植被覆盖度遥感估算研究进展

植被覆盖度是刻画地表植被覆盖的重要参数,在全球变化研究、地表过程模拟和水文生态模型中发挥着重要作用.遥感能够反映不同空间尺度的植被覆盖信息及其变化趋势,是获取区域及全球植被覆盖度参数的一个重要手段.综合分析了用于植被覆盖度估算的遥感数据源,包括高光谱数据、多光谱数据、微波数据和激光雷达数据.而且分析了各种常用的植被覆盖度遥感估算方法及其优缺点,并评价了现有基于遥感数据的植被覆盖度产品及存在问题.最后,针对目前研究中存在的问题,讨论了植被覆盖度遥感估算研究的发展趋势,指出高时空分辨率长时间序列的全球植被覆盖度数据集、多源遥感数据融合和同化技术是未来植被覆盖度遥感估算研究的主要方向.     

粤北岩溶山区连江流域植被覆盖度动态变化研究

基于多时相MODIS数据和归一化植被指数的像元二分模型以及GIS技术,分析了2001—2010年连江流域植被覆盖度的时空变化特征。结果表明:连江及其子流域、岩溶区与非岩溶区的植被覆盖度空间分布差异性明显;近10年来连江流域的植被覆盖度总体上呈下降趋势,高植被覆盖度与中度植被覆盖度的面积数量变化剧烈,较高植被覆盖度与较低植被覆盖度的面积相对稳定;岩溶区植被分布以较高植被覆盖度、中植被覆盖度和高植被覆盖度为主,其分布面积分别占整个流域面积的53.84%、25.59%、18.54%,而非岩溶区则以高植被覆盖度、较高植被覆盖度和中植被覆盖度为主,分别占整个流域面积的48.12%、34.10%、15.05%;近10年来流域的植被覆盖度下降明显,且空间分布范围广,植被覆盖度相对稳定的区域占整个流域面积的65%以上,植被覆盖度下降区的面积比上升区增加近20%。      

基于遥感计算云平台高原山区植被覆盖时空演变研究——以贵州省为例

为揭示喀斯特山区植被时空变化规律,选取2000-2018年间1 748景30 m分辨率Landsat-NDVI影像,结合35个气象站点数据,辅以像元二分模型、线性趋势分析及地理探测器等方法,对贵州省19年间年植被覆盖度进行定量估算,分析其植被覆盖度时空变化特征及驱动因素。结果表明:（1）贵州省中、高植被覆盖度以上的区域面积占比约63%,其中高植被覆盖度区域面积占21.16%,主要集中分布于碎屑岩地区。（2）近19年来,贵州省植被覆盖度总体缓慢趋好,年均增长速率为0.4%,严重石漠化样区多年最大植被覆盖度均值始终低于整体植被覆盖度均值。（3）研究期间贵州省植被覆盖度以轻微改善、基本不变两个等级为主,两者面积比重之和约为95.4%,退化区域主要分布在城镇周边,面积比重约为3.8%。（4）气象因素、地理区位各因子间交互作用对植被覆盖度空间格局影响大于单因子作用。综上所述,城镇面积扩展、石漠化治理工程、地理区位及气象因素等是影响植被恢复与生态环境重建的关键要素,研究植被覆盖度多年动态特征力求为相关部门的水土保持、生态环境保护及石漠化治理提供重要的基础数据及科学参考。      

北京城区2000—2014年地表温度反演及因素分析

传统的城市温度监测方法周期长、效率低,而利用热红外遥感影像进行城区温度监测的方法具有准确、简便、实用等优点。基于Landsat TM、ETM+、OLI遥感影像数据,应用辐射传输方程法对北京城区（东城区、西城区、宣武区、崇文区、朝阳区、海淀区和丰台区7个区域）2000—2014年夏季地表温度的空间分布和时间变化进行分析及温度反演,结果显示,高温区分布有一定的规律,降雨情况、植被覆盖度的变化以及城区规划都是北京城区温度变化的重要影响因素。研究结果可为减缓北京的热岛效应提供依据。     

