喀斯特石漠化区植被生态质量变化及其驱动因素分析—以贵州为例

基于构建的能够同时反映植被覆盖和生产能力的植被综合生态质量指数,采用趋势分析、相关分析和残差分析等方法,对贵州喀斯特石漠化区植被生态质量变化及其驱动因素进行研究。结果表明：（1）2000-2021年喀斯特石漠化区植被综合生态质量指数呈上升趋势,增速为0.7a-1,石漠化区内除省的西南部、中部和北部局地显著降低外,占94.59%的区域植被生态质量均呈显著上升;（2）植被综合生态质量指数与降水、气温的偏相关系数均以正相关性为主,其中显著正相关区分别占17.48%、68.79%,与气候因子的复相关系数以正相关分布为主,显著正相关区占到81.79%,石漠化区内气候变化的综合作用有利于植被生态质量的提高;（3）喀斯特石漠化区植被生态质量变化受气候变化和人类活动共同驱动,两者的贡献比例分布为18.84%、81.16%,人类活动起主导作用,近年来全省实施的生态建设工程对喀斯特石漠化区植被改善具有明显的促进作用。     

通辽市植被生态质量变化分析

为研究通辽市植被生态质量变化特征,文章利用MODIS归一化植被指数(NDVI)和气象监测资料,分析了通辽市2000—2019年生长季植被覆盖度、净初级生产力(NPP)以及植被生态质量指数变化特征,并分析了三者与气候因子的相关关系,以期为建设“生态通辽”提供决策依据。结果表明:(1)研究区生长季植被覆盖度平均值从2000年的36.26%上升至2019年的49.57%,平均每年增加0.54%;(2)研究区植被NPP平均值从2000年的198.04 gC·m-2增加到2019年的404.54 gC·m-2,平均每年增加8.63 gC·m-2;(3)研究区植被生态质量指数平均值由2000年40.28增加到2019年的70.87,平均每年增加1.25,2019年植被生态质量达到2000年以来最好;(4)研究区生长季植被覆盖度、植被NPP、植被生态质量指数与生长季平均气温呈不显著的负相关,与降水量呈极显著的正相关,表明降水量是研究区植被生态质量显著正向因子。     

近20年若尔盖湿地植被覆盖变化与气候因子关系研究

基于NASA提供的MODIS卫星产品MOD13Q1的归一化植被指数（NDVI）数据,利用最大值合成法及像元二分模型计算得到2000-2019年若尔盖湿地植被生长季（5-9月）的植被覆盖度。利用ERA5再分析资料月平均的2 m气温、总降水量和土壤体积含水量数据,通过趋势分析、相关分析研究2000-2019年若尔盖湿地植被生长季（5-9月）的植被覆盖与气候因子的时空分布及二者的相关程度;研究气温、降水量和土壤含水量对植被覆盖度的共同影响及各自的贡献程度。结果表明：近20年来若尔盖湿地在生长季（5-9月）的植被覆盖度略有增长;2 m气温有升高趋势,且研究区的西南部气温升高较快;研究区中南部的总降水量呈减少趋势,但不明显,在研究区中北部降水量则呈略微增加趋势;研究区北部的土壤湿度显著增加,南部则有变干的趋势。植被覆盖度与3个气候因子均呈显著的正相关关系,气候因子对植被覆盖度变化的贡献从大到小依次是2 m气温、土壤体积含水量和总降水量。     

2000—2021年江西省植被生态质量时空分布及其与气候因子的关系

基于卫星遥感数据和气象数据,采用距平分析、趋势分析、相关性分析等方法,分析了2000—2021年江西省植被生态质量时空变化特征,及其与气温、降水、日照等气候因子的关系。结果表明：1） 自2000年以来江西省植被生态质量整体改善明显,植被净初级生产力和生态质量指数呈明显上升趋势,年平均分别增加3.92 gC/m2和0.4,尤其2011年以后植被净初级生产力和生态质量指数处于较高水平,其中2018年最佳。2） 江西省植被生态指标低值区域位于城区周边,以及由长江和江西五大河流域的泥沙沉积形成的、以鄱阳湖为中心的冲积平原,中值区域位于中南部丘陵,高值区域分布于省境边陲山脉。3） 江西省植被生态指标与年降水量、年平均气温呈显著相关关系,与日照时数相关性不显著。与气候因子的相关性呈现地域差异,南部区域受气温影响较为明显,而中部盆地和东北区域受降水量影响更为明显。     

