基于GIS的黄河上游龙羊峡库区生态环境遥感监测研究

本项研究以黄河上游生态环境严重退化的龙羊峡库区为研究区，应用遥感与GIS一体化的方法，建立了库区生态环境动态监测信息系统。在系统的支持下，利用多时相、多波段TM遥感数据，对库区近十年来生态环境变化进行监测分析，揭示了库区土地沙漠化、水土流失、土地利用／土地覆盖的现状，以及建库近十年来生态环境时空演化的过程与发展趋势，为库区生态环境治理提供科学依据。本项研究利用遥感和GIS技术，采用生态环境综合分类系统，在一次分类处理中通过多层次不同级别的组合获得了基于同一信息源的土地沙漠化、草场盖度、土地利用处地覆盖等多种环境类型信息，并利用环境信息模型对库区的土壤侵蚀进行了评价。基于GIS的分类后再处理使遥感分类精度有了一定程度的提高。研究表明，在GIS的支持下充分利用遥感信息监测与评价生态环境，是区域生态环境定量化研究的有效途径。     

黄河流域经济社会与生态环境协调发展特征

基于2000—2019年黄河流域九省区的面板数据,从经济发展、人民生活、教育发展、公共服务和资源环境5个角度建立了综合评价指标体系,运用区域协调发展测度模型、空间分析模型以及剪刀差模型,探讨了黄河流域区域协调发展过程中生态环境与经济社会发展的演变特征。结果表明：（1）黄河流域各省区的生态环境和经济社会发展协调程度差异化特征较为明显,不同地区之间的协调程度和变动趋势各有特点;（2）2000—2019年,各子系统之间的空间自相关程度表现为：公共服务>人民生活>教育发展>资源环境>经济发展,全局Moran’s I值总体上处于较低水平;（3）黄河流域各省区生态环境系统与经济社会系统增长速率的剪刀差值变动比较稳定,呈现出相对平缓的趋势,大致在0.15水平范围内波动;（4）经济发展、人民生活、教育发展、公共服务和资源环境5个子系统之间的相关系数绝对值呈现出差异化特征。     

青藏高原江河源区近40年来气候变化特征及其对区域环境的影响

以江河源区12个气象台站1971-2008年间的逐月气温、风速和降水资料为基础,对该区气候变化特征进行了分析,结果表明:近40年来,江河源区气候持续变暖,年均气温的增温率为0.37℃/(10 a),1987年和1998年气温由低向高突变;年均风速显著降低,每10 a降幅为0.24 m/s,1981年和1992年风速由高向低突变,年均风速与年均气温间呈负相关关系;1980年代降水偏多,1970和1990年代偏少,21世纪以来降水量有所回升,增幅因区域而异;年陆面蒸发量整体显著增加.结合前人研究,探讨了气候变化对环境的影响:持续升温导致江河源区内冰川退缩、多年冻土退化;1980年代气候相对暖湿,水资源量较丰;气候暖干化、水资源量减少、生态环境恶化是该区在1990年代和21世纪最初几年的显著特征;2004年左右以来,江河源区气候转湿,水资源量增加,生态环境有所好转.     

高分辨率遥感卫星数据在城市生态环境评价中的应用模型研究

建立完善的城市生态环境监测及评价体系是目前城市环境工作一项重要内容 ,在对高分辨率遥感卫星数据特点分析的基础上 ,进行了高分辨率遥感卫星数据应用的可行性分析 ,提出了高分辨率遥感卫星数据在城市生态环境评价中的应用模型 ,并从城市生态环境评价指标体系、元数据管理体系、环境评价因子的提取和分析三个方面对该应用模型做了进一步的阐述 ,最后对该模型在厦门市环保局进行了实验研究。     

基于遥感生态指数的黄河流域生态环境质量变化及影响因素分析北大核心CSCD

黄河流域在中国社会经济发展和生态安全格局构建方面具有十分重要的地位,同时面临着生态系统退化、水土流失、湿地萎缩等一系列生态问题。掌握黄河流域生态环境质量状况及其时空变化特征,是推进黄河流域生态保护和高质量发展的基础保障。基于长时间序列的遥感生态指数(RSEI)对黄河流域近20年生态环境质量进行动态监测和时空特征分析,并从自然因素、政策措施因素和社会经济因素3个方面对流域生态环境变化的影响因素进行分析。结果表明:黄河流域生态环境质量处于中等水平,2001—2019年RSEI平均值为0.497,增长0.04,呈现整体改善、局部轻微波动的趋势。复杂的自然因素给流域生态保护工作带来困难;而相应的生态保护政策和修复措施则起到积极作用;另外社会经济因素,如人口总数量和夜间灯光总值的大幅增长对生态环境变化产生了区域性扰动。     