京津风沙源区2000—2015年植被覆盖状况的区域差异研究

植被覆盖状况是监测与表征区域生态建设成效的重要指标。以往研究注重区域植被覆盖状况的整体变化分析,对长时期区域内部植被覆盖变化及其差异研究较少。文中基于京津风沙源区遥感影像数据,采用GIS空间分析技术,重点评估了2000—2015年植被覆盖度的年际变化及其区域差异。研究结果表明,2000—2015年京津风沙源区植被覆盖度变化为35%~45%,且随年份变化呈波动增加趋势,年均增速为0.4%(P<0.05),生态治理取得明显植被恢复成效。8个治理分区植被覆盖均有所增加,但区域差异明显,晋北山地丘陵亚区和燕山丘陵山地水源保护亚区植被覆盖度年均增速超过0.6%,浑善达克沙地亚区与荒漠草原亚区植被覆盖度年均增速不及0.2%,这与区域地表组成和气候背景有关。从地市来看,北京、天津和承德植被覆盖度较高,但朔州和张家口植被覆盖度增速明显,而乌兰察布和包头植被覆盖度年均增速低于0.1%。相比2000年,2015年京津风沙源区有51%的区域植被覆盖度增加,49%区域植被覆盖度未变或降低,主要集中在京津风沙源区的中部和西部县市(旗),未来生态治理过程中应加以重点关注。     

1990—2019年黑河流域植被覆盖度动态变化及气温对其影响

植被覆盖度的变化特征是流域生态监测的重要内容,能为流域综合管理决策提供基础信息。黑河流域是中国西北干旱-半干旱地区第二大的内陆河流域。为研究我国西北干旱-半干旱地区的生态状况,以黑河流域为研究区,根据1990—2019年Landsat NDVI数据,综合应用像元二分模型和一元线性回归方法,分析黑河流域植被覆盖度的动态变化并探讨气温对其影响。结果表明: 黑河流域植被覆盖度呈现由南向北递减的空间分布特征; 近30 a来,植被覆盖面积总体呈上升趋势,中高植被覆盖度增长速度最快; 流域大部分地区植被覆盖度保持不变,植被覆盖度增加的区域多于退化区域; 受全球变暖影响,整个流域气温呈升高趋势,中游气温上升最快,上游最慢,流域上游和中游气温的升高对植被覆盖度起到促进作用,下游气温的升高则抑制了植被生长。     

基于NDVI的新疆玛纳斯湖湿地植被覆盖度变化研究

以2000年、2006年、2010年、2013年和2016年5期的Landsat遥感影像为基础数据源,基于像元二分模型反演了玛纳斯湖湿地植被覆盖度。通过动态度、转移矩阵对比不同时期各等级植被覆盖度的转化比例,分析植被变化的驱动力。结果表明： 2000-2016年,玛纳斯湖湿地植被覆盖度总体较差。极低植被覆盖度所占比例由19.6%增加到了46.3%,低植被覆盖度所占比例由60.6%减少到了28.7%,中植被覆盖度所占比例由9.4%减少到了4.6%,中高植被覆盖度相对变化较小,所占比例由2.9%增加到4.2%,高植被覆盖度所占比例由7.4%增加到16.2%。整个地区的荒漠盐碱土地和农田土地利用面积在逐渐增加,影响植被覆盖度和湖泊萎缩干涸的主要因素是过度利用水资源和人类活动对主要源流流域土地资源的大规模开发。     