陕北黄土高原中部生态修复对局地气候的影响

利用陕北黄土高原2000—2019年MODIS产品的MOD13Q1数据，定边、安塞、志丹、子长、延安气象站1990—2019年月（年）平均气温及最高（最低）气温、降雨量、降雨日数等资料，通过差值（比值）、相关系数、线性回归等方法，对陕北黄土高原生态修复显著区（志丹、安塞、子长、延安）和非显著区（定边）在生态修复前（1990—1999年）和生态修复中（2000—2019年）的气象要素变化进行了对比分析。结果表明：（1）生态修复中显著区、非显著区的归一化植被指数随年份以0.123、0.081/10 a增加，显著区的气温上升速率为非显著区的1.5倍；显著区和非显著区年平均气温分别以0.164、0.467 ℃/10 a速率上升，平均降雨量分别以39.95、25.56 mm/10 a的速率增加，显著区较非显著区升温明显缓慢，但平均降雨量的增加速率明显大于非显著区。（2）生态的显著性修复在2012年之后对年平均气温上升的抑制作用凸显，显著区和非显著区年平均气温差值出现突变发生在2013年，此年为生态修复对年平均气温影响的关键时间点；生态修复显著区在植被生长季（4—9月）对年平均气温上升的抑制较为明显，7月最为明显，显著区较非显著区年平均气温降低了1.05 ℃；对最高气温的抑制出现在7—8月，对最低气温的抑制出现在5—6月。（3）生态修复中（2013—2019年）显著区的降雨日数较修复前明显偏少近6 d，其减少主要是小雨日数的减少，中雨以上的降雨日数均随着生态修复的开展呈增加趋势；显著区植被生长季降雨量增加最为明显，降雨量的增加主要表现为中雨以上降雨日数的增加；1—7月随着植被覆盖度不断增加，显著区与非显著区不同等级降雨日数差值逐渐增大，7月达到最大，8—12月，随着植被覆盖度不断降低，降雨日数的差值又逐渐减小。     

气候影响下的雅砻江生态保护红线区生态环境与功能遥感监测评价

选取与生态环境相关的10个遥感反演指数,应用主成分分析法,构建生态环境状况指数（Remote Sensing Ecological Environment Index,RSEI）和水源涵养功能指数（Water Conservation Index,WCI）并进行等级划分,评估了2000~2019年雅砻江源生态保护红线区生态环境状况、水源涵养能力及其时空格局变化。结果表明:（1）雅砻江源生态保护红线区RSEI东部略好于西部,评价等级优的区域面积占比为15.96%、良占51.28%、一般占27.61%、较差占5.13%。RESI变化趋势呈轻度改善的地区占比为52.96%,其中东北部以轻度改善为主,东部以轻度退化为主,生态环境极显著退化区域分布零散。（2）雅砻江源生态保护红线区水源涵养生态功能保持良好,北部优于南部,WCI评价等级为差、较差和一般的区域主要分布在中部和南部部分地区,较为零散。WCI评价等级优的区域面积占比为43.22%、良占35.71%、一般占17.45%、较差占3.48%、差占0.02%。WCI变化趋势在西北部以轻度改善为主且空间差异较大,在南部以显著改善为主。（3）1990年以来,研究区气温上升速率为0.56℃/10 a,生长季平均气温上升速率为0.1℃/10 a,降水量上升速率为27.7 mm/10 a,生长季平均降水量上升速率为83.5 mm/10 a。（4）2000~2019年雅砻江源生态保护红线区气候暖湿化对于植被恢复性生长、碳储和减少水土流失均十分有利,生态环境状况和水源涵养功能得以持续改善。      

2000-2016年赤水河流域植被生态质量变化分析

为研究中国西部赤水河流域植被生态质量变化特征,本文基于MODIS归一化植被指数（NDVI）和气象监测资料,获取了中国西部赤水河流域2000-2016年植被覆盖度、净初级生产力（NPP）以及植被生态质量指数变化数据,并对17年期间植被生态质量时空变化进行分析。结果表明:（1）植被覆盖度均值从2000年的55.4%提高到了2016年的67.4%,覆盖度呈平均每10年增加6.8%的变化趋势;（2）植被NPP均值从2000年的864 gC/m2提高到了2016年的1024 gC/m2,NPP呈平均每10年增加63 gC/m2的变化趋势;（3）近年来植被生态质量显著提高,2016年植被生态质量为2000年以来最好,植被生态质量指数高达83.7。     