基于遥感与GIS的新疆近18 a来LUCC的生态环境效应分析

 基于遥感与GIS技术,以20世纪80年代末、90年代末、2005年、2008年遥感影像为数据源,获取4期新疆土地利用/覆盖信息,采用生态系统服务价值、生态环境质量指数和土地利用/覆盖转变类型生态贡献率,对研究时段内新疆土地利用/覆盖变化的生态环境效应进行了综合分析与评价。结果表明,1990—2008年间,新疆土地利用/覆盖变化显著,生态系统服务价值整体变化较小,总价值先增后减,水域和草地面积的减少是总价值减少的主要原因,耕地和林地面积的增加补偿了总价值的部分损失;生态环境质量指数从1990年的0.157持续下降到2005年的0.153,2008年上升为0.158,说明新疆生态环境存在恶化和改善两种相反趋势,导致生态环境恶化的主要原因是草地向耕地的转变,未利用地向草地的转变则促进生态环境质量的改善。     

黄河流域兰州段生态环境与高质量发展耦合协调关系研究

环境保护作为新常态时代下我国推进生态流域文明体系建设的关键环节,推进黄河流域地区生态环境治理已成为生态文明建设的重要内容。通过选取我国黄河流域唯一被干流贯通的省会城市兰州市为研究对象,根据2010—2019年黄河流域兰州段统计资料,构建了黄河流域兰州段生态环境及高质量发展水平评价指标体系,并利用熵权法构建耦合度模型,全面解析和综合评估了生态环境与高质量发展的耦合水平特征。结果表明：黄河流域兰州段生态环境水平并不高,呈“恶化-好转-恶化-好转”的态势,而高质量发展水平呈“降-升-降-升-降-升”的波动态势。总体来看,兰州市生态环境与高质量发展协调性有待加强,应充分考虑黄河流域整体性特征,坚持生态保护优先原则,同步推进产业的专业化整合与转型升级,提升城市综合治理能力,在城乡融合发展基础上优化城市功能结构布局,最终实现人居生态环境可持续发展。     

黄河源区土地沙漠化时空变化遥感分析

通过野外调查与室内分析, 建立了黄河源区沙漠化土地分类分级系统。在此基础上, 通过遥感数据处理与参数反演, 建立了沙漠化遥感监测指数模型, 并利用1986~2000 年 Landsat-TM/ETM+ 遥感数据, 对近15 年来黄河源区土地沙漠化过程进行了定量分析与评价。 研究结果表明, 黄河源区沙漠化土地面积达3519.97 km², 其中以轻度沙漠化土地为主。沙漠 化土地集中分布在玛多宽谷盆地南缘与黑河宽谷盆地北缘之间, 沿西北-东南走向的低山丘 陵展布, 分布于河谷, 湖滨、古河道及山麓洪积扇等地形面上, 呈斑块状、片状和带状分布。 1986~1990 年黄河源区沙漠化土地年增长率为21.87%, 沙漠化土地的变化表现为沙漠化土地 快速蔓延。1990~2000 年沙漠化土地年扩展率为2.73%, 虽然沙漠化扩展速率降低, 但在进一 步扩展的同时, 主要表现为沙漠化程度的进一步加重。总之, 20 世纪80 年代末期以来, 黄 河源区沙漠化过程呈现为正在发展和强烈发展的态势。但在不同时段上沙漠化发展呈现出不 同的特征, 80 年代末沙漠化土地增长率高, 沙漠化过程表现为沙漠化土地的迅速蔓延; 进入 90 年代沙漠化土地增长相对减缓, 但中度沙漠化土地则保持直线增长的趋势, 呈现出以沙漠 化程度的加重为主的发展趋势。     

农业信息系统支持下的玉米遥感估产模型研究

在县级农业信息系统的支持下，分析了玉米遥感估产机理，提出了遥感获取玉米估产因子的原理 与方法，确定了近是玉米生长参数及评价玉米生态环境的遥感指数。在此基础上，分区，分阶段建立了玉米遥感综合估产模型。     

基于RS和GIS的中国西北不同生态类型区生态环境时空变化研究

采用定性与定量相结合的方法,在遥感（RS）和地理信息系统（GIS）支持下,利用1982-2000年的空间分辩率为8 km×8 km的NDVI数据（由NOAA-AVHRR提供）和地面气象资料,联合分析西北不同生态类型区生态环境的变化过程,得出中国西北地区NDVI的年平均值及其历年变化曲线、NDVI年平均值分布图和每隔10 a的差值变化图。由此可以看出,生态环境变化时空特点明显:20世纪80年代生态环境的变化波动不大,90年代以来波动变化明显,而且从1998年以后生态环境总体呈下降趋势;不同生态类型区植被指数年际变化的驱动因子不同,黄土高原区植被指数年际变化与降水量的相关性显著,而青藏高原高寒区与气温的相关性显著,其他分区与降水量和气温的相关性都不显著;生态环境变化的地域差异性明显,西北不同生态类型区中生态环境由好到差依次是陕南-陇南湿润半湿润区、黄土高原区、青藏高原高寒区、干旱区。四个分区1990年比1982年生态环境有所提高,但干旱区退化面积较大,2000年与1990年相比,生态环境都出现不同程度的退化,其中,陕南-陇南湿润半湿润区退化面积最大,其次是黄土高原区。整体生态环境状况不佳,而且近年的退化应该引起重视。     

