2000-2013年浑善达克沙地植被净初级生产力变化研究

利用卫星遥感资料和地面气象观测资料,基于CASA模型及其他数理方法估算了浑善达克沙地2000-2013年生长季（4-10月）植被净初级生产力（NPP）,并对其时空变化特征进行了分析,讨论了气候因子和人类活动对植被净初级生产力的影响。结果表明： 14年间,研究区生长季的植被净初级生产力呈波动中增加趋势,多年平均NPP为239.8 gC·m^-2·a^-1。整个研究区表现为高NPP值（大于150 gC·m^-2·a^-1）的植被面积在增加,低NPP值（小于150 gC·m^-2·a^-1）的植被面积在减少。在空间分布上,研究区的北部、中部和南部边缘区域的植被NPP增加趋势较明显,而东部和西部部分区域未发生明显的趋势性变化。总体而言,研究区植被净初级生产力变化趋势与降水量的关系更密切,其相关系数达到0.86,是驱动植被NPP年际波动的最直接因素。而与温度呈负相关,相关系数为-0.42。综合考虑气候因素和人类活动对沙地NPP的影响发现,温度降低、种饲料面积、年末牲畜存栏头数和羊的数量的减少是NPP值提高的关键因素。     

四川甘孜州2005年-2015年草地长势变化及其影响因素分析CSCD

甘孜州是四川省重要牧场之一,草地变化影响着当地的生态环境和经济发展。这里以植被净初级生产力(net primary productivity,NPP)为指标评价甘孜州2005年-2015年草地的长势变化,采用综合自然植被净第一性生产力模型和残差分析法定量评估气候和人类活动因素对草地变化的相对贡献,在此基础上分析气候因子和高程与NPP的年际变化及空间分布规律上的相关性。结果表明:(1)研究区2005年-2015年NPP平均为286.6g C/m2,NPP变化具有波动性,草地整体上呈现缓慢退化的趋势;(2)气候、人类活动以及两者综合作用对草地变化的相对贡献率分别为26.5%、61.1%和12.4%,人类活动是草地退化的主要驱动力,气候和人类活动是草地恢复的主导因素;(3)年均温度、日照时数与NPP变化呈正相关,高程、降雨与NPP变化呈负相关,其中年降雨量对NPP年际变化的相对影响最大。     

宁东煤炭基地植被生态特征及矿业开发对其的影响

准确评估大型能源基地矿业开发活动对区域植被生态系统影响具有重要的科学意义和实践价值。利用2000—2017年中分辨率成像光谱仪(MODIS)连续观测的生态系统参量,定量研究宁东煤炭基地开发建设以来的植被生态系统时空变化特征,分析矿业开发对植被生态系统的影响。结果表明,随着宁东煤炭基地开采活动的持续,区域植被生态系统的生产力及其与大气之间的水汽交换强度整体增强,归一化植被指数、总初级生产力、净初级净生产力和蒸散的年增长幅度分别为0.0053、5.10g·C/(m2·a-1)、4.10g·C/(m2·a-1)和6.62mm/a;这4种指标在空间像元上也以增长趋势为主,且未来多数像元有持续增强的特征,但生态系统的水分利用效率却在降低。空间分析表明,大尺度植被生态演变受矿业活动影响微弱,其主要受制于气候和区域性的生态治理工程。     

气候变化和人类活动对三江源地区植被生产力的影响

利用三江源区1982-2013年18个气象台站地面观测资料、GIMMS和MODIS两个卫星源的遥感监测值,以NDVI值和周广胜模型分别计算植被生产力和气候生产力,将植被生产力与气候生产力的差值定义为人类活动影响。在分析该区域植被生产力和气候生产力变化趋势的基础上,通过分离气候变化和人类活动对植被生产力的影响,从而定量评估两者的影响大小,研究结果表明：（1）在气候变化和人类活动的叠加作用下,三江源地区植被生产力、气候生产力和人类活动影响均趋于好转,平均每10a分别增加179kg·hm^-2、154kg ·hm^-2和24kg·hm^-2;（2）气候变化是影响植被生产力的决定性因素,但人类活动在一定程度上加快了其变化速率,尤其是进入21世纪以来人类活动正面影响较为明显,气候变化和人类活动对植被生产力的贡献率分别为87%和13%。     