内蒙古高原中部主要气候因子及地表覆盖对沙尘暴影响分析

通过对内蒙古中部不同地表覆盖类型和土地利用方式下降水、气温、0 cm地温等气候因子和地表植被对沙尘暴频率和强度的影响分析, 认为:气温、降水等气候因子与地表植被覆盖对沙尘暴频率和强度的影响不具有普遍性, 降水影响相对明显, 地表植被覆盖的影响仅在农牧交错区和牧区草甸草原亚区表现明显。通过防治荒漠化来减少沙尘暴的危害需要因地制宜, 农牧交错区应该是植被恢复的重点区域。     

四川大雪山生态红线区生态环境评价与气候变化分析

基于卫星产品和地面气象观测数据,构建遥感生态指数（Remote Sensing Ecological Environment Index,RSEI）和生物多样性维护功能指数（Biodiversity Maintenance Function Index,BMI）,对 2000~2019年大雪山生态红线区的生态环境状况和生物多样性维护功能进行评价,并分析了红线区气候变化特征。结果表明:（1）2000~2019年红线区生态环境状况总体呈变好趋势,RSEI一般及以上等级所占的面积比例达90%。红线区内生态环境状况区域差异明显,北部和中部生态环境较好,东南部生态环境较差。（2）2000~2019年红线区生物多样性功能持续改善,BMI一般及以上等级所占的面积比例达84.912%。红线区内BMI一般及以上等级主要位于北部、中部和西部部分地区,差和较差等级主要分布于东南部地区。（3）1990年以来,大雪山红线区显著增暖,降水充足,日照略增,风速略减。暖湿气候条件有利于红线区生态的恢复,使生态环境状况和生态功能趋于好转。      

基于气候信息的河池市植被NDVI模拟

以河池市10个县(区)植被为研究对象,对2000～2016年MOD13Q1遥感数据进行预处理得到NDVI数据集,采用线性趋势分析、反距离加权插值等方法分析植被NDVI值年际变化规律、空间分布特征,探讨石漠化演变过程中多种气候因子与植被指数的相关性及作用机制,采用逐步回归分析法建立基于气候因子的植被NDVI拟合模型。结果表明:(1)2000～2016年河池市的NDVI值呈现逐年上升的趋势,倾向率约为48.15·a-1;在空间上,NDVI值呈现较为显著的经向分布特征,沿市中部地区向两边地区逐渐递增。(2)对植被NDVI起直接作用的主要是温度类气候因子,水分类气候因子对植被NDVI的直接作用不明显,且植被NDVI对降水、水汽压和相对湿度的响应存在一定的滞后,但对日照时数、平均气温、月极端最高气温和极端最低气温的响应滞后不明显。(3)选入植被NDVI拟合模型的气候因子为同期的平均气温和日照时数,模型的拟合R2为0.81,拟合精度较高。     

三江源国家公园植被覆盖时空变化及其气候驱动因素

基于2000-2019年MODIS NDVI数据,结合气象数据,利用二分像元法、斜率分析法和偏相关分析等方法,分析三江源国家公园近20年植被覆盖时空变化特征及其与气候因子的相关性。结果表明：（1）三江源国家公园植被覆盖面积占公园面积的85.38%,平均覆盖度为42.70%,植被覆盖由西北向东南逐渐增加。西部长江源园区以中低覆盖度植被为主,东部黄河源园区以中高覆盖度植被为主,南部澜沧江源园区以高覆盖度植被为主。（2）2000-2019年三江源国家公园植被覆盖面积和覆盖度均呈增加趋势,植被覆盖面积以227.55 km2·a-1显著增加（P<0.01）,覆盖度增加幅度不明显,其中长江源园区植被覆盖面积和覆盖度均显著增加,黄河源园区植被覆盖面积基本不变,植被覆盖度显著增加,澜沧江源园区植被覆盖面积显著增加,但植被覆盖度基本保持不变。（3）近20年三江源国家公园植被覆盖空间上呈稳定增加趋势,植被覆盖保持不变的区域面积占比31.27%,增加的区域占比56.08%,减少的区域占比12.65%,长江源东部零星地区退化的高寒草甸出现轻度减少,长江源园区西北部地区、黄河源园区北部植被覆盖度增加幅度较...     