基于MODIS数据的石羊河流域地表温度空间格局

利用2010年4期MODIS影像, 基于植被指数、 地表比辐射率、 大气透过率和星上亮度温度, 采用分裂窗口算法, 反演石羊河流域不同季节地表温度并对其进行验证. 结果表明: 石羊河流域四季地表温度变化明显, 昼夜温差很大, 其中, 春季温度分布在-13.45~29.27℃之间; 夏季温度分布在-3.75~56.29℃之间; 秋季温度分布在-10.15~32.67℃之间; 冬季温度分布在-17.15~12.75℃之间. 从地表温度空间分布上看, 在武威、 民勤、 古浪等绿洲地区地表热量丰富, 水土和植被效应显著, 热量呈圈状空间递减趋势; 在下游地区腾格里沙漠和巴丹吉林沙漠地区夏季温度最高, 祁连山东端的石羊河上游地区由于受常年积雪、 河流、 地表植被和海拔等因素影响地表温度较低. MODIS数据为宏观小流域热环境监测提供了新的途径, 且将遥感数据和地表下垫面数据相结合能提高反演精度.     

降水变化对陕北黄土高原植被覆盖度和高度的影响

植被特性及生长模式是土壤侵蚀研究的重要因子，而降水是植被生长的主要限制因素。通过 3年的观测数据，分析了陕北黄土高原地区降水年际变化和年内变化对 6种植被覆盖度和高度的影响，得到如下主要结论：①年降水量对刺槐林、灌木林、荒草地和农地植被的影响较大，平水年份和干旱年份最大覆盖度相差约一倍。而对于植被高度来说，受影响最大的是休闲地和农地植被。②降水的年内分布，尤其是 6～8月份的降水量是限制植被覆盖度和高度的主要原因。对于荒草地、农耕地覆盖度和高度的影响尤为显著。农作物覆盖度、高度甚至每年播种日期和种类都受到生长季降雨量的制约。研究结果对于估计黄土高原地区植被参数的变化，以及对土壤侵蚀模拟和退耕还林还草都具有参考价值。     

降水变化对陕北黄土高原植被覆盖度和高度的影响

植被特性及生长模式是土壤侵蚀研究的重要因子,而降水是植被生长的主要限制因素.通过3年的观测数据,分析了陕北黄土高原地区降水年际变化和年内变化对6种植被覆盖度和高度的影响,得到如下主要结论:①年降水量对刺槐林、灌木林、荒草地和农地植被的影响较大,平水年份和干旱年份最大覆盖度相差约一倍.而对于植被高度来说,受影响最大的是休闲地和农地植被.②降水的年内分布,尤其是6～8月份的降水量是限制植被覆盖度和高度的主要原因.对于荒草地、农耕地覆盖度和高度的影响尤为显著.农作物覆盖度、高度甚至每年播种日期和种类都受到生长季降雨量的制约.研究结果对于估计黄土高原地区植被参数的变化,以及对土壤侵蚀模拟和退耕还林还草都具有参考价值.     

中国全新世海平面变化周期与世界未来海平面变化规律

从发现海滩岩断代序列模式后,通过多学科综合研究又发现气候变化周期、闽粤海岸升降周期和海平面变化周期等皆为500a 左右。在13000aB.P.前中国气候变暖,海平面为以上升为主的升降期;近6000多年海平面以周期性上下波动为特征;而近3100年寒冷气候以每1000年7个纬度的速度南移,海平面向上波动幅度变小。按气候变化周期,现阶段为变寒期,将抵消一部分“温室效应”,世界未来50—100年的海面可能与今持平或有所下降。按照冰期和间冰期的时间规律,未来6000—7000年的海平面将下降几十米。     

