基于线性光谱分离技术的西藏乃东县土地覆被变化监测

青藏高原是全球气候变化研究关注的热点地区,也是中国生态保护的重点区域,其土地覆被变化研究对优化土地利用结构、改善土地覆被状况和生态环境具有重要意义。线性光谱分离技术是利用遥感手段监测土地覆被变化的有效方法。本文选取西藏乃东县为研究区,利用1988、2000和2010年三期Landsat TM、ETM遥感影像,采用线性光谱分离技术,定量提取了研究区三期影像中单个像元的植被、裸土、裸岩覆被率比例,同时将植被分量与NDVI结果进行对比分析。结果表明：①研究区山峦重叠,沟谷纵横,地表破碎,混合像元比例高,线性光谱分离技术可以很好地处理复杂地物的土地覆被变化;②1988-2010年间,研究区裸土面积下降幅度较大,植被覆盖率及裸岩覆盖率有所上升,说明本区植被得到一定的恢复,但同时石漠化也在进一步加剧;③通过对线性光谱分离的植被分量与NDVI结果比较,发现线性光谱分离技术对青藏高原土地覆被识别具有较好的适用性。     

贵州省关岭县土地利用/土地覆被变化及土壤侵蚀效应研究

以贵州省关岭县为例,利用1987和1999年两个时段TM影象和相关资料,分析研究区12年间的土地利用/土地覆被变化及其土壤侵蚀风险。发现:(1)研究区土地利用动态变化较大,年均土地利用综合动态指数为1.36%;(2)旱地和草地互相转化比例高,草地开垦为旱地和旱地弃耕为草地的动态变化幅度远远超过旱地和草地最终面积变化的幅度;(3)山区土地利用的空间变化主要体现在垂直方向;(4)研究区裸土面积下降,一部分被植被覆盖,另一部分由于土壤流失殆尽,形成裸露基岩,故植被覆盖率和基岩出露率上升;(5)石漠化程度加剧,其中旱地石漠化发展速度最快;(6)土壤侵蚀形势严峻。     

质变和量变两种维度下新疆山区土地覆盖变化分析

山区是新疆主要的产流区,山区土地覆被变化对新疆经济发展和生态环境安全具有重要意义,但新疆山区的土地利用整体变化情况尚不太清楚。该文基于新疆1∶10万土地覆被类型数据和GIMMS 3 g植被指数数据,综合运用GIS空间分析和月平均、距平和趋势保留预置白处理方法及Mann-Kendall非参数趋势检验方法,提取与分析了新疆三大山区在1990—2010年土地覆盖类型转化和1982—2013年的植被覆盖变化情况,尝试从2个维度分析新疆山区土地覆被变化情况,探讨了植被覆盖的显著变化与土地覆盖类型之间的空间关系。结果表明:1)以土地覆盖类型转化为标志的新疆土地覆被质变情况发生比例很小,99%的土地覆被类型没有发生变化;2)新疆三大山区中均有大于35%的面积植被状态发生了不同方向上的显著变化,阿勒泰山区植被退化30.38%,植被改善4.07%,天山山区植被退化25.27%,植被改善18.26%,昆仑山山区植被退化33.69%,植被改善19.83%;3)发生退化的区域主要分布于人类活动干扰较强的低海拔及山前地区,且主要以草地和稀疏草地为主,阿勒泰山区草地退化面积占到总面积22.18%,天山山区稀疏草地和草地退化面积占到总面积18.88%;昆仑山区植被稀疏草地和草地退化面积占到总面积10.74%。研究结果说明从质变和量变二种角度的分析能够提供对山区土地覆被变化提供更全面的认识,在分析土地覆被变化的生态水文响应时应当给予综合考虑。     

1987-2008年额济纳绿洲土地覆被变化及其驱动机制

采用1987、1999年和2008年3期TM卫星数据, 对额济纳绿洲2000年黑河分水前后土地覆被变化进行了研究, 并分析了额济纳绿洲土地覆被变化的驱动因素。结果表明:(1)从不同覆盖等级的面积变化来看, 额济纳绿洲的主体是中植被覆盖区。1987-1999年额济纳绿洲的植被呈退化趋势。2000年黑河分水后至2008年, 额济纳绿洲植被退化的趋势已得到缓解。(2)从不同土地利用类型的面积变化来看, 额济纳绿洲的主体是戈壁。1987-1999年额济纳绿洲植被退化, 荒漠化趋势明显。2000年黑河分水后至2008年, 植被有所恢复, 退化趋势得到了遏制。(3)影响土地覆被变化的主要有3类因素。第一主成分与人为因素密切相关, 说明过去的十几年额济纳绿洲的土地覆被变化主要受到人类活动影响。第二主成分与地表径流量、年降水量、年均风速有较大的相关, 第三主成分与地下水埋深有较大的正相关, 表明气候因素对额济纳绿洲的土地覆被变化也有一定程度的影响。根据以上结果, 提出应对策略:(1)保证来自中上游的地表径流供给;(2)合理利用地下水资源;(3)增加技术支持, 实现宏观调控。     

