基于NDVI的三峡大坝岸边植被时空特征分析

三峡工程建设对生态系统中植被的破坏很明显,尤其是岸边带附近。本文基于多时相遥感图像,采用NDVI序列计算植被覆盖度,通过比较三峡大坝蓄水前后1978、1999、2006年3个时期坝区9月份岸边3km缓冲区的植被覆盖度特征、动态变化,描述了研究区各年份植被覆盖分布以及近30年的植被覆盖变化特征;同时,从面积角度定量,采用分级分析了变化大小,并应用统计学的非参数Wilcoxon秩和检验方法对不同时期、不同土地利用类型的覆盖度样本进行了检验,得到如下结论:近30年间,三峡大坝岸边带植被覆盖变化显著,1978～1999年时间段,由于大坝工程建设植被破坏程度较高,有植被覆盖的区域面积下降了3.31km²;1999年至2006年时间段,在有8km²的淹没区情况下,有植被覆盖的区域仅下降1.57km²,说明植被恢复较明显。近30年间,三峡大坝植被覆盖度整体上有增加的趋势。     

青海湖流域植被盖度时空变化研究

高寒区植被变化一直是气候和生态学领域关注的热点问题。本研究基于MODIS NDVI数据计算的植被覆盖度数据和高分辨率气象数据,分析了青海湖流域2001-2017年植被覆盖度分布格局及动态变化,探讨了其对气候变化、人类活动和冻土退化的响应。结果表明：① 近十几年青海湖流域植被覆盖度整体表现为增加趋势,不同植被类型增幅存在差异性,草地增幅最大,达到6.1%/10a,其它植被类型增幅在2%~3%/10a之间;② 流域局部地区仍存在植被退化现象,研究期植被退化面积表现为先增加后减小的变化趋势。2006-2011年重度退化区集中在青海湖东岸,2011-2017年重度退化区集中在流域的西北部,这些区域是青海湖流域荒漠分布区,植被覆盖度较低,是今后生态恢复需重点关注的区域;③ 气候变化是流域植被覆盖度变化的主导因素,气候变化对青海湖流域主要植被类型覆盖度变化的贡献率为84.21%,对草原、草甸和灌丛植被覆盖度变化的贡献率分别为81.84%、87.47%和75.96%;④ 人类活动对流域主要植被类型覆盖度变化的贡献率为15.79%,对草原、草甸和灌丛植被覆盖度变化的贡献率分别为18.16%、12.53%和24.04%,环青海湖地区人类活动对植被恢复有促进效应,在青海湖流域北部部分地区人类活动的破坏力度仍大于建设力度;⑤ 冻土退化对青海湖流域草甸和灌丛植被覆盖度变化影响很小,主要影响草原植被覆盖度变化,冻土退化造成草原植被覆盖度增长速率减小了1.2%/10a。     

海岛建设引发的植被覆盖度变化的遥感分析

海岛生态脆弱、稳定性差,大规模的海岛开发使得原本脆弱的岛上植被生境面临更大的威胁,对海岛开发中的植被覆盖变化开展分析显得尤为重要。本文基于Landsat 5卫星和Landsat 8卫星的2001、2010和2014年的遥感影像,采用Gutmand和Ignatov提出的植被覆盖度计算模型提取福建平潭岛的植被覆盖度,并结合其土地覆盖变化信息,探究平潭综合实验区建设前后植被覆盖度变化特点及其原因。研究结果表明,3个时相的平潭岛植被覆盖度达中度以上的区域面积比例分别为86.00%、58.92%和71.16%,表明研究区整体植被覆盖状况良好。动态变化分析结果显示,2001-2014年研究区植被覆盖度总体呈下降趋势,其中2001-2010年植被覆盖度下降显著,下降区域面积比例高达53.95%;而2010-2014年岛上植被覆盖状况有较大改善,植被覆盖度增加区域面积比例达47.77%,这在一定程度上弥补了之前植被覆盖度大幅下降的影响,分析原因主要得益于平潭综合实验区建立后所采取的科学规划、进一步加大植树造林、逐步完善海岛绿地系统的植被建设与保护措施。     