塔里木盆地盐化草甸植被净初级生产力对全球变化的响应

地带性植被净初级生产力(NPP)的形成除受自身的生物生态学特性制约外,主要决定于环境中热量和水分状况的分配及组合。随着全球变化与陆地生态系统研究的开展,以模型为主要手段预测植被生产力对气候变化响应的研究逐步深入,相继提出了一些利用气候指标或指数估算植被净初级生产力的模型,如Miami模型、Chikugo模型和北京模型等。但利用上述模型无法估算盐化草甸植被等非地带性植被的NPP,因为它们的形成不依赖于大气降水,而主要依靠地下水。由于土壤蒸发能综合反映土壤的水热状况,与NPP的形成关系密切。因此,作者利用以阿维扬诺夫公式计算所得的不同地下水埋深的潜水蒸发与实测的盐化草甸植被净初级生产力数据,拟合了     

植被净初级生产力模型估算及其对气候变化的响应研究进展

近年来随着遥感和地理信息系统技术的广泛应用,植被净初级生产力研究经历了从小范围的传统测量阶段到大范围的模型估算阶段的重要转变,并参与全球变化研究。其研究手段和研究内容大大拓宽,在植被净初级生产力模型估算以及对气候变化（如温度、降水、ＣＯ₂浓度等）的响应等方面的研究取得了可喜的进展。     

高寒草甸植被生产量年际变化及水分利用率状况

分析了海北地区高寒草甸植被2001-2011年11 a耗水量、 生物现存量、 净初级生产量、 水分利用率及其相关性, 结果表明: 植物生长期5-9月耗水量416.30 mm, 植被地上净初级生产量(ANPP)、 地下净初级生产量(BNPP)以及总的净初级生产量(NPP=ANPP+BNPP)分别为393.07 g·m^-2、 945.26 g·m^-2、 1 338.33 g·m^-2, BNPP与ANPP之比为2.404. 8月底植被现存生物量达3 422.92 g·m^-2, 其中地上和地下现存量分别为411.07 g·m^-2、 3 011.85 g·m^-2, BNPP与ANPP之比高达7.327, 说明植被现存量巨大, 归还土壤碳能力强. NPP与5-9月植被耗水量相关性很差, 但与5-9月平均气温具有显著的正相关关系, 表明高寒草甸地区水分条件可满足植物生长的基本需求, 而同期温度是影响NPP提高的重要因素. 11 a来BNPP、 ANPP和NPP平均水分利用率分别为0.958 g·m^-2·mm^-1、 2.326 g·m^-2·mm^-1和3.284 g·m^-2·mm^-1, 表明高寒草甸植被净初级生产具有较高的水分利用率.     

流域不同地质生态环境中水体碳酸酐酶活性特征——以桂江流域为例

在对桂江流域进行考察时,选取了流域地质类型不同、人类活动程度不一的6条支流以及干流的水体为研究对象,研究比较了流域不同生态环境下水体中的碳酸酐酶(CA)活性、游离CO2浓度和HCO3-浓度,并对比了流域内部分区域的归一化植被指数(NDVI)数据,获得如下结果:(1)证实水体中具有CA活性,且其活性与游离CO2浓度呈负相关,与HCO3-浓度呈正相关;(2)大量的人类活动加剧流域生态环境恶化,造成植被覆盖率降低,使河流水体中的CA活性降低,HCO3-浓度降低,表明CA对岩溶作用具有不可忽视的影响;(3)流域地质类型会影响水体中CA活性,在人类活动程度相似的情况下,岩溶区水体中的CA活性高于非岩溶区。总之,在进行流域碳汇潜力调查研究时,必须综合考虑人类活动、生态环境和地质类型等因素的影响,进行科学分段调查研究与计算。CA所引起的生物岩溶作用不容忽视,其对流域碳汇的潜在贡献值得深入研究。      