近30a台特玛湖地区土地利用/土地覆被变化及其影响因素

土地利用/土地覆被变化对干旱区生态环境变化有明确的指示意义。基于台特玛湖地区1988—2017年Landsat遥感数据、土地利用数据和气象站观测数据,运用均值法、线性趋势分析法、Pearson相关性分析法、主成分分析法等,分析了近30 a来台特玛湖地区土地利用/土地覆被类型、植被NDVI(Normalized difference vegetation index)变化及其影响因素。结果表明:土地利用/土地覆被以草地为主,草地和耕地面积均呈下降趋势,林地呈上升趋势;植被NDVI总体呈上升趋势,但上升趋势较缓;植被NDVI整体偏低,仅在台特玛湖湖区周围水分条件比较好的地区稍高;植被NDVI与气温和降水具有一定相关性;生态输水对该地区的植被状况改善起到了促进作用。     

中国历史时期森林空间格局网格化重建方法研究——以东北地区为例

具有空间信息的历史土地覆被数据集是研究土地覆被变化气候与生态效应的基础数据。本文在潜在植被数据和现代遥感土地利用数据的基础上,确定了土地垦殖前森林植被可能的分布范围;遴选并量化了影响我国土地宜垦性的主导因子,评估了省域尺度上土地的宜垦性;构建了以土地宜垦性为权重的历史森林覆被网格化重建模型（网格大小为10 km×10km）;重建了我国东北三省1780 年和1940 年网格化的森林覆被。结果表明：基于省域森林面积数据,该方法较好地再现了历史时期森林空间格局;与2000 年遥感有林地空间数据对比分析显示,模型重建结果与遥感数据绝对误差的单样本t 检验相伴概率（双尾）为0.12,大于显著性水平0.05,表明模型重建结果与遥感数据不存在显著性差异,网格化重建方法具有较好的可行性;同时,重建结果准确性评估也表明：1780 年重建结果在县域尺度上的相对误差在-30%~30%之间的县级政区有99个,占县级政区总数（不含无值区）的74.44%,总体误差相对较小。     

清代西南地区森林空间格局网格化重建简

基于遥感土地利用数据和全球潜在植被数据,确定了中国西南地区土地垦殖前森林植被可能的分布范围,并通过量化地形（海拔、坡度）和气候生产潜力（光照、温度、水分）与农林地分布间的关系,构建了土地宜垦性评估模型和历史森林面积网格化分配模型,重建了清代西南地区5个时点、分辨率为10 km×10 km的森林空间格局。结果表明：①本文设计的森林空间格局网格化重建方法具有一定的可行性,其结果能较好地反映森林变迁历史过程的基本特征;②西南地区森林覆被率从雍正二年（1724年）的54.7%下降至宣统三年（1911年）的27.8%,其减少地区主要分布在四川盆地、云南中南部以及贵州大部;③从网格占比的变化趋势看,1724-1911年,西南地区森林覆被率小于10%的网格占比上升了约31个百分点,而覆被率大于80%的网格占比则下降了约13个百分点。     

清代西南地区森林空间格局网格化重建

基于遥感土地利用数据和全球潜在植被数据,确定了中国西南地区土地垦殖前森林植被可能的分布范围,并通过量化地形（海拔、坡度）和气候生产潜力（光照、温度、水分）与农林地分布间的关系,构建了土地宜垦性评估模型和历史森林面积网格化分配模型,重建了清代西南地区5个时点、分辨率为10 km×10 km的森林空间格局。结果表明：①本文设计的森林空间格局网格化重建方法具有一定的可行性,其结果能较好地反映森林变迁历史过程的基本特征;②西南地区森林覆被率从雍正二年（1724年）的54.7%下降至宣统三年（1911年）的27.8%,其减少地区主要分布在四川盆地、云南中南部以及贵州大部;③从网格占比的变化趋势看,1724-1911年,西南地区森林覆被率小于10%的网格占比上升了约31个百分点,而覆被率大于80%的网格占比则下降了约13个百分点。     

