基于土地利用的爱辉区生态价值动态评估

利用2000、2007、2013年Landsat遥感影像数据进行了土地利用分类,基于土地利用分类结果,采用中国陆地生态系统服务价值测量方法核算了黑河市爱辉区生态系统服务价值.结果表明:2000年到2013年,黑河市爱辉区生态系统服务价值从571.03亿元上升至584.71亿元,总体价值呈上升趋势.其中,农田价值从11.12亿元下降至8.32亿元;林地价值从526.02亿元上升至541.24亿元;草地价值从29.67亿元下降至29.19亿元;水体价值从4.22亿元上升至5.95亿元.林地的生态系统服务价值在该区域起主导作用.     

近15年中国西南地区植被覆盖度动态变化

基于MODIS-NDVI数据,利用像元二分模型估算获得中国西南地区2000—2014年间的250 m分辨率月度植被覆盖度(fractional vegetation cover,FVC),结合气象数据,采用趋势分析、相关分析和残差分析方法,对西南地区近15 a间FVC时空变化及与气候、人类活动的关系进行了综合分析。结果表明:(1)2000—2014年间西南地区森林生态系统的年最大FVC显著增加,增加速率为0.096 2 a~(-1)(p0.05),农田年最大FVC增幅最小(0.031 1 a~(-1),p=0.582);(2)FVC变化存在明显的空间差异,滇北、黔渝地区的森林和灌丛、三江源地区的草地以及广西南部的农田FVC显著增加,但汶川、横断山、川西北等地FVC显著下降;(3)西南地区年最大FVC与秋季降水和夏季均温的相关性最好,相关系数分别为0.320和0.281;(4)2000—2014年间西南地区FVC残差的增加速率为0.023 2 a~(-1),说明人类活动对西南地区植被生长整体上起促进作用。     

近25年来中国典型温带草原系统土地覆被变化及NPP响应——以皇甫川流域为例

以皇甫川流域为研究区域,定量分析皇甫川流域土地利用变化,采用光能利用率模型,研究1987年、1995年、2000年、2007年和2011年7月份皇甫川流域植被净第一性生产力(net primary productivity,NPP)的动态变化。结果表明:研究区建设用地、林地面积逐渐增加,水域面积逐渐减小,耕地、草地、灌丛、裸岩和沙地呈波动变化;5个时期皇甫川流域NPP总量分别为28.12 Gg C,53.47 Gg C,73.23 Gg C,157.92 Gg C和78.52 Gg C;1987—1995年间,草地转移为灌丛是NPP增加的主要原因;1995—2000年间,裸岩减少是NPP增加的主要原因;2000—2007年间,灌丛转移为草地是NPP增加的主要原因;2007—2011年间,草地转移为灌丛是NPP减少的主要原因。研究结果对温带草原系统土地资源合理利用、土地利用结构优化、脆弱生态环境改善具有重要的理论与实践意义。     

沾化县土地利用变化与生态服务价值响应

本文基于黄河三角洲沾化县1987年、1997年和2007年遥感影像数据,定量分析了1987年~2007年间沾化县土地利用的时空变化特征,并运用调整的生态服务价值系数,评价了因土地利用变化所引起的生态系统服务价值的变化。结果表明:20年间沾化县城镇建设用地、林地和水域面积大量增加,农田、草地、滩涂和盐碱荒地面积迅速减少,研究期内土地利用程度总体呈上升趋势;生态服务价值总体呈先下降后上升的趋势;水域面积的转入、农田和滩涂面积的转出分别是影响沾化县生态服务价值上升和下降的主要因素。     

贵州省生态系统土壤保持功能时空分布演变研究

在地理信息系统(GIS)与遥感(RS)技术支持下,以贵州省2000年、2005年和2010年3个时期的Landsat TM遥感影像、日降雨数据、DEM数据和土壤等数据为基础,根据修正土壤流失方程式(RUSLE)计算分析了贵州省近10 a来生态系统土壤保持功能时空分布格局及变化特征。研究表明,2000年~2010年间,现实侵蚀模数分别为1 320.34 t·km-2·a-1、1 255.76 t·km-2·a-1和854.23 t·km-2·a-1,森林生态系统土壤保持量降低了0.89×108 t·a-1,农田生态系统土壤保持量降低了2.82×108 t·a-1,草地生态系统土壤保持量降低了0.28×108 t·a-1,果园生态系统土壤保持量降低了0.04×108 t·a-1,湿地生态系统土壤保持量降低了0.09×108 t·a-1。     

