黑河下游额济纳旗生态环境对调水的响应

利用额济纳旗水文监测资料、额济纳旗气象局1961—2007年地面气象观测资料、额济纳旗水务局2000—2009年地下水位和下泄水量和额济纳旗2002—2009年生态监测资料,结合实地调查,分析了黑河调水动态变化对下游地下水埋深、绿洲植被变化及东居延海水域面积的影响。结果表明:黑河调水后,下游下泄水量逐年增加,额济纳绿洲地下水位埋深逐年回升,东、西居延海恢复一定的水域面积,并且东居延海连续5年不干涸,绿洲面积有所增加,生态环境恶化及时得到遏制,缓解了下游水资源紧缺的状况,使得下游地区生态环境得到了初步改善,总体调水效果明显。     

2000—2018年东居延海及额济纳绿洲生态环境遥感监测

文章利用2000、2006、2009、2013、2017年和2018年的6景Landsat数据,通过目视解译法提取东居延海的水体面积。用2000—2018年每年8月的日MODIS数据计算归一化植被指数后合成月最大值产品监测额济纳绿洲的植被情况。结果表明:2000年以来,东居延海水域面积从2000年的0km2逐渐增加到2018年的68.88km2;西居延海自从干涸后直到2017年一直处于无水状态,而在2018年首次出现水体,水域面积约3.5km2。2000年以来,额济纳绿洲的低覆盖度植被区面积呈现逐年减少趋势;中覆盖度植被区和高覆盖度植被区的面积呈现逐年增加的趋势。经过连续19a的调水,从2002开始额济纳绿洲生态得到了有效恢复。从研究结果可了解黑河干流分水对额济纳绿洲及东居延海的影响情况,为制定下一步的黑河分水计划提供科学依据。     

黑河流域植被覆盖度计算及其影响的中尺度模拟

运用基于遥感的中国西北土地覆盖动态监测系统(NOAA AVHRR Processing Chain,NOAA-Chain)预处理系统对改进的甚高分辨率扫描辐射仪(AVHRR)影像资料进行处理得到的归一化植被指数(NDVI),基于像元二分原理得到2002年黑河流域植被覆盖度分布,将其与Gutman 1998年所作全球植被覆盖度数据在黑河流域范围进行了对比分析,发现2002年黑河流域中上游植被整体呈退化趋势,主要绿洲区植被覆盖度增大。分别将这两套植被覆盖度数据引入中尺度大气模式MM5中进行黑河流域中上游气候模拟。通过与气温观测值的比较,发现用黑河流域植被覆盖度数据模拟的气温偏差小于用全球植被覆盖度的模拟结果;植被分布与潜热通量分布的空间相关性最好;植被覆盖度变化对局地温度场变化影响很大。     

额济纳生态环境退化及成因分析

黑河下游的额济纳旗近20年来水文和生态环境严重退化,约有3/4的水井干涸,部分地区地下水位下降了2～3m,水质恶化,生物多样性减少,有的物种已经灭绝。仅从1987年到1991年间,沙漠化面积(植被覆盖率<10%)就增加了约5.6%,年递增1.63×102km2,绿洲严重退化,沙尘暴天气频繁。生态环境退化的原因是由于黑河水资源的不合理利用、人口的快速增长使土地超载及过度放牧。最后针对这些问题提出了一些相应的措施。     

黑河流域生态环境气象卫星遥感监测研究

根据甘肃降水资料和农业气象资料得出1989年和1998年为相似年景，利用1989年和1998年NOAA气象卫星AVHRR晴空资料，判识出黑河流域植被，积雪和水体，并根据相应的计算方法得出植被指数，积雪面积和水体面积，对10年来黑河上游地区的植被和积雪，中游地区绿洲植被和下游地区植被和湖泊变化进行分析。结果表明，10年来黑河上游和下游地区植被在退化，中游地区绿洲面积增加，植被指数增高；1989年与1998年黑河上游山区积雪面积变化特征一致，但1998积雪融化明显快于1989年；下游湖泊面积1998年较1989年严重退缩。     