土地利用/土地覆被时空分布100 年数字重建 ——-以大庆市杜尔伯特蒙古族自治县为例

长时间序列的土地利用/ 土地覆被数据是开展全球变化、可持续发展及生态安全等各项研究的重要基础。然而,早期的土地利用/ 土地覆被数据,特别是卫星遥感数据出现之前 的土地利用/ 土地覆被信息通常很难获取。利用TM、MSS 遥感影像数据和地形图、气候、地质、地貌、土壤、植被、水文等自然环境背景图件以及数据,社会经济统计数据等多源数 据,选择大庆市杜尔伯特蒙古族自治县作为典型案例区,在GIS 技术支持下建立了土地利用/ 土地覆被数字重建模型,再现了典型研究区20 世纪30 年代和50 年代土地利用/ 土地覆被空间分布状况。通过野外调查和历史文献资料对土地利用数字重建结果进行精度评价并初步得到以下结论：① 采用逐个图斑跟踪记录的方法对研究区各个时期土地利用/ 覆被变化的敏感 性进行分析,有利于揭示区域土地利用/ 土地覆被变化的规律;② 在定量、定位分析环境背景对土地利用/ 土地覆被分布及其变化的影响基础上,综合判断各种土地利用/ 土地覆被分布概率,其结果可为土地利用数字重建提供依据;③ 对1:10 万地形图提取土地利用信息的可行性与可信度分析表明,地形图中土地利用信息完全能够达到一级土地利用分类精度,同时疏林地、灌木林、沼泽地、盐碱地、沙地等二级分类信息也能获取。     

基于遥感图像的垦利县盐碱退化土地信息提取及其演化规律研究

选择黄河三角洲滨海盐渍土地分布区,以垦利县为例,利用1987,1998和2005年三期多光谱遥感影像,通过研究各地物的光谱特性,找出土地盐渍化的敏感波段,通过波段闻的组合构建了突出反映盐渍化信息的土地退化指数.并通过遥感图像分级获得三期遥感影像的土地退化等级分布,进而分析研究区退化土地的等级、面积、分布,及其土地退化的动态演化规律.结果显示,1987年垦利县重、中度退化土地较多,二者占总土地面积的1/2.经过11年的努力.至1998年土地退化状况得到明显改善.但由于人类活动干扰及对土地资源的过度利用,2005年土地退化状况又呈现变差的趋势.退化土地转为农用地是1987-1998年时段的主要变化趋势,而1998-2005年时段的主要变化趋势则是退化土地转为水库和养殖池,及其农田因盐渍化而沦为退化土地.人类活动在研究区土地退化的演变中起着主要作用.     

毕节喀斯特峰丛区石漠化土地利用配置

以毕节老街村喀斯特石漠化土地利用为例,采用实地调查的方法获取研究数据,分析了研究区喀斯特石漠化土地利用效益,结果表明：土地利用经济效益,随石漠化程度加重而衰减。在此基础上,遵循石漠化治理的一般原则,采用土地景观生态的基本原理,以土地类型单元为配置对象,提出坡地保土耕作、桑草养殖、桑药种植、耕作便道树篱、封山育林多种模式集成的土地空间配置方案,优化土地利用结构。土地优化下的经济效益,优于现状种植模式,且利于植被恢复和水土保持;有效探索喀斯特山区石漠化治理和生态建设的实践途径。     

中国典型石漠化地区土地利用与石漠化的关系

定量研究了贵州省盘县中南部峰丛洼地典型石漠化地区不同岩性的土地利用分布规律和不同土地利用类型的石漠化发生率。结果表明,难利用的、岩石裸露的石旮旯地在连续性石灰岩、石灰岩夹碎屑岩和石灰岩与白云岩互层分布区的比例很高。不同等级石漠化与不同土地利用类型和岩石类型存在着相关性,如坡耕地中以连续性石灰岩发生轻度石漠化的比例最高,其次是石灰岩碎屑岩互层分布区;研究区的轻度石漠化中,土地覆被以灌丛所占的比例最高,坡耕地占11.67%;中度石漠化中,土地覆被以中覆盖度草地所占比例最高;强度以上石漠化中,土地覆被以难利用地的石漠化比例最高。从1995到2000年,中覆盖度草地和难利用地中强度和极强度石漠化比例有所增加。基于上述研究,对研究区的石漠化土地覆被作了进一步的分类,指出了研究区的石漠化的形成过程和治理重点。     

峰丛洼地石漠化景观演化与土地利用模式

峰丛洼地石漠化景观格局是土壤分布空间格局的制约下,岩溶生态系统对植被强烈依附性条下,由不同类型人类活动决定的。农耕、放牧和砍伐是最主要的破坏峰丛植被的人类活动;缓坡耕地形成轻度石漠化景观;陡坡地形成中度石漠化景观,因坡面土壤流失,演化为更高等级石漠化景观;峰丛陡坡放牧和砍伐都可能直接形成峰丛上部大面积中-强度石漠化景观,出现峰丛坡面石漠化景观分异,产生不同的土地利用模式。     

