1999—2010年中国西北地区植被覆盖对气候变化和人类活动的响应

中国西北地区气候干旱,频繁出现沙尘天气,属于生态脆弱区域,而植被变化是生态系统对气候变化响应的指示器,研究其变化对改善西北生态环境具有重要意义.本文利用1999—2010年归一化植被指数(NDVI)以及气象数据研究中国西北地区植被覆盖时空变化,以Sen趋势度结合Mann-Kendall检验、相关和偏相关分析以及残差法分析人类活动和气候变化对植被覆盖变化的影响.结果表明:西北地区植被覆盖整体呈增加趋势,但在局部地区气候干旱少雨和人类活动抑制植被生长.植被变化强度空间差异是人类活动和气候要素共同作用的结果:气温高,降水少,大部分地区植被覆盖与气候要素相关显著,并且植被变化对气温和降水的响应存在一定滞后时间;蒸发量大于降水量,人类引水灌溉弥补降水不足,使得农业植被呈增长趋势.新疆北部地区植被覆盖呈下降趋势,原因是气候干旱、沙漠化严重会抑制植被生长,人类活动频繁、城市扩建同样会破坏植被生长.     

2000~2014年黑龙江流域（中国）植被覆盖时空变化及其对气候变化的响应

采用MODIS/NDVI数据,利用Theil-Sen Median 趋势分析、Mann-Kendall 以及Hurst指数方法分析2000~2014年黑龙江流域（中国）植被的时空变化特征、植被变化发展趋势及可持续性特征;应用相关分析法研究了气候变化对植被生长的影响。结果表明,2000~2014年黑龙江流域（中国）植被NDVI指数呈缓慢增加趋势,山区植被覆盖增加显著,东北部平原区植被覆盖持续退化,总体上植被覆盖持续改善能力较弱。植被NDVI对气候响应的季节差异显著,且不同类型植被对气候因子的响应不一致：春季植被NDVI主要受温度影响,夏季植被NDVI主要受降水量影响,秋季林地NDVI与温度正相关、草地NDVI与降雨量正相关。     

中国东部典型沙地植被覆盖度对降水变化的响应

降水对中国东部沙地植被覆盖度产生重要影响,了解植被覆盖度对降水量变化的响应,对制定植被恢复策略具有重要意义。选择毛乌素沙地和科尔沁沙地,使用Landsat系列数据和MODIS数据得到2000—2020年归一化植被指数（NDVI）数据集,用像元二分法分别计算了年内最大和生长季平均的植被覆盖度。结合地面气象站在1999—2020年观测的逐日降水数据,分析了植被覆盖度对降水变化的响应。结果表明：（1）毛乌素沙地和科尔沁沙地的年内最大和生长季平均植被覆盖度均有增长趋势,其中毛乌素沙地的生长季平均植被覆盖度>30%的面积增加最显著,科尔沁沙地>50%的面积增加最显著。（2）这两个沙地的年降水量和四季降水量都呈增加趋势,且有降水变率大和夏季增幅最大的共同特点。（3）毛乌素沙地的年内最大和生长季平均植被覆盖度都对前一年夏季降水量变化的响应最敏感,而在科尔沁沙地则是对当年夏季降水量变化的响应最敏感。（4）不同植被类型对降水量变化发生响应的滞后时间不同。     

2000-2012年祁连山植被覆盖变化及其与气候因子的相关性

研究祁连山地区植被覆盖变化及其与气候因子的响应关系对这一地区土地利用总体特征以及对区域及全球气候和环境变化都将产生深远的意义。利用2000-2012年美国国家航空航天局提供的MODIS NDVI数据并结合相应的气候资料,通过对逐像元信息的提取和分析,运用均值法、斜率分析法、相关分析法,研究了2000-2012年不同季节祁连山植被覆盖的时空变化及其与气候因子的相关性。结果表明:13 a来祁连山植被覆盖整体上呈增加趋势,其中春季植被改善最为明显,秋季次之;植被覆盖变化在不同季节都存在明显的空间差异;不同季节植被与气温、降水的时滞效应不尽相同;祁连山春季大部分地区NDVI与气温呈显著正相关,夏季NDVI与降水呈显著正相关,秋、冬季NDVI与降水、气温的相关性不明显。     