黑河调水对东居延海恢复效果的遥感监测分析

利用轨道为134/31的1990年、2000年、2002年、2005年和2006年9月5景陆地卫星资料，监测黑河应急调水工程前后几年的东居延海水域面积的变化和其周边地区的植被长势情况。通过遥感监测分析得知，黑河应急调水后东居延海的湖泊面积扩大较快，蓄水量的增加也十分明显，但其周边地区植被的恢复却十分缓慢。黑河下游的生态环境十分脆弱，一旦破坏很难恢复。因此，应将黑河流域作为一个完整的生态系统来考虑，把工农业的发展与生态环境的效应和由此产生的生产力后效联系起来，统筹中、下游水资源开发利用。     

那曲地区植被NDVI时空变化及成因分析

利用GIS和遥感技术方法分析了2000—2014年那曲地区植被归一化指数(NDVI)的时空分布特征和变化趋势,探讨了NDVI与几种气象因子的关系。结果表明:空间上,研究区植被NDVI在空间上呈自西向东、自南向北逐步增大,高海拔地区小于低海拔地区的分布特点;时间上,近15a的NDVI总体上呈不显著性下降趋势,NDVI变化可以分为3个阶段,分别为2000—2005年较好,2006—2008年略差,2009—2014年好转。植被面积变化趋势表现为西北部植被处于稳定状态的面积居多,变化较明显的区域集中在中部和东南部地区的人口密集区,改善和退化区域呈现交错出现的特点。那曲地区植被变化的主要影响因素为降水量和热量因素引起的,人类活动在较短时间尺度上对植被也有较大影响。     

青藏高原植被指数最新变化特征及其与气候因子的关系

利用GIMMS/NDVI(全球库存模拟和影像研究/归一化植被指数,Global Inventory Modeling and Mapping Studies,Normalized Difference Vegetation Index)和MODIS/NDVI遥感数据以及青藏高原6个气象代表站的站点数据,结合多种统计和计算方法,分析了青藏高原植被NDVI变化规律及其影响因子。结果表明:1982~2013年青藏高原多年平均植被NDVI的空间分布存在明显的区域差异,总体上呈从东南向西北递减的趋势,而且发现不同地区植被的时间变化规律也不尽相同。根据高原长势最好的6~9月植被NDVI进行经验正交分解,将青藏高原植被分为5个区,并进一步分析了不同分区内植被的变化规律,得出:青藏高原植被NDVI下降最明显的区域在二区的噶尔班公宽谷湖盆地地区和北羌塘高原地区,植被NDVI上升最明显的区域在四区的祁连山东部地区。为了探讨青藏高原不同分区内影响植被NDVI下降的因子,从青藏高原二区、四区、五区各选取NDVI处于下降趋势的两个代表站点。研究分析了各个站点植被NDVI与降水量、平均气温、平均最低气温、平均最高气温、日照百分率5个气象因子的关系,得出:在高原二区日照强度是其它分区的两倍左右,而降水量相对较少导致植被NDVI降低。高原四区由于降水量小、温度高、日照强,导致植被NDVI处于下降趋势;在青藏高原五区虽然降水充足,但日照较弱,限制了植被的正常成长导致NDVI处于下降趋势中;其结果为高原植被退化机制研究及高原植被对大气反馈等奠定了基础。     

2000-2013年新疆植被覆盖变化多尺度遥感分析

基于中等分辨率成像光谱仪(MODIS)8 d 500 m分辨率地表反射率数据生成归一化植被指数(NDVI)时间序列,利用线性回归、转折点检测和Mann-Kendall趋势分析方法,分析2000—2013年新疆地区植被覆盖时空变化格局,并结合Landsat数据分析典型区域植被变化。研究结果表明：近14 a来,新疆地区植被覆盖整体呈波动型上升的趋势,植被改善区面积占全区的34.02%,恶劣区的占3.20%,其中2000—2003年植被明显增长、2003—2009年的波动下降及2009—2013年的逐渐回升,植被增长显著的区域主要分布在准噶尔盆地南部和塔里木盆地北部绿洲;大多数植被类型NDVI呈增长趋势,其中增长率最高的是作物、开放灌丛和混交林,6种主要植被类型常绿针叶林、混交林、开放灌丛、多树草原、草原、作物呈现出相似的NDVI变化趋势;在植被覆盖变化显著的4个典型区,NDVI变化受土地覆盖类型变化的影响,荒漠、草地被开垦成农田导致NDVI增加,城市建成区扩张导致NDVI降低。     