黄河三角洲土地利用与土地覆被的质量变化

土地利用／土地覆被变化（LUCC）在全球环境变化与可持续发展研究中占有重要地位。其质量变化尤能反映人类开发活动的环境效应。运用遥感信息土地分类和植被指数提取、土壤定点采样实测和统计分析相结合的方法，研究了黄河三角洲地区数年至20余年的土地利用／土地覆被的质量变化。其在区域总体上向好的方向发展，但在内部地段间存在着差异和不平衡。盐渍土改造的任务仍然十分艰巨。地力下降的隐患不可忽视。进而分析了变化的驱动力并提出土地持续利用对策。     

黄河流域NDVI/土地利用对蒸散发时空变化的影响

基于蒸散发(ET)、归一化植被指数(NDVI)及土地利用数据利用M-K检验、Sen趋势分析等方法,研究2001-2015年黄河流域ET时空分布及不同植被覆盖/土地利用下的ET变化规律。结果表明:(1)黄河流域年均ET呈东南高西北低的空间分布格局,与植被覆盖和土地利用的关系具有较好的一致性;(2)黄河流域ET、NDVI均呈现波动式增长状态,土地利用除草地外其他类型面积均有增加,上中下游的变化具有明显差异;(3)流域大部分地区ET与植被呈正相关关系,植被变化是影响ET的主要因素之一;(4)黄河流域土地利用类型对ET的响应时空差异比较明显。     

以土地利用/土地覆被变化为中心的土地科学研究进展

土地利用 /土地覆被变化已成为土地科学、地球系统科学、全球环境变化及可持续发展研究中的核心领域。其研究的根本目标是实现土地资源的有效管理与可持续利用 ,这不仅是解决资源与环境问题的根本立足点 ,也是经济增长与区域可持续发展过程的重要前提。针对国际土地科学研究中最为活跃的几个前沿领域 :土地利用 /土地覆被变化、土地资源系统分析与评价、土地质量指标体系、生态环境效应及持续土地利用 ,结合近年来国内外有关的主要研究计划和项目 ,本文对以土地利用 /土地覆被变化为中心的土地科学研究进展进行了综述。     

黄河流域旅游经济发展与生态环境压力的时空特征及动态解耦过程

区域旅游经济与生态环境之间存在压力与响应关系。以黄河流域9个省区为研究对象,以2004—2018年为考察时段,运用旅游经济发展指数、生态环境压力指数和动态变动指数对旅游经济发展和生态环境压力的时空特征进行分析,并借助解耦分析模型对两大系统的解耦过程给予动态研究。结果表明：（1）在空间上,旅游经济发展在黄河流域呈东高西低、南高北低的空间分布特征。生态环境压力则具有显著的河段差异性特征,上游省区生态环境压力较小,而中下游省区环境压力较大且生态治理形势严峻。（2）在时间上,青海、甘肃和宁夏旅游经济呈起点较低但发展较快的特征,而河南与山东起点较高但变化不大。生态环境压力变化并未呈现显著的空间分布规律,山西为生态环境压力变动低等级省区。（3）多数省区旅游经济发展与生态环境压力两大系统2004—2018年呈由扩张性耦合到弱解耦、由弱负解耦到强解耦状态转变,解耦关系趋向良性方向发展。最后,从发展生态旅游经济、注重生态环境治理、建立系统解耦机制等方面提出黄河流域旅游经济与生态环境的系统解耦与响应策略。     