黄土高原土地利用变化对生态系统服务价值的影响

深入研究黄土高原生态系统服务价值的时空变化过程、揭示该区域生态环境演变规律,对黄土高原生态环境治理和保护具有重要意义。首先,选取基于生态系统服务价值动态评估模型进行黄土高原生态系统服务价值评估;然后,引入生态系统服务价值变率指数和环境经济协调指数评估黄土高原土地利用变化对生态系统服务价值的影响程度以及生态环境质量与社会经济发展的协调关系。结果表明,2000—2010年间,黄土高原的生态系统服务价值增加了48%,这主要得益于黄土高原综合治理使得区域植被覆盖度提高,生态系统服务功能相应增强;草地变化导致的生态系统服务价值变率最大,为13. 45;监测期间,黄土高原的环境经济协调度指数为0. 115 3,处于低度协调水平。本研究可为黄土高原生态环境治理和保护成效评估提供科学依据。     

多伦县草原植被覆盖与蒸散量时空变化及其关系

研究内蒙古退化草地的蒸散变化,有利于了解该地区退化草地生态系统水循环,并对该地区草地的水资源合理利用提供重要依据。本研究以内蒙古多伦县为研究对象,利用2001—2017年间生长茂盛期的MODIS数据反演了近17 a该区域植被覆盖度及其日蒸散量的空间分布和变化规律,分析了土地利用和草地退化对蒸散量的影响。结果表明:①不同土地利用类型的植被覆盖度从大到小的顺序为:林地农田居民建设用地草地未利用地水域,不同土地利用类型的日蒸散量从大到小的顺序为:水域林地农田居民建设用地草地未利用地;②2001—2017年间多伦县草地类型以第Ⅲ和Ⅳ等级的草地为主,低等级草地面积有下降的趋势,而优质草地面积有上升的趋势,说明该地区对草原的保护性措施有一定的成效;③2001—2017年间,各等级草地日蒸散量总体无明显变化趋势。除个别年份外,植被覆盖度与日蒸散量呈现一致的年际波动;④综合植被覆盖度与日蒸散量的时空分布格局,分析得出植被覆盖与日蒸散量具有一定的正相关性。     

京津冀地区1992—2014年三阶段地面沉降InSAR监测

京津冀地区是我国地面沉降灾害发育最严重的地区,几乎每年都造成巨大的经济损失。本文提出了改进的时间序列InSAR技术——多主影像相干目标小基线干涉技术（MCTSB-InSAR）,利用4颗卫星摄取的3个时段的时间序列SAR影像：ERS-1/2 SAR（1992—2000年）、ENVISAT ASAR（2003—2010年）、RADARSAT-2（2012—2014年）,获取了京津冀地区1992—2014年间3个时段的地面沉降信息。经与京津两地120个以上水准测量数据进行比较,3个时段的地表监测结果的精度分别为8.7、4.7、5.4mm/a。分析了北京和天津两市22年间地面沉降的时空变化特征,其中北京市地面沉降呈不断加重趋势;天津市地面沉降在1992—2010年间发展迅猛,在2010年以后有所减缓。同时,本文也表明MCTSB-InSAR技术是有效可靠的,在大区域地面沉降监测中具有推广应用价值。     

