长江源区荒漠动态遥感监测及驱动力分析

利用遥感和GIS空间信息分析技术,以长江源地区的4期遥感数据为主要信息源,将荒漠分为高寒荒漠、裸岩石砾地、戈壁、沙地、裸土地、盐碱地,通过目视解译提取了长江源区4期荒漠信息,在此基础上进行荒漠动态变化及驱动力分析。结果表明,长江源区荒漠分布范围较广,荒漠面积占源区总面积的28%左右,荒漠中以高寒荒漠、裸岩石砾地、戈壁、沙地为主,其次是裸土地和盐碱地。近30 a来的变化趋势是20世纪70年代中期到1990年荒漠化发展较快,荒漠面积增加了43 935.00 hm2,1990年到2000年荒漠面积减少了32 821.28 hm2,2000年到2005年荒漠面积增加了29 611.30 hm2。     

黄河源地区草地退化空间特征

There are about 400 million hm2 of grassland in China, which account for 13% of the grassland in the world and 41% of the total land area of China. It is the biggest terrestrial ecosystem in China (Liu et al., 2003). Due to impacts of global change and ec…     

近15 a来黄河源地区玛多县草地植被退化的遥感动态监测

 依据草地退化国家标准和黄河源区草地退化的实际情况,选取草地覆盖度、植株高度、地上生物量、牧草可食率、土壤有机质5个重要指标建立黄河源区玛多县草地植被退化监测和评价指标体系。利用遥感影像和GIS技术,结合实地调查和采样测定,对5个评价指标在遥感影像上进行反演,并进行图层的加权叠加,得出玛多县草地退化的时空特征。结果表明：玛多县草地在1994年已经出现了较为严重的退化现象,退化草地的空间分布格局已经基本形成,并且草地的退化过程一直在继续。2009年草地退化空间特征显示在气候变化较为敏感区域、河道两侧、鼠害严重以及靠近居民点等区域草地退化较为严重。通过对4期草地退化情况进行对比分析,发现1994-2001年间玛多草地植被退化情况最严重,重度退化面积高达1 355 943.30 hm2,占草地面积的86.53%。2001-2006年间和2006-2009年间重度退化、较大退化和中度退化草地的面积都下降较大,同时退化的速度已经有了较大缓和,黄河源头地区草地生态系统得到初步恢复     

长江、黄河源区高寒湿地动态变化研究

长江、黄河源区是中国湿地分布面积最大的地区之一,近年来湿地面积减少、功能退化引起了严重的区域生态环境问题。为了定量分析湿地退化过程,利用1986年的TM和2000年的ETM 卫星遥感数据,在GIS软件支持下,用景观格局指数对长江、黄河源区15a来湿地的分布和变化进行了研究。结果表明,15a间,长江、黄河源区湿地面积减少了2744.77km2,平均减少率为1.2%/a。长江源湿地的退化比黄河源明显。湿地主要是由高寒沼泽草甸湿地向高寒草甸湿地、裸岩裸土地和高寒草原演变,以及由水域向滩地转变。各湿地景观类型斑块数增加,破碎度和分维数提高,优势度降低,湿地景观空间结构趋于复杂,景观异质性增加。15a间研究区湿地生态服务价值降低了37.86×108元。气候干暖化是造成源区湿地变化的主要因素,人类活动加剧了这一进程。     

玉龙喀什河源区32年来冰川变化遥感监测

根据航空相片、地形图、遥感影像数据分析了玉龙喀什河源区的冰川变化,结果表明,1970~2001年本区冰川总体上以稳定冰川的数量占多数,但由于部分冰川的退缩使得整个研究区的冰川表现为萎缩的趋势。1970~1989年冰川规模有扩大的趋势,冰川面积、储量分别增加了1.4 km²、0.4781 km³,约占1970年研究区相应总量的0.12%、0.19%;而1989~2001年的冰川面积、储量分别比1970年减少了0.5%、0.4%,是西北干旱区冰川面积变化幅度最小的区域。分析认为该区域1970~1989年冰川扩大可能与该地区的冰川对20世纪60年代末温度降低、降水量增加有10~20年滞后响应有关;1989~2001年冰川退缩,主要受温度快速上升影响,而丰富的降水对冰川退缩起到缓冲的作用。     

高分辨率遥感在城市发展动态监测中的应用

与传统的遥感影像相比，高分辨率遥感影像有着空间分辨率高、时间分辨率高、信息量大、所包含的地物的几何和纹理信息更加明显、能提取地物三维信息等优点。城市中的研究对象多属于一些尺寸相对较小且空间信息较为重要的地物，再加上已形成一套全新的面向对象的高分辨率遥感数据的处理和信息提取方法。这使得高分辨率遥感技术成为城市发展动态监测以及相关信息提取的最有效手段。动态监测中获得的数据还进一步运用于城市规划布局、市容市政管理、城市生态环境保护、城市交通建设规划、城市防震减灾以及数字交通和数字城市的建设等诸多方面。     