近1 000年长江中下游旱涝与气候变化关系

文章利用旱涝灾害历史记载与现代器测降水资料重建长江中下游旱涝灾害等级序列 ,并通过相关分析与波谱分析、交叉谱分析等分别探讨了长江中下游旱涝灾害发生与东太平洋海水表面温度 (SST)以及太阳活动 (太阳黑子数 )的关系。结果表明 ,长江中下游涝灾多发生于气候过渡期 ,即涝灾在气候由一种气候状态向另一种气候状态转变时期多发。谱分析与交叉谱分析结果表明 ,长江中下游旱涝灾害等级序列在 10～ 11年周期上与太阳黑子数存在相关 ,但两者有近 1年的滞后性。长江中下游旱涝灾害与SST的相关关系分析表明 ,SST正距平年份 ,往往对应着长江中下游的涝灾 ;而SST负距平年份往往对应着长江中下游旱灾。因而可以认为 ,SST与太阳活动变化(太阳黑子数量变化 )在不同周期频度上对长江中下游旱涝灾害具有明显影响。     

坝上高原安固里淖全新世沉积地球化学特征与环境变化

湖泊沉积物是记录过去气候变迁的自然档案，分析湖泊沉积物的地球化学特征可以恢复湖区的古环境。在安固里淖湖心区钻取一沉积剖面，并以1cm为间隔分样，测得剖面各段的化学元素组成。根据岩心化学元素组成的变化和元素比值指标的变化，结合岩心纹层年代，获得湖区全新世以来的环境变化信息： 8507～7543a BP气候略干冷,但向暖湿方向发展；7453～4617a BP以湿润气候为主，但是存在相对干旱的时段(5137～4617a BP);4617～574a BP以干冷气候为主，在4617a BP和2494～1924a BP期间出现强干冷气候突变事件；574a BP以来，前期气候向湿润方向发展，但是在383a BP以后又转为干旱。安固里淖湖区全新世的环境变化状况与我国北方同期的气候状况具有很好的可比性。     

中国东部6区域近1000年干湿序列的重建和气候跃变分析

本文利用我国的历史气候记载，为东部6区域重建了最近1033年的时间分辨率为1年的区域于湿气候序列，讨论其可靠性，并分析其变化的准周期性和跃变特征。跃变分析采用移动t检验方法，分析各区域干湿气候的世纪尺度和10～20年尺度的跃变现象，辨识跃变信号的参考年代，指出北方各区域的跃变趋势相同，但有时与长江下游地区相反，以及跃变信号在寒冷气候背景下较多出现等特点。     

黑河下游额济纳地区的环境演变

通过对水系变迁的分析,勾画了黑河下游额济纳地区环境变化的大体框架。黑河下游额济纳地区的环境变迁,演绎了西北干旱地区普遍存在的水系溯源退缩过程。在地质历史时期,这种溯源退缩主要原因是地质运动和气候变化,而近代、现代人类不合理的水土资源开发活动加速了河流水系的溯源退缩,并在一定程度上超过了自然因素的作用。巴丹吉林沙漠曾经是黑河下游的冲积湖积平原。那么如果绿洲消失,额济纳三角洲就有可能再现巴丹吉林沙漠的形成过程,形成新的"额济纳沙漠"。在第四纪早期,额济纳盆地存在两个水流系统,且气候环境较为温暖潮湿;随后两个水流系统逐渐合并,区域气候亦有变干变暖的趋势;至第四纪晚期,气候更加干旱,现代水文网定型。东西居延海不是黑河流域的终端湖,在地质历史上属于黑河流域下游的河道湖。随着黑河水系不断地溯源萎缩,东西居延海及居延泽也存在着一个逐步缩小的过程,并在近现代演变为尾闾湖。显然,东西居延海作为尾闾湖只是一个很短暂的时期。     

末次间冰期以来地球气候系统的突变

地球气候系统的突然变化是近年来地学研究的热点。取自极地冰芯、海洋沉积物和陆地的古气候记录表明,末次间冰期以来全球经历了一系列数百年—千年时间尺度的气候突变事件,证明了在末次冰期—间冰期旋回大尺度气候变化背景下,全球气候存在较大不稳定性这一基本事实。尽管末次间冰期以来这些数百年—千年时间尺度气候突变事件的成因和影响范围还存在明显的不确定性,但已从诸如末次间冰期(MIS 5e)中期的干冷事件、末次冰期的Dansgaard-Oeschger旋回、Heinrich事件和Younger Dryas事件以及发生在全新世冰后期的一些降温事件的研究中,获得对过去130 ka来气候变化过程总体上的认识和理解。综述了近年来的主要研究成果,介绍了有关末次间冰期以来全球气候突变事件发生的时间、过程和机制等最新的研究进展。     