全球典型流域地表覆盖变化与净生态系统碳交换量时空相关性分析

随着社会经济的发展,流域管理目标已从早期的防洪、供水、航运等转变为注重资源利用和生态保护的综合管理,并在全球生态系统碳平衡中扮演着重要角色。作为量化生态系统固碳能力的重要指标,净生态系统碳交换量(NEE)在不同地表覆盖类型中的碳源/汇能力存在显著差异。探究全球典型流域地表覆盖类型与NEE的时空相关性对流域生态管理等具有重要意义。本文以全球30 m地表覆盖数据(GlobeLand30)和全球陆地净生态系统碳交换量数据为基础,分析2000—2020年全球8个典型流域的地表覆盖及NEE时空变化特征,研究地表覆盖类型变化与NEE的时空相关性。结果表明：(1)2000—2020年,流域内耕地、裸地、人造地表、湿地、水体及苔原面积增加,草地面积先增加后减少,整体为增加状态;(2)2000—2020年,流域整体NEE先减小后增加,整体为减小趋势,碳汇能力增强;(3)2000—2020年,草地与NEE呈显著负相关,耕地、裸地、人造地表、湿地及水体面积与NEE在2010—2020年呈正相关,地表覆盖类型变化对NEE有显著影响。本文可为流域碳中和管制和土地利用空间优化调控提供理论参考,推动流域协同减排和高...     

2000—2009年河北省生态系统服务价值时空动态遥感监测

以TM图像及MODIS NDVI数据为主要数据源,通过建立生态系统服务价值评估体系、物质量评估模型及价值量评估模型,对河北省2000—2009年生态系统服务价值进行了计算。2000—2009年间,河北省生态系统总服务价值呈现出波动增长趋势;总体的空间分布规律呈现出北高南低、西高东低、山地丘陵区高于平原区的规律;生态系统服务价值的空间变化呈现出南北两端地区减少、中部地区增加,且增加部分面积大于减少部分面积的特点。     

Diverse responses of vegetation production to interannual summer drought in North America

Droughts are projected to occur more frequently with future climate change of rising temperature and low precipitation. However, its impact on regional and global vegetation production is not well understood, which in turn contributes to uncertainties to model carbon sequestration under drought scenarios. Using long-term continuous eddy covariance measurements (168 site-year), we present an analysis of the influences of interannual summer drought on vegetation production across 29 sites representing diverse ecoregions and plant functional types in North America. Results showed that interannual summer drought, which was evaluated by the increase in summer temperature or decrease in soil moisture, would cause reductions of both summer gross primary production (GPP) and net ecosystem production (NEP) in non-forest sites (e.g., grasslands and crops). On the contrary, forest ecosystems presented a very different pattern. For evergreen forests, lower summer soil moisture decreased both GPP and NEP; however, higher summer temperature only reduced NEP with no apparent impacts on GPP. Furthermore, summer drought did not show evident impacts on either summer GPP or NEP in deciduous forests, suggesting a better potential of deciduous forests in resisting summer drought and accumulating carbon from atmosphere. These observations imply diverse responses of vegetation production to interannual summer drought and such features would be useful to improve the strengths and weaknesses of ecosystem models to better comprehend the impacts of summer drought with future climate change.     

皖江城市带植被NPP时空变化及其气候响应

针对现有植被净初级生产力研究对城市圈、城市带尺度缺乏关注的问题,基于MODIS遥感数据、地面气象资料等,利用改进的CASA模型,结合回归分析、相关分析等方法探究了2000—2013年皖江城市带植被NPP的时空变化及其对气候因子的响应,为区域生态环境质量评价提供参考。结果表明:近14年来,皖江城市带植被NPP总体呈增加趋势;不同土地利用类型NPP差异显著,林地草地耕地建设用地未利用土地水体;年NPP均值呈现由南部向西北部减少的空间分布特征;植被NPP年际变化率较小,介于±10gC·m-2·a-1范围内;温度是影响研究区植被NPP时空变化的主要气候因子。     

Carbon fluxes in ecosystems of Yellowstone National Park predicted from remote sensing data and simulation modeling

Background

A simulation model based on remote sensing data for spatial vegetation properties has been used to estimate ecosystem carbon fluxes across Yellowstone National Park (YNP). The CASA (Carnegie Ames Stanford Approach) model was applied at a regional scale to estimate seasonal and annual carbon fluxes as net primary production (NPP) and soil respiration components. Predicted net ecosystem production (NEP) flux of CO₂ is estimated from the model for carbon sinks and sources over multi-year periods that varied in climate and (wildfire) disturbance histories. Monthly Enhanced Vegetation Index (EVI) image coverages from the NASA Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) instrument (from 2000 to 2006) were direct inputs to the model. New map products have been added to CASA from airborne remote sensing of coarse woody debris (CWD) in areas burned by wildfires over the past two decades.