基于遥感的迪拜哈翔清洁能源电站项目监管方法

自“一带一路”倡议提出以来,中国企业在“一带一路”沿线国家投资、承建了大量基础设施项目,这些项目在促进当地经济发展的同时,不可避免地给当地生态环境带来一定的影响。目前国内主要采用统计调查等方法进行监管,缺乏直接的境外工程监管手段。遥感技术能为境外工程项目监管提供新方法、新手段,但地面调查数据难以获取是境外项目监管面临的重要问题。针对该问题,本文以迪拜哈翔清洁能源电站项目为例,结合遥感技术（RS）和地理信息系统（GIS）的优势,提出了一种境外工程的遥感监管方法。① 针对生态环境影响和工程建设进度两项监测内容,建立了遥感监测技术指标体系;② 基于2016—2018年30 m 分辨率的Landsat 8影像和0.5 m分辨率的WorldView-2影像,利用像元二分模型原理、基态修正模型等方法,从植被覆盖度变化、生态空间占用、自然保护区域影响、工程设施建设、施工附属设施变化5个方面对项目生态环境影响和建设进度情况进行监测;最后通过时序影像和监测产品对比,分析了工程建设对生态环境的影响和工程建设进度情况。结果表明：① 该方法能反映工程在建设过程中对周围生态环境的影响,能准确地监测出迪拜哈翔清洁能源电站的建设进度,对“一带一路”其它境外项目建设的监管具有重要参考意义;②项目建设后无大面积植被覆盖度降低的现象,植被覆盖度总体由低区间向高区间转化;③ 项目施工占用沙地1.4780 km²,港口建设填海面积达0.1246 km²,0.0604 km²的湿地被改为施工沉淀池,没有占用耕地;④ 通过转移海底珊瑚、设置防淤帘、预留海龟产卵通道等措施有效地减少了该项目对Jebel Ali海洋生态保护区的影响;⑤ 工程设施和附属设施建设进展明显,建筑面积增加了0.14 km²,港口建设围堰总长达3.785 km。     

三江源生态工程实施前后长江源区宏观生态状况变化分析

基于NDVI时空序列数据,利用GLOPEM-CEVSA模型,本文估算并分析了长江源区1997-2012年植被覆盖度及植被净初级生产力时空变化特征,并在此基础上评估了生态工程实施前、后长江源区宏观生态状况变化。结果表明：工程实施后,长江源区宏观生态状况显著好转,植被覆盖度及植被净初级生产力明显增加。从多年平均值来看,工程实施后,植被覆盖度好转区域面积占植被区总面积的72.10%,净初级生产力增加区域面积占植被区总面积的73.82%;从变化趋势来看,植被覆盖度好转区域面积净增加13.02%,植被净初级生产力好转区域面积净增加24.62%。工程实施前后相比,各流域宏观生态状况恢复程度具有差异,其中楚玛尔河源头植被覆盖度上升最明显,通天河流域植被净初级生产力上升最明显。长江源区宏观生态状况的好转受益于气候的湿润化及生态工程的共同影响,若要全面有效改善仍需持续努力。     

大伙房库区近30年来植被覆盖变化分析

根据像元二分模型原理,利用1983年、2000年、2011年大伙房库区遥感影像数据提取植被覆盖遥感信息,结合植被指数计算植被覆盖度,分析比较大伙房库区不同时期植被覆盖的变化,研究大伙房库区这三个时期植被覆盖动态变化规律,为大伙房库区的生态建设和可持续发展提供决策支持。结果显示:1近30年以来,大伙房库区植被覆盖等级分布不均衡,高植被覆盖区过分集中在北部地带,西部则多为低植被覆盖区;2大伙房库区高植被覆盖面积在减少、低植被覆盖面积在增加;3大伙房库区植被覆盖总面积在下降,库区的生态环境已经遭到了破坏;4政策建议:加强监测与监管力度,合理开发利用矿产资源,积极响应国家"退耕还林、退耕还草"号召。     