Effect of Land Use and Land Cover Change on the Changes in Net Primary Productivity in Karst Areas of Southwest China: A Case Study of Huanjiang Maonan Autonomous County

Karst areas in southwest China have experienced significant land cover and land use change (LUCC) due to utilization for human activity and a comprehensive rocky desertification control project (RDCP) since 2008. It is important to quantify the effect of LUCC on ecosystem productivity in this region for assessing the overall benefit of this ecological restoration project. In this study, we used using MODIS land cover and NPP products to investigate the relative contribution of LUCC to the change in net primary productivity (NPP) during 2008-2013 in Huanjiang County, one of first one hundred pilot counties to implement RDCP. Our results show that NPP increased in 95.53% of the county, and the average growth of NPP in non-rocky desertification area was higher than in rocky desertification or potential rocky desertification areas. LUCC has an important contribution (25.23%) to the NPP increase in the county, especially in the LUCC area (70.97%), which increased the average NPP by 3.9% and 10.5%, respectively. Across the six RDCP regions in the county, the average increase in NPP for the vegetation restoration measure of governed karst area is significantly greater than in the ungoverned karst area, and the positive change in NPP increased with the increasing implementation area of the vegetation restoration measure.     

喀斯特石漠化评价指标体系探讨——以贵州省为例

从喀斯特石漠化的科学内涵出发,探讨喀斯特石漠化评价的具体内容,指出喀斯特石漠化评价应从现状、危险性以及发展速率3个方面进行.评价指标选取所依据的原则,探讨了指标体系适用的时、空尺度范围;根据已有研究成果,分析喀斯特石漠化不同等级指标量化界线确定的生态基准,初步建立了石漠化评价的指标体系.     

基于支撑向量回归的二端元混合像元分解

针对遥感影像混合像元光谱复杂,其非线性特征,传统LSMM分解模型难以进行有效的混合像元分解的不足。通过基于SVR的二端元混合像元分解的研究,从真实遥感影像上获取典型的植被、非植被光谱信息,构造二端元混合光谱库,进行SVR模型的混合像元分解。当样本量为6%时,交叉验证获得最佳模型参数（C=1024.0和g=4.0）,进一步对全部混合像元进行混合像元分解。实验结果表明：SVR分解结果RMSE为5.95,R²为0.958,优于LSMM方法（RMSE=7.71,R²=0.932）,且在各个不同真值丰度下具有更好的稳定性,证明该方法对于非线性混合光谱具有很好的学习和推广能力。此外,该方法的精度不随训练样本量的增加呈明显变化,体现出SVR在有限样本情况下能够保证高效率的训练能力。     

喀斯特山地生态系统石漠化过程及其恢复研究综述

喀斯特石漠化一般经历顶极植被-灌草丛-石漠等3个阶段。在这一退化过程中喀斯特石漠化对环境的选择性导致喜Ca、耐旱和岩生性的植物生存,而生物量的移出和耐荫树种消退是退化的关键因素。退化过程中植被、土壤理化性质与环境形成正反馈关系,并具有退化方向上的一致性、退化过程的非同步性和退化速度的非线性等特点。喀斯特植被恢复时,其恢复对策经历了由早期更新对策向中期结构调整对策直至后期结构功能协调完善对策更替。喀斯特生态系统恢复的技术包括自然恢复、人工恢复与复合农林业综合治理技术。喀斯特区域恢复的核心是整体人地系统的生态优化。提出喀斯特生态系统石漠化过程及恢复研究的重点是适应性恢复与适应性管理的基础理论问题。     

不同石漠化程度岩溶峰丛洼地系统景观格局的比较

利用花江岩溶峡谷区南坡不同石漠化程度的5个独立的岩溶峰丛洼地系统景观要素的实测数据,分析了多样性、优势度、破碎度、分离度等景观格局指标的变化规律及其所指示的生态学意义。结果表明,这些指标在不同峰丛洼地系统都能较好地评价石漠化过程中景观格局的动态变化规律,对分析石漠化土地的发展趋势具有较好的指示意义。但多样性指数、优势度指数、均匀度指数也与各峰丛洼地系统的景观基质有关,在不同石漠化程度的峰丛洼地系统中,反映的景观生态意义是不一样的。景观格局分析不仅强调面积,而且还考虑所研究石漠化土地的空间分布特征(格局)、景观组成特点与石漠化过程的关系和对石漠化的影响,在石漠化程度判定和石漠化指标的研究中景观格局是一个不可忽视的问题。