黄河三角洲滨海地区人类干扰活动用地动态遥感监测及分析北大核心CSCD

以1976年、1985年、1990年、2000年、2010年和2015年的Landsat MSS/TM/OLI影像为数据源,结合地形图及野外验证点信息,采用面向对象的遥感影像分类方法,提取黄河三角洲滨海地区人类干扰活动用地信息;利用人类干扰活动用地类型转移矩阵、人类干扰强度指数和景观质心模型等方法,分析6个时期研究区不同人类干扰活动用地的变化速度、转移类型与强度及时空演变等特征,并探讨研究区主要人类干扰活动用地的环境影响。结果表明,1976~2015年期间,黄河三角洲滨海地区渔业与养殖业、盐业和居工建设用地面积持续增加,农业用地面积减少,天然生态用地和围而未用地面积减少且波动变化;生态用地和农业用地被大量侵占为渔业与养殖业、盐业及居工建设用地,面积减少的生态用地、农业用地和围而未利用地主要转变为强度系数较高的盐业和居工建设用地,导致研究区人类干扰强度显著增加;渔业与养殖业和居工建设用地的增长极位于东营市和垦利区,农业用地空间格局变化没有明显的消长极,盐业用地的增长极位于寿光市,生态用地的消长极位于垦利区,围而未用地的消长极位于垦利区和昌邑市;受输沙量与径流量等自然因素影响,黄河三角洲湿地萎缩,生态用地面积减少;在水产养殖、围海晒盐和建设用地面积持续扩大的人类活动影响下,研究区人类干扰强度显著增强。     

近30 a内蒙古阿拉善盟不同生态系统土地利用动态遥感监测

 利用遥感和GIS空间分析技术,以近30 a内蒙古阿拉善盟两期 Landsat MSS/TM遥感数据为主要信息源,通过目视解译方法提取了农田、林地、草地、水体与湿地、建设用地、荒漠等6种生态系统的25类土地利用现状数据,在此基础上进行了土地利用的动态变化分析。结果表明：近年荒漠生态系统用地达85.59%,其次是草地生态系统用地,占12.76%;近30 a土地利用变化最明显的特征是农田、林地、水域与湿地及建设用地增加80 263 hm²,占总土地面积的0.34%,草地和荒漠生态系统用地减少相应面积,总体土地利用相对变化量不大,仅为0.68%。     

1980～2007年喜马拉雅东段洛扎地区冰川变化遥感监测

利用1980年地形图和多年遥感资料,采用目视解译方法手工提取了喜马拉雅东段洛扎地区4个时期的冰川信息,对冰川时空分布特征和变化与不确定性进行了分析,并结合近28年(1980～2007年)的气温、降水量资料对研究区的冰川变化原因进行了研究.结果表明:(1)1980～2007年,洛扎地区冰川面积从491.64 km<'2>...     

近30年来长江源区与黄河源区土地覆被及其变化对比分析

基于20 世纪70 年代中后期、90 年代初期、2004 年和2012年共4 期土地覆被数据,利用转移矩阵、土地覆被状况指数和土地覆被转类指数,对比分析了长江源区和黄河源区近30 a来土地覆被与生态状况的变化特征。结果表明：2012年草地是两源区最主要的土地覆被类型,但黄河源区的草地面积占比比长江源区高17%,同时,长江源区存在永久冰川雪地及荒漠,黄河源区没有;从土地覆被状况来看,过去30 a黄河源区优于长江源区,长江源区土地覆被状况指数平均为16.82%,黄河源区为38.84%;从土地覆被转类来看,过去30 a长江源区土地覆被总体变好,黄河源区则总体变差,在20世纪70年代中后期至90年代初、20世纪90年代初至2004年和2004~2012年3时段内,长江源区土地覆被经历了变差-好转-持续好转的变化过程,而黄河源区则是变差-显著变差-略有好转,且黄河源区土地覆被状况的变化程度较长江源区更为剧烈;长江源区因分布有大量的冰川、冻土,自20世纪90年代气温升高开始,冰川冻土融化,导致水体与沼泽面积扩张,后期叠加生态工程的积极影响,使得其土地覆被状况持续好转,黄河源区则因2004 年以来暖湿的气候状况及生态保护工程的实施,使得土地覆被退化趋势得到遏制并逐渐呈现转好态势。     

黄河源区土地利用/覆被变化及其生态环境效应

应用1989年TM影像和2005年ETM+影像提取黄河源区两期土地利用/覆被数据,并利用GIS的空间叠加分析对两期土地利用图进行土地利用动态信息的提取。在建立黄河源区土地利用数据库的基础上,采用生态环境质量指数模型建立各土地利用类型与生态环境质量之间的数量关系,定量的分析土地利用变化对生态环境质量的影响。结果表明:①黄河源区1989-2005年间,土地利用变化缓慢而匀速,存在着生态环境的恶化和改善两种相反的趋势。在大尺度范围内,生态环境质量相对稳定,有轻微的恶化,但是在研究区局部范围内,生态环境质量变化显著;②植被是影响黄河源区生态环境质量的主要因素,其中草地对环境质量的影响处于主导地位;③利用生态环境质量指数模型不仅可以从整体上了解研究区生态环境质量,也可以发现影响区域环境质量的主要驱动力。     