2000—2019年中国西北地区植被覆盖变化及其影响因子

中国西北地区土地荒漠化问题严重,生态环境脆弱。厘清该地区植被覆盖时空变化特征及影响因子,对生态环境保护具有重要意义。基于MOD13A3数据,通过最大值合成法处理获得2000—2019年归一化差值植被指数（Normalized Difference Vegetation Index,NDVI）时序数据,采用趋势分析、Hurst指数法及地理探测器对研究区植被覆盖的时空变化特征及影响因子进行分析。结果表明：（1）2000—2019年,研究区植被覆盖整体呈增长趋势,NDVI年增长速率为0.0027（P<0.05）,均值为0.252。空间分区年增长速率有差异,黄河流域片区（0.0062）>半干旱草原片区（0.0026）>内陆干旱片区（0.0018）。（2）研究区植被覆盖呈增长趋势的面积占55.77%,退化区域占3.76%,增长的土地利用类型以耕、林、草地为主。植被覆盖变化趋势具有持续性的区域面积占总面积的31.87%,其中持续性改善面积（17.04%）大于持续性退化面积（1.27%）,黄河流域片区增长情况及持续性增长情况最优。（3）影响植被覆盖空间分布的主要因子按影响力依次为降水、气温、日照、相对湿度,但对各分区的影响程度略有差异。黄河流域片区、内陆干旱片区空间分布受降水影响最大,半干旱草原区受日照影响最大。（4）研究区植被覆盖变化以自然因子与人类活动共同驱动为主,自然因子对植被生长的促进作用大于人类活动,且自然因子对植被覆盖变化的贡献率更高。本研究结果可为评估气候变化背景下西北地区生态环境变化提供参考。     

20世纪90年代无定河流域土地利用的时空变化

本文基于ArcGIS平台,以LandsatTM影像解译得到的三期土地利用数据为基础,结合统计分析工作,对无定河流域20世纪90年代土地利用数量、类型及其变化进行了分析。分析得出,前后2个5年间,无定河流域耕地、林地和未利用土地都是先减少而后稍有增加,草地则是先增加后稍有减少。在10年尺度上土地利用总的动态特征是,耕地与未利用土地面积减少,林地、草地面积增加。前5年无定河流域综合土地利用动态度为0.85%,未利用土地和草地的年变化率较大,耕地与水域年变化率较低。后5年无定河流域综合土地利用动态度为0.3%,林地与未利用土地年变化率较大,耕地与水域变化率较小。最后引入单一土地利用类型相对变化率反映出无定河流域土地利用变化存在明显的区域差异。     

Multi-faceted land cover and land use change analyses in the Yellow River Basin based on dense Landsat time series: Exemplary analysis in mining,agriculture, forest,and urban areas

The Yellow River Basin is one of China's most dynamic regions, where past and recent anthropogenic land use activities and polices have had a remarkably impact on the basin's surface. Over the past decades, the rapid socio-economic development has increased the pressure on the prevailing water and land resources with various repercussions on the environment and society. Counteracting ecological degradation in the basin, large-scale conservation and restoration plans have been initiated to expand vegetation coverage on deteriorated land, simultaneously fostering rural sustainable agriculture production. In this context, we derived precise spatial thematic products from long-term satellite time-series about high-frequency temporal dynamics. This information, available in a consistent and repeatable fashion is rare and relevant for many regional and local stakeholders and must be monitored annually to capture the rapid rate of change. Such information serves as a valuable base for decision-making processes. In this study, we used all the archived Landsat images between 2000 and 2015 (4520 scenes) to computed annually the spatially continuous spectral-temporal and textual metrics based on dense Landsat time-series to derive annual maps showing the most prominent land-cover change types related to mining, agriculture, forestry, and urbanization in four sub-regions spread over the Yellow River Basin. These novel land cover/use products provide new insights into recent regional and local dynamics. For final classification, we employed random forest classifiers for each thematic focus-region, trained and tested based on a stable-pixels data set. The resulting maps achieved high accuracies and show afforestation on the Loess Plateau and urbanization as the most prominent drivers of land use/cover dynamics. Agricultural land remained stable, showing local small-scale dynamics. Our study highlights the great potential of using consistent spectral-temporal metrics derived from dense Landsat time-series data together with a stable pixels reference set, allowing for local and regional land surface dynamics mapping at high spatial resolution and the prediction of implications of future change for effective and sustainable basin management.     

近20年来黄河流域植被覆盖变化分析

利用1982～1999年AVHRR-NDVI数据和对应年份黄河流域气象观测数据，通过计算、分析春季、夏汛及伏秋黄河流域NDVI距平值和湿润指数距平值的年际变化，得出了20世纪80年代至90年代初黄河流域气候相对湿润，90年代中后期相对干旱，植被覆盖状况总体一直处于上升趋势的结论，并评估了黄河流域近20年来生态保护和建设工作成效。     

黄河流域的综合治理与可持续发展

黄河流域与黄河所经地区在国家发展中具有极为重要的战略地位。2019年9月习近平总书记在郑州主持召开黄河流域生态保护和高质量发展座谈会上发表了重要讲话,具有重大战略意义。本文对黄河流域的综合治理与可持续发展形成了初步认识,指出新时代黄河流域全面深刻转型发展的任务仍然艰巨,需转变理念,持续推进能源清洁高效利用,因地制宜重点推进产业发展,不搞粗放式大开发,搞好资源耕地保护等方面应是推进黄河流域综合治理及保障可持续发展的重要举措,认为“黄河经济带”在全国经济层面上不存在,目前不适宜将“黄河三角洲”确定为国家战略。