对民勤绿洲生态退化问题的探讨

针对位于河西走廊东北部、石羊河流域最下游的民勤绿洲近40a生态环境逐渐退化的现象,从土地荒漠化、植被死亡等方面分析了民勤绿洲退化的特点;从气候变化和人类活动等方面分析了民勤绿洲退化的原因;最后针对保护石羊河流域生态环境提出几点建议。     

1977－2020年额济纳胡杨林植被变化特征及其影响因子分析

基于1977－2020年Landsat影像，采用监督分类和归一化植被指数（NDVI），并结合气象、水文数据，对近44年额济纳绿洲胡杨林面积时空动态、植被状况，以及对其有影响的主要环境因素进行综合分析。结果表明：（1）2020年研究区胡杨林面积为2.99万 hm2，较1977年，胡杨林面积增长了1.62倍，东河西岸三角洲恢复面积较大。研究期内，胡杨林经历了衰落期和恢复期，最小面积为1990年的1.03万 hm2。（2）2001年实施生态调水后，研究区NDVI值增速达0.027/10 a (p<0.01)，是研究时段NDVI值增速的2倍，调水前NDVI值增速的45倍。（3）虽然月NDVI值与月均温相关系数为0.463 (p<0.01),但年NDVI值与气候因素相关性并不明显，而与正义峡径流量显著正相关（相关系数为0.437，p<0.05），并且实施黑河调水与胡杨林景观生态功能改善的时间段同步。生态调水后，研究区NDVI值升高了0.011，裸地面积减少0.17万 hm2。     

黑河实验区1987—1988年度宏观水平衡的初步研究

本文首先主要按水分条件对实验区内的土地进行了分类,然后又对1987—1988年度实验区的绿洲部分进行宏观的水平衡分析。分析表明,在张掖、临泽及高台绿洲带内年总散发量为585.3mm,接近于北京地区年降水量为625mm的生态环境。在该绿洲带内灌耕地的净耗水量平均为358.3m~3/亩,可作为绿洲地区合理用水的参考标准。     

卫星遥感确定沙特阿拉伯吉达地区非均匀地表区域地表参数和能量通量

对临海沙漠地区非均匀地表区域地表能量通量和蒸发(蒸散)的研究,是一个十分重要但又是一个难点问题。本文提出了1个基于卫星遥感和地面观测的参数化方案,并把其应用于沙特阿拉伯吉达地区,利用1个景的陆地资源卫星Landsat-7E^TM^ 资料进行了分析研究,得到了一些有关临海沙漠地区非均匀地表区域地表特征参数、植被参数和地表能量通量的新概念。最后讨论了所提出的参数化方案的适用范围和需改进之处。     

基于EVI的中国最近10 a植被覆盖变化特征分析

通过对2000—2009年增强型植被指数(EVI)数据的分析发现:在过去的10 a里,中国的植被覆盖度明显增加,植被活动在增强。植被覆盖的年变化和季节变化特征如下:(1)10 a来植被覆盖地区的面积呈增加趋势,植被稀少地区的面积呈减少趋势;(2)无论是植被覆盖区还是全国平均,单位面积EVI年平均值都呈增加趋势;(3)在生长季节(夏季、春季)植被活动增加更明显,EVI增加速率按季节排列如下:夏季春季秋季冬季。植被覆盖的空间变化特征显示,尽管总体上中国植被覆盖呈增加趋势,但存在空间异质性。结合同期的温度、降水和森林资源清查数据,从两个方面初步解释了植被覆盖度增加的原因,即:温度的上升和春季降水量的增加;近年来中国开展的大型林业生态建设工程。     