气温、降水量和人类活动对长江流域植被NDVI的影响

为了了解气温、降水量和人类活动对流域植被NDVI(normalized difference vegetation index)的影响,以长江流域为研究区,运用一元线性回归分析法和Theil-Sen Median趋势分析法研究了长江流域气温、降水量和植被NDVI变化特征,同时利用相关分析法和残差分析法探讨气温、降水量和人类活动对植被NDVI变化的影响.结果表明:1960—2015年长江流域年平均温度显著上升,而降水量的变化趋势并不显著;1982—2015年流域NDVI呈显著增加趋势;1982—2015年流域NDVI与气温的相关性较高,然而与降水量的相关性并不显著;人类活动使流域NDVI增加的区域主要分布于流域北部、东南和西南部分地区,而使NDVI下降的区域位于流域中西部区域和长三角地区.气温对长江流域植被NDVI变化的影响大于降水,气候变暖和人类活动对流域生态环境具有一定程度的影响.      

基于MODIS资料的2000-2004年江河源区陆地植被净初级生产力分析

基于EOS/MODIS卫星遥感资料的分析表明,2000-2004年江河源地区陆地植被平均年NPP为82.04 gC.m-2,相当于同期全国陆地植被年NPP的23%,其中2001年的年NPP最小,只有78.04gC.m-2,2002年最大,为85.44 gC.m-2.根据年NPP分布显示,黄河源区的植被生长状况要好于长江源区,其中在黄河源东南部陆地植被的年NPP>250 gC.m-2,为江河源区植被年生长最大的区域;该地区的植被年NPP最小值的区域分布在长江源的西北部地区,年NPP大部分<50 gC.m-2.江河源地区植被的年NPP表现为显著的年际变化特征,不同地区年NPP的变化特征各不相同;高寒草甸的年NPP为该地区所有陆地植被年NPP中最大,其5 a平均值为89.38 gC.m-2,其次为高寒草原和灌木及草本植被;由于地处高寒地区,温度成为影响该地区陆地植被净初级生产力的主要因素.     

喀斯特地区水资源安全评价模型构建及其应用——以贵州省为例

为探讨地下水资源丰富而地表水资源短缺的喀斯特地区水资源安全评价问题,以典型喀斯特地区贵州省为例,构建了喀斯特地区水资源安全评价指标体系,将熵权法与模糊综合评价模型相结合,从空间和时间上对贵州省9个州(市)2005-2014年水资源安全进行定量评价,结果表明:贵阳、黔东南、铜仁地区水资源安全处于良好等级,遵义、黔南、毕节、黔西南处于一般等级,安顺、六盘水处于差等级;2005-2014年,贵州省水资源安全相对稳定,都处于一般等级,但水资源安全呈现上升的趋势,这是由于贵州省近年来高度重视生态环境保护的结果。随着生态环境与经济发展矛盾的加剧,贵州省要更多地注重水资源供水安全指标的管理,调整产业结构,使经济、社会效益逐渐成为生态效益的补充和实现形式。      

贵州喀斯特地貌分区

贵州喀斯特地貌发育、分布广泛、类型多样,素以＂喀斯特博物馆＂著称;本文根据前人的研究成果和参加《贵州环境地质研究》项目,对贵州喀斯特地貌形成条件进行了分析,按成因和组合形态特征将贵州喀斯特地貌分成三大成因类型和十六种形态组合类型,并以主体地貌形态为依据将贵州连片区域喀斯特地貌划分为三个喀斯特地貌区,并对各喀斯特地貌区的...     

Comparison of net primary productivity in karst and non-karst areas: a case study in Guizhou Province,China

Green plants play an important role in energy flows and material cycles. The net primary productivity (NPP) reflects the capability of vegetation to convert solar energy into photosynthate (fixed carbon). Understanding the factors that contribute to variations in NPP is of key importance for improving the rock-desertification environment in karst areas. In this paper, the NPP model (Light Use Efficiency model) is modified on the basis of remote sensing data [moderate resolution imaging spectroradiometer (MODIS)], climate data and observed information. Then the model is employed to estimate the spatial–temporal variations of NPP in the Guizhou Province, China. Finally, the NPP differences between karst area and non-karst area, and the relationships between NPP and climate factors are analyzed. The results show that the NPP estimated using MODIS data are reasonable. The mean NPP of territorial vegetation is 421.46 gC m⁻² year⁻¹; the NPP in the non-karst area is 13.3% higher than that in the karst area; the correlation degree between NPP and precipitation is better in southeastern and western districts.     

