基于SEBAL模型的渭-库绿洲蒸散量特征及影响因子研究

对渭-库绿洲蒸散发量的估算在绿洲水资源管理和分配以及生态环境的保护方面扮演着重要作用,同时对于深刻了解流域水循环和水文过程也具有重要意义。本文以渭干河-库车河绿洲为研究靶区,将Landsat TM/OLI遥感数据与地面气象站点实测数据相结合,利用SEBAL模型估算了渭-库绿洲1997年和2016年的日蒸散量,并对日蒸散量的空间分布特征及日蒸散量与相关地表参数的相关性进行了分析。结果表明:渭-库绿洲日蒸散量的空间分布表现为西高东低,北高南低的分布特征,其高值出现在水体和植被覆盖较多的绿洲内部区域,低值则分布在研究区东、东南和西部的低植被覆盖区域;在日蒸散量与植被指数(NDVI、SAVI、LAI)、水体指数(MNDWI、NDWI、TVI、VSWI、TVDI)和地表温度(LST)等地表参数的相关性方面,研究时段内全部地表参数与日ET具有较高的相关关系,Pearson相关系数都通过0.01水平的显著性检验,其中NDWI与日蒸散量表现出了最好的相关性,表明在渭-库绿洲水分对日蒸散量分布与变化的影响是最大的。     

吐鲁番盆地地下水与植被的关系研究

吐鲁番盆地是我国西部极端干旱地区的一个山间盆地,气候干旱、降雨稀少,荒漠生态典型,生态环境脆弱。文章从植被生长与土壤含水率、含盐量、地下水矿化度、埋深等方面进行分析,得出吐鲁番盆地艾丁湖周缘低湿地植被生态可持续发展的合理生态水位为埋深2.5~3.5 m。总结了吐鲁番盆地天然绿洲区的植被随地下水变化的关系及其演替模式。     

改革我国水资源使用制度

水资源是社会经济可持续发展的决定性因素.在我国西北地区由于缺水,沙枣林大面积枯死,灌木林严重衰败,植被减少;沙漠化、盐碱化不断扩大,绿洲逐渐被吞噬.可见,水资源是生态环境中最敏感的环境因子.     

绿洲演变动态监测的遥感分析

绿洲演变是绿洲研究的核心问题。针对干旱区绿洲的特点,阐述了绿洲变化及其研究的特点和内容,在此基础上,以玛纳斯绿洲为例,分析了绿洲属性变化和空间位置变迁的遥感应用。研究表明,遥感技术进行短时间尺度内的绿洲属性变化研究,可以比较准确地掌握在特定时间内绿洲组分、结构及功能的变化情况。同时通过遥感影像反映出的水系变迁信息,结合地貌学的相关理论和绿洲的逐水竞生性,研究河道、扇缘、阶地等地貌类型与绿洲变化的关系,进而从更长时间尺度上分析绿洲空间位置变迁过程的方法。     

绿洲生态环境动态调控模型及系统概念设计应用

绿洲是荒漠中的特殊景观 ,在干旱、半干旱地理系统中有着重要的生态意义 ,是该系统中物质、能量和信息交流的主要界面。绿洲的生态环境脆弱 ,随着人类活动的加剧 ,绿洲生态系统的稳定性 ,将面临更加严峻的考验。利用先进的空间信息技术 (包括遥感和 GIS) ,可以建立绿洲生态环境动态调控系统 ,使之服务于绿洲的稳定、可持续发展。本文依据水资源的供需平衡原理和水资源利用与生态环境之间的耦合关系对基于遥感 (RS)和 GIS的绿洲生态环境动态调控的模型进行了概念设计,并在此基础上讨论了绿洲生态环境动态调控系统的设计。     

基于遥感资料的陕北黄土高原植被覆盖率时空特征分析

选取黄土高原的典型区域--陕北作为监测区域,以MODIS和TM资料作为主要数据源,从可业务化的角度采用植被指数法进行了植被覆盖率的遥感反演,对4种生态气候区植被覆盖率季相变化特征进行了分析,并对陕北生态环境治理前后植被覆盖率的变化进行了对比,结果表明:生态治理后陕北黄土高原的植被覆盖率绝大多数地区都是正增长,各生态气候区植被覆盖状况都有了不同程度的改善,生态治理效果最明显的区域在陕北南部.     

