基于MOD16产品的我国2001-2010年蒸散发时空格局变化分析

蒸散发的时空格局分析对理解气候变化与水资源之间的相互影响具有重要的作用。本文基于MODIS全球蒸散发产品(MOD16),分析了2001-2010年我国陆面蒸散发的时空格局变化,得出以下结论：(1)站点尺度和流域尺度的精度验证结果表明,MOD16产品对于我国森林、农田生态系统类型,以及辽河、海河、黄河和淮河流域的模拟精度较高;(2)2001-2010年,我国年均蒸散发为532±10 mm,年内蒸散值变化最大的是东北区,月均蒸散变异系数为0.87,而西北区变化幅度最小,变异系数为0.19;(3)2001-2010年,我国陆面蒸散发年际变化总的趋势不明显,占陆地面积11.2%区域的蒸散发呈显著减少趋势(p<0.05),主要分布在青藏高原中部,内蒙古中东部地区及新疆北部,只有2.3%的区域的蒸散发增加趋势显著,(p<0.05),主要分布在黄土高原地区、黄淮海平原及东北平原;(4)通过对比干旱指数变化趋势、植被指数变化趋势图可以看出,蒸散发显著减少的区域主要分布于干旱加剧的半干旱地区,而蒸散发显著增加的区域主要位于植被变好的地区。     

乌江上游地区森林生态系统水源涵养功能评估及其空间差异探究

乌江流域是西南地区重要经济中心的生态和安全屏障,其上游地区长年面临水土流失和土地石漠化等问题,严重影响到当地和长江沿岸人民的生产生活。本文基于贵州省毕节地区2010年森林二类调查小班数据,运用综合能力蓄水法对乌江上游地区森林生态系统水源涵养量进行估算,分析了水源涵养能力的空间分异特征,并使用线性回归和相关分析法对森林水源涵养能力与林地海拔、坡度和土地退化类型之间的关系进行了深入探讨。结果表明：（1）2010年,研究区森林生态系统的水源涵养总量为563.05\begin{array}{c}\times \end{array}10⁶ m³,单位面积水源涵养量达774.73 t/hm²,水源涵养能力分布表现为东部地区自东北向西南逐渐减弱、西部地区强弱相间的碎片化分布特征;（2）随着林地海拔的升高,森林单位面积水源涵养量表现出显著的下降趋势,海拔平均每上升1000 m,单位水源涵养量相应减少90.56 t/hm²左右;（3）森林水源涵养能力与坡度呈显著的负相关,坡度平均每增加1°,单位水源涵养量相应减少2.44 t/hm²;（4）土地退化对森林水源涵养功能的影响较大,退化土地的森林水源涵养能力较非退化土地平均下降23.50%。正确认识森林生态系统的水源涵养功能及其空间差异,对了解当地森林生态系统现状,以及制订实施更有针对性、更高效的水资源可持续利用和生态环境恢复及建设等相关政策具有重要意义。     

未来RCP4.5情景下非洲地区主要气候要素时空演变特征

气候变化影响及其适应受到广泛关注。大量研究表明,受气候变化影响所造成的增温和降水减少已影响到非洲地区的农业生产和环境。本文利用HadGEM2区域气候模式输出的RCP4.5情景数据,基于时间序列分析及空间分析方法,对非洲大陆2010-2099年主要关键气候要素时空演变特征进行了预估,探讨了非洲大陆未来90年包括降水、辐射、平均气温、最高气温、最低气温等主要气候要素的时空变化格局。结果表明：各气候要素在不同时段的变化均表现出明显的地域分异差异： ① 相较于1970-1999年基准时段,未来3个时段(2020s、2050s、2080s)降水均增加,在2080s增至峰值,增加地区集中在20 °N附近的尼日尔、乍得、利比亚等国;最高增幅达4.5%;② 辐射增加区域分布在赤道地区和非洲大陆的南北两端,尤其是高海拔地区,如撒哈拉沙漠以北的阿特拉斯山脉附近,加丹加高原等地,最大增幅达0.04%;③ 未来90年非洲地区气温增加明显,包括平均气温、最高气温、最低气温,气温增幅由2020s、2050s、2080s依次递增,到2080s达到最大值,平均气温、最高气温、最低气温的最大增幅分别达到5、4.3和5.1 ℃。总体上,未来90年非洲大陆的气温较1970-1999年基准时段明显增多,但靠近海域的沿海地区增温较小,这是由于受到近海寒流的影响,起到了降温的作用。气温增幅过高也将不利于未来农业生产和地区安全。     