Results

Model results indicated that relatively cooler and wetter summer growing seasons were the most favorable for annual plant production and net ecosystem carbon gains in representative landscapes of YNP. When summed across vegetation class areas, the predominance of evergreen forest and shrubland (sagebrush) cover was evident, with these two classes together accounting for 88% of the total annual NPP flux of 2.5 Tg C yr^-1 (1 Tg = 10¹² g) for the entire Yellowstone study area from 2000-2006. Most vegetation classes were estimated as net ecosystem sinks of atmospheric CO₂ on annual basis, making the entire study area a moderate net sink of about +0.13 Tg C yr^-1. This average sink value for forested lands nonetheless masks the contribution of areas burned during the 1988 wildfires, which were estimated as net sources of CO₂ to the atmosphere, totaling to a NEP flux of -0.04 Tg C yr^-1 for the entire burned area. Several areas burned in the 1988 wildfires were estimated to be among the lowest in overall yearly NPP, namely the Hellroaring Fire, Mink Fire, and Falls Fire areas.

Conclusions

Rates of recovery for burned forest areas to pre-1988 biomass levels were estimated from a unique combination of remote sensing and CASA model predictions. Ecosystem production and carbon fluxes in the Greater Yellowstone Ecosystem (GYE) result from complex interactions between climate, forest age structure, and disturbance-recovery patterns of the landscape.     

基于遥感影像的富锦市生态系统服务价值分析

生态系统服务和土地利用实质上是相互影响、相互制约的关系,定量研究县域土地利用与生态服务价值的变化情况,为生态资源的合理定价与有效补偿、促进自然生态系统与社会经济系统的协调发展提供了科学依据。本文基于遥感影像,在GIS、RS技术支持下,分析了富锦市1990~2010年生态系统服务价值变化情况。研究结果表明:富锦市1990~2010年土地利用的生态系统服务价值总体持续降低,由1990年的2 919 713.47万元下降至2010年的1 671 722.54万元;生态系统服务价值量与其土地利用变化密切相关,当土地利用类型改变时,生态系统服务价值量也随之改变;人口和经济是研究区生态系统服务价值的主要驱动因素。     

基于地理国情普查成果的生态系统服务价值核算方法

生态系统服务直接关系人类的福祉,是当前国内生态文明建设的重要组成内容之一。受数据源精准性、时序性等方面的限制,在全国尺度下开展的常态化生态系统服务价值核算尚存在缺失。本文首先根据生态系统类型的内部结构、功能和内容指标的概念语义构建地理国情地表覆盖与中国陆地生态系统分类内容指标转换表达关系,并生产了全国陆地生态系统矢量化数据。然后,应用反映植被生理特征指标参数（EVI、NPP和生长季长度）优化的当量因子法模型,引入不同尺度下多粒度变换的地理格网空间化表达技术,设计和开展依托矢量化地理国情普查成果的生态服务价值数据集的生产,实现了生态系统服务价值核算的精准化、常态化,满足了多尺度下生态服务价值动态变化监测的需求。本文按照上述生态系统服务价值核算方法计算了中国陆地生态系统服务价值总量和供给、调节、支持、文化服务子功能价值量1 km×1 km格网数据,核算出2015年全国生态系统服务价值总量为402 503.54亿元。通过与早期成果对比,该成果可以满足不同尺度对粒度变换的要求,核算结果可靠,可为当前全国尺度下的生态补偿政策和补偿标准的制定提供数据支撑。     

Effects of precipitation and temperature on net primary productivity and precipitation use efficiency across China’s grasslands