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。     

内蒙古中部MODIS植被动态监测分析

对中分辨率成像光谱仪(MODIS)250m空间分辨率的每8天NDVI卫星遥感数据,利用年平均NDVI及一元线性回归方法,分析了2000-2008年内蒙古中部地区植被变化趋势。结果表明,近9年内蒙古中部地区79.60%地区的植被总体上保持稳定,17.33%的地区得到了明显改善,3.06%的地区仍存在较强的退化或沙化趋势。退化或沙化地区主要分布在内蒙古农牧交错带北部边缘,成条带状分布,反映了农牧交错带地区生态仍然较为脆弱,需要进一步关注和保护,东南部地区的植被恢复明显。植被年际动态主要受该地区暖干化气候影响,气候变暖造成植被NDVI增加,而降水波动导致NDVI随之变化,降水的作用是气温的2.8倍,有些地区可达到11倍之多。     

新疆生态保育与重建区划图的设计与编制

为满足"新疆生态建设和可持续发展战略研究"项目的需要,设计并编制了新疆生态保育与重建区划图。该区划图是根据新疆"三山夹两盆"的总体地势特征、"三圈九带"的生态景观特征,以及"山地-绿洲-过渡带-荒漠系统-生态范式"可持续农业范式的认识,参考新疆地貌区划、植被区划、新疆生态功能区划、新疆维吾尔自治区综合自然区划等资料,确定新疆生态保育与重建分区。该区划图充分反映了新疆大的山盆结构下三圈九带的景观生态特征,体现了新疆水平圈层结构和垂直带结构的总体特征。     

新疆绿洲城镇对称图谱及其生态经济模式分析

天山南北的绿洲城镇以天山为轴对称,分布图案似一副向西张开的弓箭。在局部区域绿洲分布呈线形、弧形、扇形和放射形模式。绿洲经济以水土资源和矿产资源为依赖,中心城市的形成不以城市配位数和平均距离的大小为关键条件。县级中心城镇人口低于10万,平均配位数为3.50,平均距离144km;地市级中心城市人口10～60万,平均配位数4.25,平均距离450km;西部地区百万人口大城市的平均距离约2000km。绿洲人口持续增长,人口密度233人/km²,超过德国人口密度230人/km²。受控于景观带谱对称格局,生态保护政策将使绿洲转向岛国经济模式,发展经济必须跨越自然空间。工业化和城市化是绿洲发展的必然途径,以发展中小城市为主线。距离省府乌鲁木齐2000km以内的配位经济中心难以带动新疆经济跨越式发展,经济跨越式发展的动力模式,不是城市等级配位分布网络的稳定模式,而是经济差级配位模式。乌鲁木齐处于欧亚大陆新丝绸之路欧亚大陆桥中点处经济地理线形谷地位置。欧亚大陆东部与西部沿海经济中心可以作为与新疆经济合作的优先目标。     

泛北极地区植被数据集与制图：回顾与展望

泛北极地区位于北半球高纬度地区,主要属于低温限制型生态系统,因而泛北极地区植被对全球变暖敏感。要明确泛北极地区陆地生态系统对全球变暖响应过程和机理,就需要高精度的植被类型分类数据作为基础资料。但是,目前泛北极地区植被数据的结果还不完善。为更好地认识泛北极地区植被类型分类的现状、发展历史和未来研究方向,本文综述了泛北极地区植被类型制图的数据来源、植被类型划分方法和植被类型制图研究方法。总体而言,泛北极地区的植被调查从20世纪20年代就陆续开展,目前部分区域尺度上的地表覆盖类型的结果,但具体的植被类型制图工作还存在一系列难题。主要原因包括植被野外调查实测数据较少和分布不均、植被类型分类标准不一、苔原植被群落的异质性大、制图技术和分类算法优化困难等。因此,在下一步泛北极植被类型制图工作中,需要制定标准化分类策略,规范数据获取及数据库的整理工作,并发展新的制图方法,从而促进植被类型制图研究工作。     

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。     

“情人湖”漫笔

正在素有"金色世界"的德令哈,除了戈壁沙漠,更有生态绿洲,其中可鲁克湖和托素湖就是其中的绿洲,在当地又被称为"情人湖"。因为海子,德令哈充满了诗意,因为情人湖,德令哈充满了浪漫,在这个有山有水,有沙漠绿洲,有诗意的地方,情人湖注定称为德令哈这个金色世界里的璀璨明珠。可鲁克湖和托素湖在柴达木盆地的东北部,距海西蒙古族藏族自治州首府德令哈约50公里的怀头他拉草原上,有两个一大一小、美丽恬静的湖泊,名     

水土流失区马尾松林植被提取的土壤调节指数分析

为实现水土流失区植被遥感信息的准确提取,本文采用2007年ALOS 10 m多光谱影像,利用土壤调节植被指数SAVI和MSAVI,对福建长汀水土流失区马尾松林不同植被覆盖密度的3个实验区进行植被提取,并选用不同的土壤调节因子（L=0.25,0.5,0.75,1）做实验,将结果和以NDVI植被指数提取的结果进行对比,分析了提取效果及受土壤噪音的影响程度。实验表明,SAVI指数能提高水土流失区的植被提取精度。在中、低植被覆盖区,其提取的总精度比NDVI高出2%~7%,Kappa系数高出7%~18%;而土壤调节因子L的取值对植被信息的提取也呈现出一定的规律性,即：随着L从0向1递增,SAVI提取稀疏植被的能力上升而探测阴坡植被的能力下降。总体来看,对于低植被覆盖和中等植被覆盖地区,可分别用SAVI（L取0.75）和SAVI（L取0.5）来提取植被信息,对于高植被覆盖区,仍可直接用NDVI进行植被信息提取;研究发现MSAVI在植被信息提取中并不具有特别的优势。     