基于树木年轮信息的江西千烟洲人工林碳蓄积分析

作者设计和实现了基于树木年轮信息动态估算树木材积生长量模型TGTRing.利用该模型动态估算了中国红壤丘陵典型区千烟洲三种人工林乔木层的生物量和碳蓄积量.结果表明:马尾松的年生物量和碳蓄积量的增长曲线分别在林分年龄17年和18年左右开始出现拐点,湿地松、杉木的年生物量和碳蓄积量则均在林分年龄15年左右开始出现拐点;20年的单位面积生物量和碳蓄积量杉木林最高,分别为171.697 t/hm2和92.29 tc/hm2,其次为湿地松林,分别为147.639 t/hm2(未割脂)和135.743 t/hm2(割脂)、80.18 tc/hm2(未割脂)和73.72tc/hm2(割脂),马尾松林最低,为133.84 t/hm2和73.92 tc/hm2;平均年生物量和碳蓄积量杉木林最高,分别为8.58 t/hm2/yr和4.61 tc/hm2/yr;湿地松林次之,未割脂和割脂湿地松林生物量分别为7.38和6.76 t/hm2/yr、碳蓄积分别为4.01和3.69 tc/hm2/yr;马尾松林最低,分别为6.69 t/hm2/yr和3.70 tc/hm2/yr;到2006年为止,千烟洲马尾松林乔木层总生物量和碳蓄积量分别为3324.43 t、14156.64 tc,杉木林分别1326.97 t、713.27 tc:湿地松林按未割脂算分别为14156.64 t和7688.21 tc,按割脂算分别为13015.97 t和7068.78 tc;千烟洲湿地松人工林因为割脂原因,乔木层总生物量损失1140.67 t,总碳蓄积量损失619.43 tc.     

三江源区草地生态系统综合评估指标体系

基于联合国新千年全球生态系统评估 (MA)概念框架,提出了系统完整的三江源区草地生态系统评估指标体系,包括生态系统结构、支持功能、调节功能和供给功能的4大类15个一级指标、75个二级指标。针对位于青藏高原东部江河源区的草地生态系统的区域特点和人类对其功能的需求分析 ,设计了以土地覆盖结构和草地退化结构为核心的生态系统结构指标群;以初级生产力为核心的支持功能指标群;以水、碳调节为核心的调节功能指标群,以及以水供给和草地承载力为核心的供给功能指标群。在该指标体系中,设计了草地退化遥感分类系统,以实现年代际时间尺度草地生态系统退化过程的动态分析评估;提出了退化草地态势遥感分类系统,以实现大型生态工程实施后年际时间尺度草地生态系统退化态势的分析和评估。     

三江源地区各类生态系统土壤的 性状及其形成能力

土壤形成是MA框架下生态系统支持功能的基本内容。运用GIS空间分析功能,测算了青海三江源区生态系统支持功能,结果表明:①源区土壤形成和生态系统支持功能呈从东南向西北降低的趋势;②源区各生态系统土壤形成的支持功能具有湿地生态系统>森林和草地生态系统>农田生态系统>荒漠和裸土地及裸岩石砾地的特点;③源区各生态系统支持功能具有从湿地生态系统、森林生态系统、草地生态系统、农田生态系统到荒漠和裸土地及裸岩石砾地依次降低的趋势;④草地生态系统退化诱导草地土壤形成功能的退化,进而驱使草地生态系统支持功能的降低;⑤强度人为干扰造成生态系统土壤各种性状向退化方向发展,土壤形成及生态系统支持功能下降。结果有助于丰富人们从土壤形成视角,对生态系统支持功能的理解和认识。     