喀斯特生态环境风险评价——以贵州省为例

区域生态环境风险评价具有尺度大、风险源与风险受体多、空间异质性强等特点,开展区域生态环境风险研究是识别生态环境风险水平、制定防范应对策略的重要理论支撑。文章以贵州省为例,参考相对风险模型为风险评价原则,基于自然灾害成因,综合考虑区域自然及经济状况,建立贵州省喀斯特生态环境风险评价框架与指标体系,运用层次分析法及系统聚类分析法,对各评价单元的危险性、暴露性、脆弱性、防灾减灾能力进行分析,并划分了区域风险程度等级。结果表明:贵州省喀斯特生态环境风险分布与生态环境本底和社会经济发展水平相关性明显,高风险区主要分布在生态环境脆弱的高原山地、高原峡谷地区以及综合发展水平较高的贵阳中心城区,低风险区主要分布在喀斯特分布面积少、生态本底好、自然灾害较少的黔东南及黔西北地区。      

贵州高原喀斯特石漠化遥感调查研究

喀斯特石漠化是在喀斯特脆弱生态环境下，人类不合理的社会经济活动而造成人地矛盾突出，植被破坏、水土流失、土地生产力衰退丧失，地表呈现类似荒漠景观的岩石逐渐裸露的演变过程。贵州喀斯特地区受人类活动影响，特别是由于土地资源利用的不合理，不同区域出现了一系列的环境问题，一些地区存在的石漠化现象表现得尤为突出。清镇市地处贵州黔中地带，是喀斯特发育较完备的地区之一,其中碳酸盐岩面积占全区总面积的67.96%，喀斯特面积占绝大部分。通过应用多波段、多平台的遥感信息，在野外调研基础上与GIS技术支持下，对图件进行解译、编辑处理，制作清镇石漠化动态图，为贵州喀斯特地区生态治理及环境建设等方面提供依据。     

黔中-黔东南地区下志留统沉积相

下志留统由下向上分为龙马溪阶、大中坝阶和紫阳阶。黔北地区3个阶有连续的沉积物,而黔中-黔东南地区缺失早志留世龙马溪期和大中坝期早期的沉积。海平面的下降导致黔中隆起上的中下奥陶统成为暴露喀斯特地貌。以余庆-黄平地区为界分成了南、北2个区。南区只有紫阳阶的翁项组(或高寨田组)由南向北超覆在中下奥陶统岩溶暴露面上,在凯里至都匀一带为海湾-澙湖相的钙质砂泥岩沉积,向西至贵阳一带为开阔性的滨浅海沉积。早志留世的海侵改造了下伏岩溶喀斯特和古风化壳,沉积了波浪改造型的砾屑灰岩和海侵充填型的含灰岩砾块碎屑岩,两者均非"底砾岩"。     

贵州高原喀斯特石漠化遥感调查研究——以贵州省清镇市为例

喀斯特石漠化是在喀斯特脆弱生态环境下 ,人类不合理的社会经济活动而造成人地矛盾突出 ,植被破坏、水土流失、土地生产力衰退丧失 ,地表呈现类似荒漠景观的岩石逐渐裸露的演变过程。贵州喀斯特地区受人类活动影响 ,特别是由于土地资源利用的不合理 ,不同区域出现了一系列的环境问题 ,一些地区存在的石漠化现象表现得尤为突出。清镇市地处贵州黔中地带 ,是喀斯特发育较完备的地区之一 ,其中碳酸盐岩面积占全区总面积的 67 96% ,喀斯特面积占绝大部分。通过应用多波段、多平台的遥感信息 ,在野外调研基础上与GIS技术支持下 ,对图件进行解译、编辑处理 ,制作清镇石漠化动态图 ,为贵州喀斯特地区生态治理及环境建设等方面提供依据     