气候和土地利用变化对塔里木河干流区植被覆盖变化的影响

基于遥感和地理信息系统技术,利用1998—2008年SPOT-VEGETATION归一化植被指数（NDVI）数据对塔里木河干流区1998—2007年植被覆盖的时空变化进行了监测,并从气候变化和土地利用变化双重角度分析了植被覆盖变化的原因。研究表明,塔里木河干流区植被覆盖变化经历了两个阶段:1998—2001年植被覆盖严重退化时期;2002—2007年植被覆盖度由急剧上升到缓慢下降再到持续升高时期,NDVI明显高于20世纪末期水平。塔里木河干流区植被覆盖变化存在显著的空间差异,绿洲农业灌溉区和退耕还林还草生态恢复区的植被覆盖度显著提高,天然草地植被区的植被退化严重。塔里木河干流区植被覆盖变化是气候和土地利用变化共同作用的结果。温度对植被覆盖变化的影响表现为对植被生长年内韵律的控制和秋季植被生长期的延长,年降水量的波动式上升是导致塔里木河干流区植被覆盖变化两个阶段呈现差异的主导因素。     

气候驱动格局下中国陆地植被指数变化

将降水、气温和日照作为驱动中国陆地植被指数变化的典型气候因子,基于1982-1999年10天合成的NOAA/AVHRR NDVI与同期降水量、平均气温和日照时数数据,按所有年份求平均后,分析旬NDVI与旬降水量、旬平均气温和旬日照时数的年内相关关系,确定中国陆地植被指数变化的气候驱动格局,揭示不同气候因子驱动格局下植被指数的时空变化特征和规律.结果表明,绝大部分植被覆盖区NDVI受气候因子驱动作用明显.气候因子驱动陆地植被指数变化的空间分异格局较为明显,大致分为气温显著区,降水显著区,日照显著区,气温和降水显著区,气温和日照显著区,降水和日照显著区,气温、降水和日照显著区,气温、降水和日照弱显著区,气温、降水和日照不显著区等9大类型.受局部地形、大气环流、海拔高度等的影响,在大的基本气候驱动格局内,还会形成其他不同的小气候驱动格局.1982-1999年间,所有气候驱动区的植被活动均表现为增强趋势,其NDVI的增加主要发生在春季或夏季.其中,气温和日照显著区的春季NDVI增幅最大,降水和日照显著区的夏季NDVI增幅最大.从各月变化来看,气温显著区、气温和降水显著区5月份的NDVI增长最为迅速,降水显著区、降水和日照显著区6月份的NDVI增长最迅速,日照显著区、气温和日照显著区3月份的NDVI增长最迅速,气温、降水和日照弱显著区4月份的NDVI增长最迅速,这些月份对全年NDVI变化的贡献也最大.     

中国草原区植被变化及其对气候变化的响应

利用1982~2006年GIMMS NDVI和气象数据,探究中国草原区植被变化及对气候的响应。结果表明,近25 a中国草原区植被覆盖总体呈上升趋势,但季节变化空间差异明显。春季温度对温带典型草原、高寒草甸草原和高寒典型草原植被生长有重要影响,而夏季和秋季温度同样对高寒草甸草原影响显著;夏季降水增多能明显促进夏季温带荒漠草原植被生长。除8月份以外,温带草原5~9月NDVI均与前一个月降水显著正相关;在生长季内,高寒草原NDVI与同期温度显著正相关,但8月份除外。此外高寒草原植被在生长最旺盛时期对降水变化存在1~3个月滞后期。     