北京市高速公路周边土地利用变化对景观格局的影响

高速公路的快速发展在推动经济发展的同时,也对区域的生态环境产生重要的影响。在地理信息系统的支持下,本研究以北京市高速公路网10 km缓冲区为研究区域,利用缓冲区分析、空间分析、统计分析等方法探讨了高速公路周边土地利用变化对景观格局的影响规律。结果表明：① 北京市高速公路周边的土地利用类型主要以建设用地、耕地、林地为主,土地利用变化以耕地向建设用地转入最为显著;② 空间变化上,各缓冲区内土地利用变化以林地、耕地、建设用地的相互转移为主,随着与高速公路的距离增大,土地利用类型从以耕地、建设用地为主逐渐转变为以林地、耕地为主;③ 2005-2015年,各类景观的景观指数变化差异明显,其中水域的斑块密度与分离度指数变化幅度最大,耕地的形状指数增加最快,建设用地的分离度指数减少最多,这与相应的土地利用变化密切相关;④ 基于土地利用变化,北京市高速公路网对周边景观格局的影响范围约为6 km,其中林地转入建设用地以及建设用地与耕地的相互转移是引起公路周边景观空间变化差异的主要原因。     

30年来蒙古国和内蒙古的LUCC区域分异

本文以欧空局300m土地覆盖数据集为基础,参考20世纪70年代至2005年2期蒙古高原遥感影像,建立20世纪70年代、2005年2期土地利用及动态数据库,结合土地利用变化数量模型,分析了蒙古国与内蒙古的土地利用类型转换情况。对比分析蒙古国和内蒙古近30年来的土地利用变化强度及各地类间的转移变化,揭示2个区域的LUCC分异规律,并对土地变化的驱动力进行分析。结果显示:在自然条件及人类扰动共同作用下,蒙古国及内蒙古均表现出草地面积逐年减少,草地退化趋势明显;裸地面积不断增加,沙漠化现象严重;农田及城镇建设用地面积持续增长;水域面积呈现衰减;未利用地是其他各种土地利用类型增加的主要来源;由于人类扰动差异,蒙古国林地面积略有减少,内蒙古林地面积大幅增加。气候干暖化、人口增长,政策及社会经济发展等是驱动蒙古高原土地利用变化的主要因素。     

2001-2013年洞庭湖流域植被覆盖度时空变化特征

本文基于2001-2013年MODIS NDVI多时序数据,采用像元二分模型估算了洞庭湖流域植被覆盖度,分析了区域近13年来植被覆盖度的变化特征及趋势,并结合同期气象数据,阐明了植被覆盖度变化对气候因素的响应。结果表明：（1）近13年洞庭湖流域植被覆盖度的整体变化较为稳定,呈微弱减少趋势,速率为-0.3%/10a。（2）洞庭湖流域绝大部分区域植被覆盖状况良好,植被覆盖度呈自西向东递减趋势,高植被覆盖度及中高植被覆盖度占整个流域面积的88.63%,水体或低植被覆盖度及中低植被覆盖度仅占2.57%。（3）洞庭湖流域植被覆盖度变化趋势为北部强于南部、东部强于西部。流域内植被覆盖度极显著与显著减少的面积比例为5.30%、增加面积的比例为4.29%,植被覆盖度变化不显著占90.40%。该区域植被覆盖度变化受人为因素影响更大。     