邛崃山生态环境及生物多样性遥感监测评价

为了解邛崃山生态保护红线区生态环境及生物多样性维护状况,利用卫星遥感和地形数据,运用主成分分析法,建立遥感生态指数和生物多样性维护功能指数模型,对邛崃山生态保护红线区2000~2019年生态环境状况和生物多样性状况开展监测评估。结果表明:就遥感生态指数而言,近20a区域平均值为0.642~0.680,红线区南部多为高值区,北部多为低值区,评价等级为优的区域面积呈明显上升趋势,东北部及西南部的低值区略有扩大,呈弱恶化趋势;就生物多样性维护功能指数而言,近20a区域平均值为0.482~0.522,红线区南部多为高值区,北部多为低值区,多样性功能整体表现为缓慢增强,其中功能评价等级为强的区域面积呈显著增长趋势,而东北部功能等级改善效果不明显;邛崃山生态保护红线区生态环境状况整体较好,南部优于北部,生态环境状况和生物多样性大部分区域有所提升,小部分区域有所下降。      

山西省2007年夏季生态质量特征及其原因分析

2007年夏季（2007年6月～2007年8月）,山西省生态综合指数比2006年同期略高,生物多样性一般,生态质量属一般水平。从各种指数来看,湿润指数、植被覆盖指数和水体密度指数都较2006年同期有所增加。从各生态因子对综合生态指数的贡献来看,水体密度指数过小,植被覆盖指数较小以及2007年夏季灾情较重是影响山西综合生态指数提高的主要原因。     

气候变化对生态保护工程的影响

通过分析1978-2013年三北（东北、西北、华北）防护林建设区降水、气温等气象要素变化与植被生态质量的相互关系,以及1961-2013年我国主要草原区气象要素变化与草原生产力的相互关系,指出2000年以来北方降水增多导致三北防护林地区植被生态质量持续好转,且2000年以来在降水增加、生态工程实施的情况下,北方草原生态恶化的局面有所改变。进一步根据RCPs排放情景和预估的我国未来气候变化,指出未来30～60年我国北方地区气候呈现暖湿化趋势,利于巩固和扩大三北防护林和草原生态建设成果,缩短生态恢复的时间;但气候增暖会增加森林和草原火灾及病虫害的发生范围和频率。在对策上,指出应充分利用北方气候暖湿化的正效应,加快三北防护林建设和北方草原生态恢复;同时加强防护林和草原适应气候变化和防灾减灾的科学研究。     

典型喀斯特区植被变化及其与气象因子的关系——以广西百色市为例

利用2000—2017年广西典型喀斯特区MODIS NDVI卫星遥感影像,研究近20 a来喀斯特地区植被及不同等级石漠化区植被时空变化状况,分析降水及气温与喀斯特地区植被变化的相关性,探讨植被变化与气象因子的关系。结果表明:(1)研究区植被及各石漠化等级区植被年内NDVI变化特征均表现出"夏秋高,冬春低"的趋势,随着石漠化等级加重,植被NDVI均值降低。植被NDVI峰值多出现在8月上旬至9月上旬,谷值出现在1月和2月上旬。但以灌草为主的轻、中、重石漠化区植被NDVI峰值出现时间较早,以乔木为主的潜在石漠化区植被NDVI峰值出现时间较迟。(2)2000—2017年百色全喀斯特地区及各等级石漠化区植被NDVI均呈改善趋势,且重度石漠化区植被改善趋势最明显,轻度石漠化区次之。研究区植被多为稳定变化和改善趋势,改善、变化不大和退化面积比例分别为38.27%、57.86%、4.87%。(3)平均气温和降水量与研究区植被NDVI相关性均较高,且平均气温与植被NDVI的相关性总体好于降水量。年尺度气温和降水量对植被NDVI影响均较明显,季度尺度上,秋季和春季气温降水对植被NDVI影响较大,冬季影响最小。目前气候变暖引起的增温幅度有利于研究区植被生长,春夏季降水减少、秋季降水增多的气候变化趋势更利于研究区植被改善。     

鱼梁河湿地公园土地利用和生境质量遥感监测分析

利用高分卫星遥感数据,对贵州鱼梁河国家湿地公园2016—2019年土地利用和生境质量变化进行监测,定量评估分析湿地公园的生态环境质量与变化情况。结果表明:(1)湿地土地利用类型主要以林地、河渠和水田为主,期间林地面积增加31.46 hm~2;(2)湿地植被恢复良好,林地植被生态改善最为明显;(3)2016—2019年湿地生境质量指数上升1.78%,生态环境质量略有上升;(4)区域生境质量变化与土地利用类型的变化直接相关,且人为因素是土地利用类型变化主要驱动力。     