藏西南高原植被覆盖时空变化及其与气候因素和人类活动的关系

研究基于MODIS-NDVI数据和气象数据,利用趋势分析、相关分析及残差分析等方法,分析了2000―2020年藏西南高原植被NDVI在不同时段的时空变化特征及气候因素和人类活动对植被NDVI的影响,结果表明：近20 a来藏西南高原植被NDVI呈增加趋势,不同时段植被NDVI增长速率存在显著差异,主要表现为秋季>生长季>夏季>全年>春季>冬季;不同时段植被NDVI的分布格局虽存在差异,但高原东部植被覆盖度明显高于西部地区;高原大部分区域植被状态基本稳定,局部明显改善,部分区域有所退化;年际尺度上,气温和降水的增加导致植被NDVI升高,季节尺度上,春季、秋季和冬季气温升高导致植被NDVI升高,降水的增加导致植被NDVI下降,夏季和生长季气温升高导致植被NDVI下降,降水升高导致植被NDVI增加;人类活动对高原大部分区域呈正面影响,局部地区呈负面影响,集中分布在半农半牧和纯牧业县区。     

青海湖地区植被覆盖及其与气温降水变化的关系

使用1981年到2003年月NDVI(归一化植被指数）资料,计算了青海湖地区植被覆盖度,分析了该地区植被覆盖度的历史演变,发现其值在增大,尤其是从1996到2003年,青海湖地区的植被覆盖度都为正距平,NDVI年平均增长率为1.07×10-3。四季的植被覆盖度均为增加趋势,夏季增加最多。月平均温度与月植被覆盖度、春夏季降水与夏秋季植被覆盖度显著正相关。因此,热量条件和春夏季降水是影响青海湖地区植被生长的关键性因素。     

1982—2017年黑河流域植被指数动态及其对气候变化与生态建设工程的响应

为改善黑河流域生态系统整体功能,缓解植被退化趋势,中国自2000年起先后在黑河流域实施了一系列生态建设工程。在气候变化背景下,客观衡量生态建设工程的效益具有重要意义。本研究基于1982—2017年归一化差异植被指数（NDVI）数据集和气候数据,采用趋势分析研究黑河流域植被的动态变化,结合偏相关分析和残差分析来剥离气候变化和生态建设工程对植被的影响。结果表明：（1）1982—2017年黑河流域植被NDVI总体波动上升,2000年后NDVI增加速率呈上升趋势;（2）气温和降水的增加趋势对NDVI起正向作用,且降水增加对NDVI的影响更显著;（3）自2000年生态建设工程实施后,人类活动对植被NDVI变化的影响占据主导地位,30.18%的研究区受到生态建设工程的正向影响,其中在耕地和林地的表现尤为突出。这表明生态建设工程对黑河流域植被增加产生重要影响。     

DCCA在黄土高原流域径流环境解释中的应用

以黄土高原腹地泾河流域12个水文特征指标为“物种”,选取对流域径流有影响的9个环境因子,采用DCCA排序方法定量分析河流径流特征沿环境因子梯度的演变规律。结果表明:(1)DCCA排序的前3轴分别与退化草地比率、降水量、降水强度、植被指数、平均坡度显著相关;(2)河流径流特征沿环境梯度可明显分为输沙量极大的北部黄土丘陵区;平均含沙量极高的中北部黄土沟壑区;径流量大、输沙量小的山地-沟壑过渡区;侵蚀模数极高、径流年内变化极大的中部黄土残塬区;产流量大、年含沙量极低的南部山地区。     

无定河流域地下水更新时间估算

地下水更新时间是衡量水循环速度的重要指标,是水资源开发利用重要的水文参数.文中考虑1972年以后黄河出现的断流问题.探讨其支流地下水更新时间的估算方法.基于无定河流域10个水文站的日径流观测资料,分汛期、非汛期与全年3个不同时期研究流域的基流消退过程以及地下水的更新时间.研究结果表明:1)无定河流域汛期退水常数变化在0.72～0.89之间,非汛期退水常数变化在0.88～0.96之间,汛期基流消退速度快于非汛期;2)对于无定河流域三个不同的土地类型区而言,无论汛期、非汛期还是全系列,黄土区的基流消退最快,河源区次之,风沙区最为缓慢;3)从地下水更新时间看,11个水文站控制的水文区地下水半更新时间变化在1.8～45.5天之间,地下水全更新时间在34～105天之间,表现出明显的时空分异性.按年平均状态,无定河上游、中游和下游地下水的全更新时间分别为101天、88天和84天,表现出从上游到下游减小的趋势.     