近30年来三江源地区土地覆被与宏观生态变化特征

利用1970年代中后期MSS图像和1980年代末、2004年以及2008年三期TM图像并结合野外调查,获得三江源地区四期土地覆被空间数据集,提出了土地覆被转类指数和土地覆被状况指数,以表征该区域生态变化的趋势。通过计算土地覆被转类途径和幅度、土地覆被转类指数和土地覆被状况指数,分析青海三江源地区1970年代中后期以来土地覆被时空变化特征及其反映的宏观生态状况变化。结果表明:三江源地区近30年平均土地覆被状况指数为38.20,土地覆被状况为4级,其中黄河流域最好,其次为澜沧江流域,长江流域最差;三江源地区土地覆被转类,在1970s~1990s和1990s~2004年两个时段,均主要以高生态级别向低生态级别转移为主,2004~2008年时段,主要以低生态级别向高生态级别转移为主;由土地覆被状况指数变化率和土地覆被转类指数,可以反映出近30年来三江源地区土地覆被和宏观生态状况,总体上经历了变差(1970s~1990s时段土地覆被状况指数变化率Zc为-0.63,土地覆被转类指数LCCI为-0.58)—显著变差(1990s~2004时段Zc为-0.94,LCCI为-1.76)—略有好转(2004~2008时段Zc为0.06,LCCI为0.33)的变化过程。这一变化过程前、中期主要受到气候变化和草地载畜压力共同驱动的影响,后期则叠加了生态建设工程的驱动作用。     

近30 年来青海三江源地区草地退化的时空特征

在20 世纪70 年代中后期MSS 图像、90 年代初期TM 图像和2004 年TM/ETM 图像支 持下, 通过三期遥感影像的直接对比分析, 获得了三江源地区草地退化空间数据集, 并在此 基础上分析了70 年代以来青海三江源地区草地退化的主要时空特征。结果表明: 三江源地区 草地退化是一个在空间格局上影响范围大, 在时间过程上持续时间长的连续变化过程。研究 发现, 三江源草地退化的格局在70 年代中后期已基本形成, 70 年代中后期至今, 草地的退 化过程一直在继续发生, 总体上不存在90 年代至今的草地退化急剧加强现象。草地退化的过 程在不同区域和地带有明显不同的表现, 如在湿润半湿润地带的草甸类草地上, 发生着草地 破碎化先导, 随后发生覆盖度持续降低, 最后形成黑土滩的退化过程; 在干旱、半干旱地带 的草原类草地上, 发生着覆盖度持续降低, 最后形成沙地和荒漠化草地的退化过程。三江源 地区草地退化具有明显的区域差异, 草地退化可以分为7 个区, 各区草地退化在类型、程度、 范围与时间过程方面具有明显不同的特点。     

GIS空间分析技术在地理数据处理中的应用研究

地理空间数据GIS的处理中,空间分析是其分析、模拟、预测和调控过程的基础理论和技术。空间分析大量时空模型的建立与应用是地学分析区域性或全球性地理问题的重要手段,是新的挑战和机遇。作者从空间分析的定义及空间分析的应用研究出发,认为现代地理学的应用离不开空间分析的支撑;另外空间分析日趋成为自然地理学深化研究、应用的重要技术途径。地学数据GIS的分析处理,须与有空间特征的时空模型、数据挖掘、可视化技术整合,以及关注多维信息空间要素关联性的多元应用。     

近30年黄河源头土地覆被变化特征分析

本研究对以DEM生成的黄河源头范围内的土地覆被变化进行了分析,得到20世纪70年代中后期至80年代末、80年代末至2004年和2004-2008年土地覆被变化数据。同时利用转移矩阵的方法,定量研究了近30年黄河源头土地覆被类型转移的途径和幅度;分析了3个时段内的土地覆被状况指数和土地覆被转类指数,藉此探讨黄河源头不同土...