草地覆盖度变化对生态系统防风固沙服务的影响分析——以内蒙古典型草原区为例

锡林郭勒盟为我国北方典型草原区,草地的退化与恢复影响生态系统的防风固沙服务功能。为了便于制定区域生态恢复的防治措施,实现草地生态系统的可持续发展与防治土壤风蚀危害,本文基于气象、遥感数据,运用RWEQ(Revised Wind Erosion Equation)模型,结合锡林郭勒盟的草地覆盖度变化对20世纪90年代以来的防风固沙服务功能的时空变化趋势进行了定量评估,并分析了草地覆盖度变化对防风固沙服务功能的影响。研究表明:锡林郭勒盟土壤风蚀以微度和轻度侵蚀为主,主要集中在植被盖度较高、降水相对较多,风场强度相对较低的东部、中部和南部地区;中度以上区域主要集中在西部的荒漠草原区与浑善达克沙地区,且侵蚀面积随侵蚀强度的增加而递减;防风固沙服务功能量的分布趋势与土壤风蚀模数的分布趋势基本一致;防风固沙服务功能保有率的分布特征与植被盖度的分布特征基本一致,表现为由西北到东南逐渐增加的趋势;在气候暖干化背景下,受京津风沙源治理工程实施的影响,以微度和轻度侵蚀为主的草地覆盖度减小区转为以微度和轻度为主的覆盖度增加区,轻度和中度以上侵蚀为主的草地覆盖度减小区转为基本持衡区;草地覆盖度的降低与增加对土壤风蚀的加剧和抑制作用明显,大部分地区的防风固沙服务功能保有率的下降(提升)与风蚀季节草地覆盖度的减小与提升呈显著正相关(r0.6,p0.05)。     

武汉市不同站域建成环境与轨道交通站点客流特征关系分析

中国已经成为全世界城市轨道交通建设里程最长、建设速度最快的国家,合理识别城市轨道站点类别与影响不同类别站点客流特征的建成环境因素对轨道交通的建设具有十分重要的作用。因此,本文以武汉市为例,通过轨道交通刷卡数据,运用引入客流特征的EM聚类方法,将轨道交通站点分为职住错位型、居住导向型、就业导向型、居住综合型、就业综合型、综合型6类。并在此基础上,建立无序多分类logistic回归模型,定量分析站点客流吸引范围内建成环境因素对不同类型站点轨道交通客流特征的影响。结果表明：以综合型站点为对照组,路网密度和交叉口密度对所有类型站点的客流特征有显著影响,低路网密度高交叉口密度更有利于职住平衡;公交车站密度与就业导向型站点的客流特征存在负相关;商务用地占比对职住错位型、居住导向型、居住综合型站点有负向关系;服务业设施用地占比与职住错位型、居住导向型和就业综合型站点的客流特征负相关;科研教育用地占比与居住导向型和就业导向型站点客流特征负相关;土地利用混合度与居住导向型和就业综合型站点的客流特征负相关。研究结论将对武汉市轨道交通建设、轨道交通和土地利用协调发展等具有重要意义。     

福建省地表温度与植被覆盖度的相关性分析

地表温度（Land surface Tenperature, LST）和植被覆盖度（Fractional Vegetation Coverage, FVC)是生态环境变化的重要指标因子,研究两者的时空变化及相互关系对评价区域生态环境建设、改善区域生态环境具有重要意义。本文以福建省为研究区域,利用2001-2015年MODIS 11A2 LST和13Q1 NDVI数据,在时序数据重构的基础上对福建省LST时空变化及LST与FVC的相互关系进行分析。结果表明：①2001-2015年福建省LST总体呈轻微下降趋势,尤其是2010年之后其LST明显降低。LST与FVC的空间分布具有较好的负相关一致性：在FVC较高的区域,LST值较低;在FVC较低的区域,LST较高。② LST与FVC、DEM和纬度均成负相关关系,且负相关性在一年之中随着月份的变化而呈规律性增加或降低。夏季FVC对LST的负相关性最大为0.7,冬季FVC对LST的负相关性降低为0.4。③LST随着FVC增加而降低的趋势呈现分段线性关系,存在“FVC拐点”。“FVC拐点”前后随着FVC增加LST的降低速率在夏季 “先慢后快”,而在冬季则“先快后慢”。春秋两季,LST随着FVC增加而降低的速率在“FVC拐点”前后差异变小。在夏季,当FVC大于0.4时,FVC每增加0.1可降低LST约0.77 °C,降温效果大约是FVC小于0.4时的2倍。因此如果要有效地降低夏季地表高温,要使地表植被覆盖大于40%,才能较好的发挥植被的降温的作用。④在1-8月份,FVC对LST的负相关作用存在滞后性,FVC变化对滞后一个月的LST时空分布影响更大。研究成果对福建省生态环境建设与评估具有一定的意义,对于发挥植被对区域高温抑制作用提供了重要的参考依据。     