中国北方荒漠区降水空间结构型及变异性研究

依据中国北方荒漠区35个站点1951—2005年降水资料,运用(旋转)经验正交函数分解(EOF/REOF)、主成分分析、分形理论及地统计学等方法探讨了北方荒漠区降水空间结构型及空间变异性。结果表明,降水空间分布以“相间复杂”型和“东西相反”型为主（对总体方差贡献分别为35.8%和20.4%）;降水趋势自西向东逐渐减弱,有西部增加、中部地区小幅增大而东部地区趋于干旱的可能。新疆地区对全区降水波动方差贡献率达70.4%。新疆地区及青海-河西-河套地区变异函数曲线符合球状模型,内蒙古高原中东部地区符合指数模型;随机因素引起的空间异质性占0.01%~1.62%。20世纪50年代和70年代青海-河西-河套地区变异性最强,新疆地区次之,内蒙古高原中东部地区最弱,90年代以后新疆地区最强,内蒙古高原中东部地区次之,青海-河西-河套地区最弱。新疆地区、青海-河西-河套地区及内蒙古高原中东部地区降水分别在南北方向、东西方向及东北-西南方向异质性最强。     

近50a来天山博格达峰地区四工河4号冰川表面高程变化特征

基于GIS技术,利用GPS测量数据和1962年地形图分别建立两期DEM,通过对比重点研究了四工河4号冰川1962-2009年冰舌区的表面高程变化特征。结果表明:1962-2009年间,冰舌区平均减薄15±10 m,年均减薄约0.32±0.2 m,冰储量亏损达(14.3±9.5)×10-3km3,折合水当量(12.9±8.6)×10-3km3。不同海拔、坡度区间冰面高程变化差异显著,海拔较低、坡度较缓区域的变化最为强烈。在气候变暖的趋势下,四工河4号冰川发生强烈消融,标志着博格达峰地区的冰川正处于物质严重亏损的状态,直接影响到流域水资源状况。     

兰州城区TSP高浓度污染与自然降尘的关系

从宁夏到甘肃中部有一个自北向南的少雨“干舌”,在垂直速度场上形成一个从河西东部向南伸下来的下沉运动区,冬季下沉运动区大而强烈,有利于空气中的沙尘下沉堆积。经分析,兰州城区自然降尘量占年降尘量的54%。随着沙尘暴、扬沙和浮尘天气的出现,自然降尘量由1月份的32%增大到5月份的60%;按春、夏、秋、冬四季划分,城区TSP浓度中自然降尘量各占58%、33%、28%和32%。全年中11月城郊浓度差值最大0.59 mg·m-3,其主要原因是11月刚进入采暖期,除原有工业源外,又增加了采暖锅炉和生活小炉灶,TSP排放量增大,加之该月风速最小、天气过程少,是兰州市出现严重污染的主要原因。     

城市群金融等别视角下的长三角金融资源流动研究——以城市商业银行异地扩张为例

金融资源在节点间无障碍流动不仅有利于金融资源更有效的利用,而且对于缓解地区金融资源的供需矛盾,推动地区经济发展意义重大。基于金融等别城市空间作用理论、以长三角城市商业银行异地扩张为例构建城市金融资源流动网络,借助社会网络分析工具和Dagum方法研究各等别城市2008-2014年金融资源的流动程度、流动路径选择和流动协调性问题。研究发现：① 地级市之间流动密度最大,随着时间增长较快,其次是县级市流往地级市,其他类城市间的流动密度相对较小;② 地级市之间的流动呈现“均匀扩散”特征,而地级市到县市之间的流动则存在“条件扩散”特征。省级边界影响最大,其次是城市间经济水平差距和金融发展水平差距;③ 县级市内部的金融资源流入差异程度最大,各市县城市内金融资源的流入存在“马太效应”的倾向。表明：长三角目前仅仅是地级中心城市之间存在一体化的趋势,中心城市对金融腹地的辐射作用不强,有待挖掘。因此,一方面,宏观层面的一体化政策要做到县市,另一方面,各县市自身（特别是落后县市）也要加大力度改善目前经济金融环境。     