Net primary production (NPP) is a crucial feature of ecosystem function and structure. Furthermore, precipitation use efficiency (PUE) is a critical indicator for exploring NPP in grassland ecosystem responses to variations in precipitation and temperature. In this study, we examined the spatial patterns of NPP and PUE in China’s grasslands from 2000 to 2010 and explored the effects of environmental factors on NPP and PUE at different scales. The results showed first that the spatial distribution of NPP and PUE decreased from the northeast to southwest. NPP increased in most places across China’s grasslands; however, there was no obvious change in PUE during 2000–2010. Second, in most regions across China’s grasslands, positive and negative correlations existed between precipitation and NPP and PUE, respectively. The spatial distribution of the relationship between temperature and NPP and PUE was consistent with the relationship between precipitation with NPP and PUE. Finally, for the gradients of the various environmental factors in different regional grassland ecosystems, on the Tibetan Plateau, there were unimodal correlations between precipitation with NPP and PUE and aridity with NPP and PUE, but a positive linear correlation existed for temperature with NPP and PUE. However, in the Inner Mongolian Plateau, there were positive correlations between precipitation and NPP, temperature and NPP, and aridity and both NPP and PUE and negative correlations between precipitations and PUE and temperature and PUE. Our findings improve understanding of grassland ecosystem responses to global climate change and provide a basis for the protection of grassland ecosystems in arid and semi-arid regions.     

遥感与GIS支持下近十年中国草地变化空间格局分析

以遥感与GIS为技术支撑，动态监测我国草地资源近十年的变化情况，为草地资源的可持续利用与管理提供科学依据。近十年来，我国的草地资源变化在空间上有明显的地域差异。表现为草地变耕地主要分布于我国的东北三省，与内蒙古的东部地区；草地变为城镇交通用地在很大程度上与区域的人口、经济发展有联系；草地变林地分布主要集中于沿海地区；草地退化集中于内蒙古、新疆、青海。草地变化虽然与自然条件有关，但人类活动对草地变化有很大影响。同时草地的退化对我国的生态环境，尤其是北方将产生不良的作用，在一定程度上制约区域经济发展。     

土地覆被变化对陆地碳循环的影响—以黄河三角洲河口地区为例

土地利用/土地覆被变化是全球变化研究的重点，是影响陆地碳循环的一个重要因子。该文对黄河三角洲河口地区1992年和1996年9月份的TM影像进行非监督分类，做出该地区土地覆被类型分布图，以及估算土地覆被类型的变化面积，计算结果显示1992年该研究地区植被碳库和土壤碳库分别为11.43×10     

Analysis of Seasonal Variability of Vegetation and Methane Concentration over India using SPOT-VEGETATION and ENVISAT-SCIAMACHY Data

This paper highlights the spatial and temporal variability of atmospheric columnar methane (CH₄) concentration over India and its correlation with the terrestrial vegetation dynamics. SCanning IMaging Absorption spectrometer for Atmospheric CHartographY (SCIAMACHY) on board ENVIronmental SATellite (ENVISAT) data product (0.5° × 0.5°) was used to analyze the atmospheric CH₄ concentration. Satellite Pour l'Observation de la Terre (SPOT)-VEGETATION sensor’s Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) product, aggregated at 0.5° × 0.5° grid level for the same period (2004 and 2005), was used to correlate the with CH₄ concentration. Analysis showed mean monthly CH₄ concentration during the Kharif season varied from 1,704 parts per billion volume (ppbv) to 1,780 ppbv with the lowest value in May and the highest value in September. Correspondingly, mean NDVI varied from 0.28 (May) to 0.53 (September). Analysis of correlation between CH₄ concentration and NDVI values over India showed positive correlation (r = 0.76; n = 6) in Kharif season. Further analysis using land cover information showed characteristic low correlation in natural vegetation region and high correlation in agricultural area. Grids, particularly falling in the Indo-Gangetic Plains showed positive correlation. This could be attributed to the rice crop which is grown as a predominant crop during this period. The CH₄ concentration pattern matched well with growth pattern of rice with the highest concentration coinciding with the peak growth period of crop in the September. Characteristically low correlation was observed (r = 0.1; n = 6) in deserts of Rajasthan and forested Himalayan ecosystem. Thus, the paper emphasizes the synergistic use of different satellite based data in understanding the variability of atmospheric CH₄ concentration in relation to vegetation.     

粤东山地丘陵区县域生态系统服务功能价值评估

基于Costanza等所提出的生态系统服务功能价值核算理论及方法体系和丰顺县现状土地利用数据,对丰顺县的生态服务功能总价值、价值强度、区位指数等进行测算分析.结果表明:(1)全县生态系统服务功能总价值为46.57亿元,在生态系统服务价值的构成中,林地和水域的贡献率最大;(2)全县平均生态系统服务功能价值强度为1.72万...