退耕前后吴起地区土地利用变化对温度的影响

利用TM遥感影像解译土地利用状况、植被覆盖度,研究退耕还林前后的土地利用、植被覆盖度的变化,揭示陕西省吴起县退耕还林生态建设工程所取得的实效;利用吴起与周边6个气象站37年的气温和地温资料,分析吴起土地覆盖变化后对温度的影响。结果表明,随着退耕还林工程的实施,吴起县域版图在遥感影像逐渐显现、越来越清晰,植被覆盖增加极为显著,高覆盖植被面积在逐年增加,低覆盖植被面积在逐年减少,植被恢复情况明显好于周围区域。与1 997年相比,到2007年吴起县有75.15%耕地不再耕种,退出的耕地主要变为草地、林地和果园;林草覆盖率增加显著,由1997年的37.06%提高到2007年的80.60%。植被覆盖变化后,对地温和气温均产生了影响,变暖趋势得到下降,对夏季的影响大于冬季,夜间的影响大于白天。     

Parameterization of snow-free land surface albedo as a function of vegetation phenology based on MODIS data and applied in climate modelling

The aim of this study was to develop an advanced parameterization of the snow-free land surface albedo for climate modelling describing the temporal variation of surface albedo as a function of vegetation phenology on a monthly time scale. To estimate the effect of vegetation phenology on snow-free land surface albedo, remotely sensed data products from the Moderate-Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) on board the NASA Terra platform measured during 2001 to 2004 are used. The snow-free surface albedo variability is determined by the optical contrast between the vegetation canopy and the underlying soil surface. The MODIS products of the white-sky albedo for total shortwave broad bands and the fraction of absorbed photosynthetically active radiation (FPAR) are analysed to separate the vegetation canopy albedo from the underlying soil albedo. Global maps of pure soil albedo and pure vegetation albedo are derived on a 0.5° regular latitude/longitude grid, re-sampling the high-resolution information from remote sensing-measured pixel level to the model grid scale and filling up gaps from the satellite data. These global maps show that in the northern and mid-latitudes soils are mostly darker than vegetation, whereas in the lower latitudes, especially in semi-deserts, soil albedo is mostly higher than vegetation albedo. The separated soil and vegetation albedo can be applied to compute the annual surface albedo cycle from monthly varying leaf area index. This parameterization is especially designed for the land surface scheme of the regional climate model REMO and the global climate model ECHAM5, but can easily be integrated into the land surface schemes of other regional and global climate models.     

基于遥感和GIS的中国植被指数变化的驱动因子分析及模型研究

在样带和典型区研究的基础上,采用相关分析和偏相关分析方法,对影响植被指数变化的因子（水、热和地表植被覆盖类型）进行了分析。结果表明：中国植被指数的时空变化极其复杂,虽受水、热和地表植被覆盖类型三个主导因子的影响和控制,但因时和因地而异,三者对植被指数影响和控制的主导地位也因时因地而不同;基于空间上的概念模型Indv=F(x,y,z)只能定性地描述以上三个主导因子时空变化同植被指数的相互关系。     

1961—2010年额济纳绿洲日照时数变化特征分析

利用1961—2010年额济纳旗日照时数资料,使用趋势分析、滑动平均、累积距平、滑动t检验等方法,分析了额济纳旗日照时数变化的主要特征。结果表明:1971—1990年是额济纳旗日照时数丰富期,20世纪60、90年代日照时数明显偏少,近些年来减少幅度略有下降;1961—2010年额济纳旗年日照时数线性增长率为-9/10a,即每10a减少约9h,呈现不明显的减少趋势;作物生长期(4—10月)日照时数线性增长率为2.32h/10a,即每10a减少2h略多,减少趋势不明显;可大致判断额济纳旗日照在1976年前后出现了突变现象。