢复速度相对越快,而且是植被高度、盖度、生物量的恢复速度要大于物种丰富度、多样性和频度的恢复速度;③草地植被的恢复演替明显受到气候变化的影响,暖湿气候有利于植被的恢复,暖干气候对于植被的恢复不利。     

北京山区植被覆盖动态变化遥感监测研究

植被覆盖变化遥感监测是区域生态监测的一个重要部分,可为区域生态建设和可持续发展提供科学依据.利用北京市1979年7月14日和2005年7月25日的Landsat MSS和TM影像,采用基于归一化植被指数(ND-VI)的像元二分模型,计算了这2个时期的植被覆盖度,并对北京山区1979-2005年间植被覆盖的变化情况进行了遥感监测和定量分析.结果表明,北京山区的植被覆盖度由1979年的70.05%下降为2005年的66.14%;植被退化的总面积为3672.90km2;植被覆盖度在80%～100%的退化面积最大,为617.45km2.     

辽宁省近44年夏季降水变化及区域特征分析

利用辽宁省39个气象观测站1961-2004年夏季(6~8月)的降水资料,通过趋势系数、REOF、滑动均方差等方法,对辽宁省近44年夏季降水的时空变化特征进行了分析。结果表明,辽宁夏季降水长期变化呈微弱的减少趋势,以14 mm/10 a的速率减少。20世纪60年代到70年代中期降水以偏多为主,70年代中期到80年代初降水偏少,80年代中期降水偏多,80年代末到90年代初降水偏少,90年代中期降水偏多,90年代后期至今降水一直持续偏少。辽宁夏季降水分为中北部地区及盘锦、抚顺、营口地区、辽河以西部地区、东南部地区3个不同的区域,3个区夏季降水的长期变化趋势都为减少趋势,其中东南部地区降水减少趋势明显大于其他两个区。     

过牧及封育对红砂荒漠植被演替的影响

红砂灌丛植被是我国西北荒漠地区的主要放牧地,并在生态保护中具重要作用。本试验以内蒙古阿拉善盟不同过牧强度下的退化(轻度、中度和重度)红砂(Reaumuria soongorica)+无芒隐子草(Cleistogenes songorica)荒漠草地为对象。首次研究报道了不同过牧梯度和围栏封育对红砂植被演替的影响。经过6a过牧(平均1.8只羊·hm^-2),植被总盖度已由12%降至8%,平均每年盖度绝对值下降0.7%。随草地过牧加重红砂灌丛在逐渐消亡,在中度和重度退化样地的盖度已分别较轻度样地(7.5%)下降了74%和84% (P<0.05);质量差或产量低的草本在增加;无芒隐子草和匍根骆驼蓬(Peganum nigellastrum)的增加可分别作为该类草地中度和重度过牧演替的指示种。短期封育效果十分显著,封育一年的各样地平均较放牧样地比,植被盖度绝对值提高了1.7%,产草量增加2188%,红砂种子产量是放牧样地的371倍。然而,优势种红砂的产草量和盖度在封育期的相对恢复速率皆随样地退化加重而显著降低(P<0.05),重度退化区盖度封育当年的恢复速率为0。所以,封育是保护和恢复我国红砂荒漠植被的有效措施,但封育宜尽早开始,否则,红砂将恢复缓慢或难以复存。     

塔里木河干流区土地利用/覆被变化及其生态环境效应

在GIS和遥感技术支持下,利用1973年MSS遥感影像、1983年航空遥感土地利用图、1990年TM、2000年TM和2005年CBERS遥感影像对新疆塔里木河干流区土地利用/覆被变化过程和生态环境效应进行了分析。结果表明,1973~2005年塔里木河干流区土地利用/覆被发生了显著变化,耕地、未利用地和城乡居民及建设用地面积分别增加了25.72×104hm2、17.33×104hm2和0.51×104hm2,林地、草地和湿地面积分别减少了29.10×104hm2、8.63×104hm2和5.84×104hm2。在1973~1983年、1983~1990年、1990~2000年、2000~2005年4个时段中土地利用变化呈"显著变化—缓慢变化—显著变化—急剧变化"的过程。土地利用类型转移的主要方向是林地和草地转化为耕地、耕地转化为城乡居民及建设用地、草地转化为未利用地。土地利用/覆被的变化引起了干流区水环境恶化、土壤质量改变、天然植被严重退化、土地荒漠化和盐渍化加剧、湿地面积减少和生物多样性丧失等一系列生态环境问题。     

新疆于田景观特征变化的遥感分析

以4期Landsat遥感影像为基础,结合两期土地利用图及历年实地考察资料,分析了1977—2002年间新疆于田的景观变化特征。研究发现,于田平原与荒漠区环境退化严重,荒漠增加而交错带减少,高生态级别的高覆盖度草地锐减;绿洲在稳定增长,以绿洲为中心的核心区生态环境质量却明显退化,但天然绿洲整体变化不明显,波动小且变化恢复较快;生态的主要退化期为20世纪70—80年代,此后趋于好转,1999年以后好转明显;人工绿洲的开发只是明显影响了绿洲近缘景观,对远缘影响较弱。     

基于植被盖度和高度的不同退化程度高寒草地地上生物量估算

由于气候变化和不合理的人类活动，20世纪80年代以来青藏高原高寒草地发生严重退化。地上生物量是评价草地退化的直观指标。通常采用植被盖度和高度来估算草地地上生物量，但草地退化后，植被盖度和高度与地上生物量之间的关系是否会发生变化目前还不清楚，这影响着退化草地生物量估算的精度。通过多元回归分析研究了青藏高原中部和东北部高寒草甸、高寒草原在不同退化程度下植被盖度和高度与地上生物量的关系。结果表明：（1）高寒草甸与高寒草原地上生物量整体上及不同退化阶段都没有显著差异（P>0.05）。（2）随着退化程度的加剧植被盖度和高度对地上生物量的影响也发生改变，体现在未退化阶段地上生物量主要受植被高度影响，退化后主要受植被盖度影响。（3）无论是高寒草甸还是高寒草原分退化程度的回归模型估算结果都较不分退化程度模型估算的生物量更接近实测值。我们建议在退化高寒草地研究中采用盖度和高度估算生物量时，根据退化阶段采用不同的估算模型。     

半干旱荒漠草原带沙化草地封禁治理效果研究

如何依靠大自然的力量充分发挥生态系统的自我修复能力加速水土流失的治理,是进入21世纪我国社会经济的发展对水土保持生态建设提出的新要求。围封禁牧是半干旱荒漠草原带生态修复的有效措施。宁夏盐池县花马池镇四墩子的治理模式为半干旱荒漠草原封禁治理提供了重要的经验。封禁当年的植被盖度达50%以上,禾本科牧草多度增加,地上生物量上升;而劣质毒害草多度减少,地上生物量下降。采用柠条林带作为生物围栏是沙化草地封禁治理的重要措施,既增加了草地的植被盖度,加强了防风固沙效益,又增加了草地的产草量。暖棚养殖能有效提高养羊效益,也是确保封禁治理成功的重要措施。