黄河源区1975—2005年沙漠化时空演变及其成因分析

结合遥感(RS)与地理信息系统(GIS)技术,对黄河源区1975年和2005年沙漠化状况进行了监测。研究发现,黄河源区有大面积的沙漠化土地分布,且比较集中,主要集中在源区西部、北部和东部。30 a间,沙漠化土地面积明显增加,沙漠化土地面积从1975年的19 297.34 km2增加到2005年的22 042.32 km2,增加了2 744.97 km2,即从占整个源区面积的14.68％增加到16.77％。各类沙漠化土地面积均呈增加趋势,极重度、重度、中度、轻度和潜在沙漠化土地面积分别增加了233.27 km2、987.93 km2、336.28 km2、544.8 km2和642.7 km2。在2005年,黄河源区有3 075.57 km2的沙漠化土地是由1975年的非沙漠化土地转化而来的,占沙漠化发展面积的57.28％,另外42.72％的沙漠化发展土地是由1975年较低沙漠化程度向较高程度发展所致。气候变化和不合理的人类活动共同作用导致了黄河源区沙漠化的快速发展,其中,气温升高是自然因素中的主要因素,过度放牧是人为因素中的主要因素。     

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。     

近30 a龙羊峡水库周边地区沙漠化遥感监测

 在RS和GIS支持下,选取4期遥感数据,采用室内解译和野外检验修正的方法,获得龙羊峡水库周边地区不同时期土地沙漠化数据库。结果显示,在过去30 a中,龙羊峡水库周边地区土地的沙漠化在时间上经历了一般发展到正在逆转两个阶段; 2000年以后,极重度沙漠化土地和重度沙漠化土地变化最为明显,均呈现逆转趋势,其中极重度沙漠化逆转为其他类型的总面积为145.90 km2,重度沙漠化土地逆转为中度沙漠化面积为146.44 km2; 在沙漠化土地的空间分布上,过去30 a里,沙漠化土地主要集中分布在龙羊峡两岸的塔拉滩和木格滩地区; 研究区内沙漠化的逆转主要是由重度和极重度沙漠化土地转变为中度和轻度沙漠化土地。1975—1989年,研究区的降水呈增加趋势,但是由于这一时期人为因素的影响,沙漠化呈不断加剧的态势; 1989—2000年,研究区的气候趋向于暖干化,加上过度放牧等人为因素,重度和极重度沙漠化土地持续发展; 2000年以后,研究区的气候趋向于暖湿化,政府实施了一系列生态环境保护、恢复计划,沙化土地呈现逆转的态势。     

黄河流域土壤水分遥感估算

利用1982～1998年AVHRR的pathfinder遥感数据,以及相同时段黄河流域29个农业气象观测站土壤水分观测资料和263个气象台站降水、蒸发资料,建立基于遥感条件温度植被指数和气象观测数据基础上的黄河流域厚层土体(0～1m)土壤水分遥感估算方法,计算出1982～1998年黄河全流域1m土体各层土壤水分。计算结果检验表明该方法适合进行大区域、连续时间段、厚层土体土壤水分估算,并为黄河流域水循环研究提供了丰富的土壤水分数据。     

黄河源区土地利用/覆盖生态服务功能价值评价及时空预测

利用黄河源区1977-2006年土地覆盖数据集,分析了土地利用覆盖变化格局。根据高寒草地生态系统的特点,改进了生态功能服务价值系数计算方法,把土地利用的生态效益转化为简单易懂的货币形式,为决策者提供直观的生态信息。同时利用基于案例推理的CA模型模拟黄河源区2018年的土地覆盖情景,并得到其生态服务价值。研究表明:1977-2006年生态系统服务价值由460亿元降至418亿元,其中林地、高覆盖草地与湿地的生态服务价值分别减少10亿元、30亿元和20亿元,中、低覆盖草地生态服务价值提高20亿元,水体与沙(裸)地等变化不大。2006-2018年草地覆盖度将逐步上升,高、中覆盖度草地面积逐渐扩大,低覆盖度草地面积减小,生态服务价值得到较大幅度提升。     

近50a来科尔沁地区沙漠化土地的动态监测结果与分析

在明确了沙漠化土地的程度分级及其指标、监测方法的基础上,对科尔沁地区近50 a来的沙漠化土地进行了遥感动态监测和分析。结果表明:科尔沁地区20世纪50年代未至70年代中期,是沙漠化土地扩展速度最快的一个时期,总面积增加了9 084 km²。从70年代中期到80年代后期,沙漠化土地继续呈快速增长之势,增加了9 624 km²;进入90年代,沙漠化过程呈现出逆转的趋势,沙漠化土地总面积由1987年的61 008 km²,减少到2000年的50 142 km²,减少了10 866 km²。就近50 a来沙漠化土地变化的整体而言,经历了发展-再发展-逆转的过程。到2000年,科尔沁地区的沙漠化态势依然是严峻的。但从整个发展过程来看,沙漠化已呈现逆转的趋势。整个区域的生态环境在改善,环境容量在提高,继续发展下去,有望进入良性循环以保障生态环境与社会经济的可持续发展。