青藏高原城乡建设用地和生态用地转移时空格局

青藏高原作为中国重要的生态环境保护地,城镇化和生态环境的变化受到广泛关注。本文基于1990-2015年土地利用数据,进行生态用地和城乡建设用地之间的转移分析,通过核密度以及标准差椭圆分析进行空间转移强度的定性研究。结果表明：① 1990-2015年青藏高原生态用地显著地向城乡建设用地转移,是城乡建设用地向生态用地转移量的54.6倍,其中2000-2005年和2010-2015年是用地转移的热点时期;② 城乡建设用地与生态用地之间的转换在空间上呈现逆向状态,生态用地向城乡建设用地的转移分布逐渐从青藏高原的周边区域向腹地蔓延;城乡建设用地向生态用地的转移最初出现在青藏高原的腹地,逐渐向外围扩张;③ 生态服务功能越大的生态用地,越容易被人类占用,随之发生用地类型的转移,侵占后的土地很难反向转移为具有高生态服务功能的生态用地。     

喀斯特地区植被覆盖度变化及地形与人口效应研究

喀斯特山地流域植被变化具有独特性,探究其植被变化特征有利于石漠化治理和退耕还林工程科学实施。本文选取1990-2016年贵州石阡河流域Landsat系列遥感影像,采用像元二分模型和相关分析等方法研究流域植被覆盖度时空变化特征,并探究其变化的地形效应和人口效应。研究表明：① 1990-2016年贵州石阡河流域植被覆盖度总体处于上升趋势,植被恢复取得较好效果;② 1990-2016年贵州石阡河流域植被覆盖度变化的地形效应中,随海拔和坡度上升,植被覆盖度总体处于稳定上升趋势。随坡向变化中,无坡向地区植被覆盖度最低,其他坡向差异不明显;③ 1990-2016年贵州石阡河流域植被覆盖度变化的人口效应中,随人口密度上升,植被覆盖度总体处于下降趋势。研究结果可以为喀斯特地区退耕还林还草和石漠化治理提供科学依据。     

松嫩平原农牧渔交错区生态敏感性评价研究——以杜尔伯特蒙古族自治县为例

生态敏感性评价对区域生态环境建设治理具有重要实践意义和科学价值。本论文在RS、GIS技术支持下,采用ETM影像、土壤分布特征以及其他相关地理信息,选用土壤类型、植被覆盖程度、土地利用现状等作为生态敏感性评价的主要因子,并利用层次分析法确定评价因子的权重值,建立生态敏感性评价模型,对农牧渔交错区(以杜尔伯特蒙古族自治县为例)进行生态敏感性评价的研究。该文的研究结论是:低度生态敏感区以湿地生态系统和湖泡生态系统为主,包括生态状况维持较好的草原区域,抗自然灾害能力较强;中度生态敏感区以农田、草原复合生态系统为主,具有一定的生态恢复能力,能抵抗适度的人为扰动;高度生态敏感区以沙土农田、沙地草原以及湖泡周围的盐碱地生态系统为主,自我调节能力弱,相对稳定性较差。本文研究表明,利用遥感技术获取影像信息,结合地理信息系统相关空间分析方法进行区域的生态敏感性评价,具有实际可操作性,评价结果合理可靠,可以为区域生态建设提供科学依据。     

Road impacts on spatial patterns of land use and landscape fragmentation in three parallel rivers region, Yunnan Province, China