现代冰川中的微粒研究与气候环境变化

现代冰川雪冰中的微粒是重建过去气候环境变化的一项重要替代性指标。根据前人对极地冰盖和山地冰川冰芯及雪坑样品中的微粒粒径、矿物特征和含量变化等研究成果,讨论了微粒粒径变化,微粒与火山活动、大气气溶胶的关系,以及冰芯测年、微粒来源等相关分析,认为微粒中的代表性矿物、火山玻璃、粗糙系数和粒径分布可作为确定微粒源区的指标;微粒含量的变化与大气环流、气温高低及干湿程度密切相关,微粒含量的高值对应冷干气候,反之为暖湿;大气环流加强时,微粒含量增加,反之减少。微粒研究还能获得如火山活动、人类影响等特殊事件的信息。     

蒙古全新世气候变化研究进展

简要地回顾了蒙古全新世气候变化研究。蒙古全新世气候变化研究侧重于对树轮、风成沉积和湖泊沉积物的研究。蒙古的树轮研究恢复了杭爱山（Hangai）地区过去1 783年以来的温度变化及蒙古中东部地区过去340多年以来的降水和径流量变化。蒙古全新世风成沉积主要分布在蒙古北部的走廊地带,全新世古土壤的层数可以和中国北方地区的古土壤层数对比。蒙古的湖泊研究显示蒙古全新世气候演化存在2种模式,即冷干—暖湿型和冷湿—暖干型,这2种模式以杭爱山为分界线。这说明蒙古全新世气候变化的复杂性,其水汽来源和水热组合存在差异。迄今为止,蒙古全新世气候变化的研究仍较薄弱,有待进一步加强研究。     

北京地区末次冰消期气候环境变化记录的初步研究

对北京房山县长沟镇附近埋藏末次冰消期湖沼沉积物层序和岩性变化的观测资料，以及１４Ｃ测年、孢粉分析、磁化率、有机碳δ^１３Ｃ值和有机质含量等测定资料的综合研究表明：１)约１３０００ａＢ．Ｐ．以前本区气候相当干冷，植被稀疏；２)约１３０００～１２１００ａＢ．Ｐ．气候明显变暖，植被日趋繁茂，出现针叶－落叶阔叶林；３)约１２１００～１００００ａＢ．Ｐ．气候波动相当显著，十分不稳定，并在约１１６００～１１３００ａＢ．Ｐ．和约１０９５０～１０４８０ａＢ．Ｐ．气候明显向干冷逆转；而在这两个气候逆转之间出现相对湿润或温湿的气候。这一短期气候变化与北大西洋地区有相似之处，又有差异。     

泥炭沉积与气候变化的泥炭记录

气候变化是影响全球泥炭沼泽分布和演化的最重要的因子之一,而泥炭地由于自身的特点成为过去气候变化的良好地质档案。在介绍泥炭沉积过程及不同类型的泥炭沼泽的发育特点基础上,从过去气候变化的常用泥炭记录和泥炭地碳记录等方面总结了国际上针对泥炭地反演气候变化研究的若干重要进展,重点剖析了泥炭腐殖化度、植物残体、有壳变形虫、生物标志化合物、同位素和孢粉等泥炭地过去气候变化重建的代用指标的适用范围和优缺点,同时也分析了泥炭地碳累积和碳循环等热点研究问题。最后从泥炭地作为过去气候变化的记录档案、泥炭地对现在气候变化的响应与反馈及在泥炭地进行现场气候变化监测与实验等方面对泥炭地与气候变化研究进行了展望。