1980-2018年黄河上游气候变化及其对生态植被和径流量的影响

黄河上游是黄河流域最重要的水源涵养地和产流区,对黄河流域的水资源安全、生态环境和粮食安全有决定性的意义。近年来在西北地区气候暖湿化的背景下,黄河上游气候生态水文等问题受到了各方的高度关注。本文利用卫星遥感数据、格点融合数据和水文监测数据,分析了黄河上游气候的多尺度变化特征及其对植被和径流量的影响。结果表明：1）1980-2018年黄河上游暖湿化趋势呈现全区域较一致的气候特征,温度增加率为0.023℃/a,降水增加率为1.09 mm/a,但同时又存在明显的区域差异性,湟水流域至甘肃中部降水增加最显著,宁蒙荒漠地带增温趋势最明显,2000年以来整个黄河上游降水明显增加。2000年后汇流区与流径区的蒸散发明显增加,但源头区南部波动减少。2）当前的暖湿化有利于黄河上游植被生长,1999年以来汇流区和源头区部分区域的植被增加率达到0.04/（10 a）;从长期趋势看,源头区、汇流区植被指数与上年降水呈显著正相关关系,而流径区植被指数与当年降水相关性显著;降水对黄河上游流域植被具有明显的改善作用,而温度对其影响较复杂,各区域不同的植被类型是导致降水、温度、蒸散影响存在差异的可能原因。3）1980-2018年唐乃亥站和兰州站的年径流量均呈减少趋势,但1998年以来两站的年径流量明显增加,兰州站年径流量的增加率是唐乃亥站的近3倍。长期趋势表明,唐乃亥站年径流量与当年降水呈显著正相关关系,兰州站年径流量与当年降水、蒸散的相关系数均明显低于唐乃亥站;从年际波动看,降水是决定年径流量的最主要影响因子,而生态植被、冻土退化、水储量变化及社会活动等因素对径流量的影响也不容忽视。该研究为科学应对黄河上游生态保护及实现黄河流域高质量发展提供了参考依据。     

黄河三角洲退化湿地植被与土壤的恢复研究

以黄河三角洲退化湿地人工引水恢复区为研究对象,采用野外植被调查、土壤采样结合室内实验方法,对植被的种类、密度、盖度、频度和重要值以及土壤含水量、pH值、有机质、全氮以及全磷等指标进行分析,旨在探讨人工引水恢复工程对黄河三角洲退化湿地所产生的生态效应。结果表明：随着水分条件的改善,恢复区植被呈现出正向演替;恢复区土壤含水量明显高于未恢复区,pH值则明显降低,土壤有机质含量高于未恢复区,土壤全氮、全磷含量变化不大。可见,引水恢复工程已经使退化湿地的生态环境得到了一定程度的改善,淡水资源仍是制约退化湿地恢复的关键因素。     

天山巴音布鲁克草原植被变化及其与气候因子的关系

利用1982-2000年逐月NOAA/AVHRR NDVI的时间序列数据,分析了天山巴音布鲁克草原植被覆盖的动态变化及其与降水、气温、浅层地温等气候因子的关系。结果表明：近20 a来巴音布鲁克草原植被覆盖面积总体上呈现增加趋势,生态环境有所改善。同时,生长季（4-9月）NDVI与降水、气温和浅层地温的相关分析表明, 气温和浅层地温是影响巴音布鲁克草原植被生长的两个重要因子。     

全球2℃温升背景下青藏高原植被对气候变化的响应

《巴黎协定》提出全球暖化程度在21世纪末相对工业革命前控制在2℃以内的目标。青藏高原高寒植被对全球变暖非常敏感，在2℃温升这个边界增温条件下研究高原植被对气候变化的响应关系到高原生态安全问题，有重大现实意义。本文基于CMIP5多模式模拟预测结果研究了高原植被对2℃温升的响应，并探讨了高原植被对于气候因子变化的敏感性，得到主要结论如下：在全球2℃温升背景下，高原植被叶面积指数（Leaf Area Index, LAI）较历史参考期显著增加，高原变绿，其中高原中部LAI和植被碳存储增加最为显著，三江源是植被LAI增加较快的区域。增温后裸地面积迅速减少，植被覆盖率总体增加，大部分地区草地呈增加趋势，森林减少趋势变缓，说明在2℃温升期高原植被有所改善。在全球2℃温升背景下，高原植被覆盖率表现出对温度和降水率等气候因子更强的依赖性和敏感性，在增暖环境中，气温仍是影响高原植被生态系统变化的主控因子。