The structure and function of network is a central issue in landscape ecology.Road networks with hierarchical structure are crucial for understanding landscape dynamics.In this study,we compared the distribution of national road,provincial road,county road and rural road in the Three Parallel Rivers Region(TPRR)in Yunnan Province of China,and estimated the effect of roads(and other factors)on the spatial patterns of land use and land cover with logistic regression.In addition,we analyzed the land use and land cover change(LUCC)and landscape fragmentation in 1989–2005 along a buffer zone of the primary traffic corridor,national road G214.The results showed that,county and rural roads had much higher percentage of length extending into more natural habitats at higher elevation and steeper slope,compared with the higher level roads in this region.While the distributions of natural land cover types were dominated by environmental factors,human land use types i.e.,building land and farmland types were significantly related with roads,linking more closely with lower level roads.The LUCC dynamics(1989–2005)of the G214 buffer zone showed a general trend of land transformation from conifer forests and valley arid shrubs to building land and farmland,and from ice and snow to alpine shrubs and forests.With the length of G214 unchanged during the time,the overall landscape pattern changed little in the buffer zone,but habitat fragmentation and area decrease had occurred for the natural vegetation types,in contrast to patch mergence and expansion of human land use types,and landscape fragmentation was intensified above 2500 m a.s.l.but declined below the elevation.The results indicated the dynamics of landscape composition and patch type level distribution in spite of the stability of the overall landscape pattern,and implied the potential role of roads,especially the low level roads on landscape changes.     

Did Ecological Engineering Projects Have a Significant Effect on Large-scale Vegetation Restoration in Beijing-Tianjin Sand Source Region,China? A Remote Sensing Approach

Aiming for the restoration of degraded ecosystems, many ecological engineering projects have been implemented around the world. This study investigates the ecological engineering project effectiveness on vegetation restoration in the Beijing-Tianjin Sand Source Region(BTSSR) from 2000 to 2010 based on the rain use efficiency(RUE) trend in relation to the land cover. More than half of the BTSSR experienced a vegetation productivity increase from 2000 to 2010, with the increasing intensity being sensitive to the indicators chosen. A clear tendency towards smaller increasing areas was shown when using the net primary productivity(NPP, 51.30%) instead of the accumulated normalized difference vegetation index(59.30%). The short-term variation in the precipitation and intra-seasonal precipitation distribution had a great impact on the remote sensing-based vegetation productivity. However, the residual trends method(RESTREND) effectively eliminated this correlation, while incorporating the variance and skewness of the precipitation distribution increased the models′ ability to explain the vegetation productivity variation. The RUE combined with land cover dynamics was valid for the effectiveness assessment of the ecological engineering projects on vegetation restoration. Particularly, the result based on growing season accumulated normalized difference vegetation index(ΣNDVI) residuals was the most effective, showing that 47.39% of the BTSSR experienced vegetation restoration from 2000 to 2010. The effectiveness of the ecological engineering projects differed for each subarea and was proportional to the strength of ecological engineering. The water erosion region dominated by woodland showed the best restoration, followed by the wind-water erosion crisscross regions, while the wind erosion regions dominated by grassland showed the worst effect. Seriously degraded regions still cover more area in the BTSSR than restored regions. Therefore, more future effort should be put in restoring degraded land.     

Spatial-temporal pattern and differences of land use changes in the Three Gorges Reservoir Area of China during 1975�C2005

Regional land use changes are an important part of global changes. The research on land use changes in the Three Gorges Reservoir Area of China attracts a lot of attention owing to the Three Gorges Dam building. The Three Gorges Reservoir Area becomes one of the important research areas. This study analyzed the transforming processes and traits of each land use type and the regional differences of land use changes during the past 30 years, summarized the distribution of different land use types in different buffer zones and regresses the equation areas and different buffer distances based on buffer analyses and regression analyses, and then analyzed the transforming rules in different buffer distances, got the optimal influence distances. The research results indicate that, (1) cultivated land lies at the northwest of the reservoir and was decreasing, however, the construction land was increasing, especially the urban construction land, a large number of land was flooded because of the reservoir water level rise; (2) urban area was sprawling quickly in developed and neighboring areas, and a great deal of cultivated land and a considerable amount of grassland were occupied; in the earlier time, rural settlements occupied lots of cultivated land and a sum of forestry land in the later time; (3) the optimum influenced distances for cultivated land and forestry land were 10–35 km, and for urban and rural settlements were in 5–20 km. Overall, this research can reflect the spatial-temporal characteristics of land use changes during the 30 years, and it is helpful for urban planning and land use planning in the reservoir area.