区域农业干旱风险评估研究--以中国西南地区为例

农业干旱风险评估有助于提升区域灾害风险管理和决策水平,减轻干旱灾害造成的损失。利用历史降水资料、灾情数据和社会经济数据,本文以地级市为评估单元,以各评估单元3种播种面积最大的农作物为评价对象,在发展和完善现有连续无雨日干旱评估指标的基础上,结合作物不同生长阶段对干旱反应的差异,设计了一套农业作物干旱等级判定及其概率研究方法,同时,提出评估单元不同作物干旱等级损失率的计算方法,构建了农业干旱风险损失评估的计算模型。本文以西南区为案例区进行了农业干旱风险评估,结果发现：①采用研究方法求算的各评估单元风险损失结果能有效地表达各评估单元之间的农业干旱风险差异;②根据计算的农业干旱风险指数划分的风险区能比较准确地反映案例区内农业干旱风险的空间分布规律;③西南区农业干旱高度和重度风险区主要分布在该区西部和北部的一些高原、山地之中,而轻度和中度风险区则主要分布在其东部、中部和南部地区。     

秦岭—黄淮平原交界带土壤物质强淋溶效应分析

在山地迎风坡最大降水高度以下区域,土壤物质的淋溶性具有随高度的降低而逐渐减小的高度分布规律.然而,对沙河-线7个土壤剖面土壤样品的分析结果表明,在秦岭-黄淮平原交界带内,土壤物质的淋溶性具有随着高度的降低而增大的反常现象,我们称之为土壤物质强淋溶效应.与两侧的山地和平原地区相比,在秦岭-黄淮平原交界带海拔高度150～300m之间的区域内,表层土壤的硅铝铁率陡然减小,土壤碱金属和碱土金属氧化物的淋溶率显著增大,硅、钛、锰、磷氧化物的积累率明显增大.此处出现土壤物质强淋溶效应的主要原因是山前"暖坡效应"的存在.较高的气温增大了当地土壤物质的活动性,为其淋溶提供了有利的环境地球化学条件.     

青藏高原地气温差变化分析

利用青藏高原及其临近区域的99个气象站1960~2000年地表温度和气温资料, 利用主成分分析和功率谱分析方法, 分析了青藏高原地气温差的空间分布及时间演变特征。结果表明：青藏高原地气温差6月份最大,12月份最小。青藏高原冷、暖季和年均的地气温差空间分布前三个载荷向量场大致可表现三种分布型：西北-东南反向变化型、地形海拔反映型、冻土分布反映型;载荷所对应的时间演变型：单调上升、单调下降型、基本平稳型和具有极小值的下凹抛物线型。高原地气温差的周期振荡在不同区域的显著性不同,普遍出现的是2年左右的周期。依据温差冷季第三主分量载荷的空间分布型,可将高原划分为两大区,即多年冻土影响气温区和季节冻土影响气温区。     

跨海通道空间效益模型——以珠江口跨海通道为例

跨海通道建设可缩短海湾两岸城市间交通时间,提升城市间经济联系。提出跨海通道空间效益理论模型,并采用城市相互作用强度引力模型,基于GIS计算珠江口港珠澳大桥和深中通道开通前后两岸城市最短时间矩阵,定量分析两岸城市可达性、经济联系强度和空间格局,验证理论模型的科学性。基本验证了跨海通道效益理论模型,结果表明：① 珠三角加权可达性水平较高地区主要集中在核心地区,跨海通道对可达性影响较大地区主要分布在南部,从南向北逐渐减小。② 跨海通道显著提升区域经济联系总量,深圳与香港、中山与澳门分别成为珠江口两岸提升最高的城市。跨海通道改变城市经济联系空间格局,促进区域经济联系分布更加均衡。③ 大陆与港澳间的通关时间是区域城市经济联系的重要影响因素,通关时间对区域经济联系总量的影响约占四分之一,未来需建立更加便捷的通关程序。