Assessment of karst rocky desertification using the radial basis function network model and GIS technique: a case study of Guizhou Province,China

Karst rocky desertification in karst areas of Southwest China is an obstacle for the sustainable development of the locality. While many researchers have studied this issue, this study quantified the various indicators affecting desertification, using GIS technology to extract spatial data and to construct a RBFN (radial basis function network) model for Guizhou province. By calibrating sample data of the different levels of karst rocky desertification, the model parameters were established, and then the assessment of karst rocky desertification. Results show that in counties of Southwestern Guizhou Province karst rocky desertification is severe, counties in northern Guizhou have moderate desertification, and southeastern counties are affected lightly. Comparison of the results with other research shows conformity with actual conditions, proving the reasonability and applicability of the RBFN model.     

基于CASA模型的2005—2019年云南断陷盆地NPP时空变化研究

净初级生产力(NPP)是研究生态系统中物质和能量流动的基础,NPP的空间分布与区域植被生长状况、地形、气候等因素息息相关,其变化可以反映一个地区生态环境质量状况.岩溶断陷盆地是新生代断裂活动及溶蚀作用共同形成的山间盆地的一种类型,由于其地形复杂、气候反差大且土地抗干扰能力差,石漠化现象极为严重且治理难度大.断陷盆地主要分布在云南东部、四川攀枝花西昌及贵州西部,经过近年来石漠化治理、陡坡地生态治理等为代表的生态环境建设综合治理工作,生态文明建设成效显著,为了进一步探究NPP对生态环境变化的响应,研究了云南省断陷盆地所在县域NPP时空变化情况,利用MODIS影像数据和CASA模型估算了其2005、2010、2015、2019年的NPP值并利用GIS进行分析.结果显示:从时间尺度来看,2005—2019年间云南省断陷盆地NPP平均水平呈现先下降后上升再下降的趋势.从空间上来看,NPP平均值自东向西、自南向北递减.东部、南部地区如师宗县、丘北县、马关县等NPP平均值较高,而西、北部昆明西山区、昆明盘龙区、澄江县、呈贡县等NPP平均值较低,不同地区间差异较大.结合石漠化治理情况来看,石漠化面积变化显著的地区NPP变化也较大,NPP均值在石漠化变化率下降较大的地区有明显升高.NPP的动态变化,说明了云南省断陷盆地近年植被有所恢复、石漠化治理工程取得了一定成效,但仍不够稳定,生态治理仍将是一项长期工程.     

喀斯特山区不同岩性分区下的景观生态质量差异——以罗甸县为例 

以贵州省罗甸县为例,获取岩性及2000、2005、2010和2015年4期景观格局分布等数据,从景观稳定程度和干扰程度视角对比分析了不同岩性分区的人为活动对景观生态质量变化的影响模式。研究表明:（1）利用景观稳定程度和干扰程度进行评价,能较好地反映不同岩性分区的景观生态质量差异;（2）非喀斯特区域的景观稳定程度高于亚喀斯特区域,典型喀斯特区域的景观稳定程度最低;（3）亚喀斯特区域的景观干扰程度高于非喀斯特区域,典型喀斯特区域受到的干扰最小;（4）非喀斯特区域的景观生态质量最好,亚喀斯特区域次之,典型喀斯特区域的景观生态质量较差;（5）2000—2015年,不同岩性分区下的景观生态质量变化呈现出不同趋势。典型喀斯特区域4期的景观生态质量分别为0.30、0.18、-0.24、-0.18,2000—2010年景观生态质量有所下降,但2010—2015年景观生态质量处于上升状态;亚喀斯特区域4期的景观生态质量分别0.55、0.17、0.32、-0.51,2000-2005年景观生态质量下降,而2005—2010年景观生态质量上升,2010-2015年景观生态质量又处于下降状态;非喀斯特区域4期的景观生态质量分别为0.66、0.38、0.27、-0.30,2000-2015年景观生态质量一直处于下降状态。受岩性及人类活动影响的亚喀斯特区域景观生态质量更为敏感。因此,在生态环境治理措施中应根据岩性的差异进行分区对待,更需关注亚喀斯特区域的景观生态质量。