西北地区土壤资源特征及其开发利用与保护

在分析西北地区土壤分布规律的基础上,研究了不同类型区土壤的资源特征及其在开发利用中存在的问题,认为黄土地区土壤土质疏松、粉砂含量高、富含碳酸钙是水土流失的物质基础;干旱区广为分布的荒漠土壤资源的性能低劣、绿洲区水土资源的利用比例失调是造成土地荒漠化、土壤盐渍化的根本原因;而高原土壤的粗骨性、土层浅薄、有效肥力低则加速了草场的退化和沙漠化.提出了西北地区土壤资源的合理利用与生态环境保护相协调的途经,即搞好农田基本建设,采用旱作技术节水和合理用水,扩大林草植被,保护天然草场和林木.并认为西北土壤资源的开发利用要在充分发挥其生产潜力的同时,首先应遵循生态规律,开发与保护并重,防止土壤资源衰竭和破坏.     

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。     

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。     

林下植被遥感反演研究进展

林下植被在森林生态系统碳、水和营养元素的累积和循环方面有着重要作用与科学意义。多角度、高光谱和激光雷达遥感系统凭借对森林分层结构的敏感性,成为量化林下植被的重要手段。本文综述了森林林下植被的遥感反演研究进展：首先讨论了林下植被的定义,其次对当前林下植被的遥感反演现状作了深入分析,总结了多角度、高光谱和激光雷达遥感观测的森林背景的反射率、林下植被的叶面积指数、高度和覆盖度的遥感反演原理和方法。基于不同卫星观测角度下森林冠层和森林背景对总反射的贡献差异,林下反射率可通过多个角度的观测数据进行反演。此外,借助激光雷达穿透冠层直接观测林下植被的优势,总结了激光点云数据和回波波形信息反演林下植被的覆盖度和高度的方法,以及今后使用遥感技术反演的难点和获取林下植被信息的主要发展方向。     

神农架林区植被分布与地形的关系研究

神农架林区是我国物种多样性最为丰富的地区之一,地形地貌复杂,对植被分布影响巨大。本文利用该地区2007年数字高程数据、2007年植被分布图以及2017年野外实地调查数据,基于最大熵模型和空间分析理论,从植被类型和种群两个角度研究该地区不同尺度植被空间分布的地形特征,分别量化植被类型和种群空间分布的地形范围,得到植被类型与地形因子关系模型、植被种群与地形因子关系模型。结果表明:①神农架林区影响植被空间分布的地形因子不同,其中影响针叶林分布的最重要的地形因子是高程和高程变异系数,影响阔叶林分布的是高程和坡向,影响灌丛分布的是坡向变率和坡向,影响草丛分布的较为分散;②典型植被种群分布的地形范围和植被类型的基本一致,其中90%针叶林分布在高程1600~2600 m间,典型种群巴山冷杉和华山松主要分布在高程1700~3200 m和1700~2200 m;85%的阔叶林分布在高程1000~2000 m间,典型种群青冈类和鹅耳枥主要分布在高程1200~2200 m间;95%的灌丛分布在坡向变率0~40°间,典型种群杜鹃和蔷薇主要分布在坡向变率小于40°的范围,但相应的关系模型存在差异,植被类型与地形因子为高斯模型,典型种群与地形因子关系模型相对复杂,不同种群的分布模式不同;③虽然坡度常作为数字地形的重要因子,但本文研究发现该地区坡度对植被类型和种群分布的影响不明显。研究结果可为神农架林区植被保护和恢复,以及植被规划和管理提供基础参考。     

中国西北地区植被NDVI的时空变化及其影响因子分析

利用GIMMS/NDVI数据分析了中国西北地区1982-2006年植被NDVI时空变化特征及其影响因子。近25年来,中国西北地区年均植被NDVI增速为0.5%/10a,并存在明显的空间差异。天山、阿尔泰山、祁连山、青海的中东部等地区植被NDVI显著增加;青海南部地区、陕西和宁夏交界地区、甘肃部分地区,以及新疆部分地区的植被NDVI下降。从不同植被类型看:林地、草地和耕地的年均NDVI都在提高。研究表明:中国西北地区植被NDVI变化是各种自然和人为因素综合作用的结果。植被NDVI与气温、降水的年际变化整体上都呈弱的正相关。但与其年内变化则都呈显著的线性关系,当月均温量超过20℃时,植被NDVI呈下降趋势;当月降水量在0¹00mm期间,植被NDVI随降水线性增长,当月降水量超过100mm之后,不再有明显的增长趋势。农业生产水平提高和植被生态建设等人类活动对西北地区植被NDVI增加有重要影响。