半干旱区植被风沙动力过程耦合研究:Ⅰ.模型

从植被生长和风沙活动之间的相互作用机制出发,建立了植被-风沙动力耦合模型。模型包括生物量动力学方程和风蚀量动力学方程。生物量动力学方程主要考虑了植被生产潜力在植被覆盖地表和非植被覆盖地表上的转化、生物量自身消耗以及风蚀量对生物量的影响;风蚀量动力学方程主要考虑风蚀潜力在流沙地表和非流沙地表上的转化以及生物量对风蚀量的影响。根据我国北方半干旱地区相关研究成果对模型中的参数取值进行了探讨,以便进行模拟和应用研究。     

半干旱区植被风沙动力过程耦合研究：Ⅱ. 模拟

  以我国北方半干旱区典型自然条件为模型输入参数,对生物量和风蚀量的动态变化和空间分布进行了模拟。模拟的主要影响因素有降水量、气温、土壤类型和风况等。模拟结果表明:生物量随着降水量的增加和气温的升高而增大,风蚀量随着大风日数和风速的增加而增大。随着半干旱区降水和气温的季节变化,生物量在初春最低、夏末最高;风蚀量则在春季最大、夏季最小。生物量和风蚀量有明显的相互影响,生物量的增加能够有效降低风蚀量。在不受其他因素影响时,生物量与降水量在空间上的分布呈现出一致性,在考虑气温因素后生物量的重心向气温较高处偏移。小幅度的地形变化对生物总量和风蚀总量的大小影响不大,但明显改变了它们的空间分布格局。     

干旱区沙质草地植被覆盖变化模拟: Ⅰ.模型

 在干旱、半干旱地区,影响沙质草地植被覆盖的因素主要包括土壤水分、植被生长和风沙运动。根据这三方面的已有研究成果,建立了植被覆盖变化概念模型和数学模型。模型包括栅格水流模型、径流模型、地下水补给模型、土地生产潜力模型等。结合GIS技术,该模型可用于模拟干旱区沙质草地的土壤水分补给量变化、流沙面积变化和植被覆盖变化的空间分布。     

干旱区沙质草地植被覆盖变化模拟: Ⅱ. 应用

 采用植被覆盖变化模型,模拟了新疆玛纳斯河下游沙质草地土壤水分补给量变化和植被变化。发现该区域平均植被盖度在10%~35%之间,最低值出现在4月初,整个地区植被盖度大多在10%以下,最高值出现在7月,植被盖度平均值在30%以上。植被覆盖度高的地方多分布在南部、东部以及下游的绿洲及地势低洼的沙漠边缘地带。从植被盖度的频率分布来看,区域植被盖度以10%~30%为主,最高月份（2000年4月）达到63.73%,其他植被盖度频率分别占10%左右。与遥感资料的对比表明,模拟结果与实际情况接近,能较真实地反映该地区植被盖度变化过程。     

雅鲁藏布江曲水-泽当段风沙活动动力条件分析与风沙灾害防治建议

雅鲁藏布江河流宽谷区是青藏高原风沙活动最为强烈地区之一.本文选择雅鲁藏布江曲水-泽当段为研究区,分析该地区1981-2010年以来的风动力条件变化特征.结果表明:1981年以来年平均风速明显降低,月平均风速2-4月最大.受河流-山地复合系统的影响,风向复杂且具有明显的空间差异性,贡嘎以西风和东风为主,泽当包括西风、南风...     

腾格里沙漠西南缘植被季节变化及风沙活动

腾格里沙漠西南缘沙区,3种植被条件下的盖度四季波动情况为:在林带背风面封育区25.89%~35.35%,封育区19.4%~29.39%,流沙区11.39%~16.05%之间; 各季节植被盖度表现为秋季＞夏季＞春季＞冬季,其中,流沙区植被盖度春季增幅最大,旱季降幅最小,而林带背风面封育区则雨季增幅最显著,封育区次之。流沙区草本植物株（丛）数比例从春季开始近似线性增加,旱季变缓,雨季又有所增加,8月底至9月上旬达最大值,灌木植物比例则相反;封育区和林带背风面封育区草本植物株（丛）数比例变化相似,均为春季迅速上升,旱季下降,雨季显著增加,9月底达最大值,灌木植物相反。流沙区因植被稀疏,牲畜采踏,植被难恢复,裸露地面风沙流活动强烈,沙丘前移;封育区植被盖度较大,形成了比较稳定的自然生态植被区域;林带背风面封育区则在多层防护林防护下,区域内风速低,植被盖度大,枯枝落叶多,普遍有1~1.5 mm厚的结皮,形成了更加稳定的生态环境。试验研究表明：在当地降水条件下,只要在沙漠边缘建立足够的封育区,禁止或减少人为活动,自然植被恢复,可大大降低风沙活动,遏制沙漠前移,实现当地的生态可持续发展。     

^137Cs在风沙过程研究中的应用前景

＾１３７Ｃｓ法在土壤巡旬与泥沙沉积研究中已得到普遍的应用,但在风沙过程研究中尚未引起足够的重视。针对风沙过程研究中存在的有关问题,对＾１３７Ｃｓ法的应用前景作了展望,并提出了＾１３７Ｃｓ应用的若干建议。     

长江三角洲碳排放与植被覆盖耦合协调时空格局及影响因素分析

通过构建评价指标体系和分析框架,利用综合指数法、耦合协调度模型和灰色关联度模型分析2005―2017年长江三角洲（长三角）碳排放与植被固碳耦合协调时空变化特征及驱动因素,并模拟政府决策优先级对耦合协调度趋势的影响。结果表明：长三角碳排放空间集聚特征显著,基本形成了以长江沿线和长三角东南沿海区域为核心的沿江沿海高排放带;长三角碳排放与植被固碳耦合协调度具有明显的空间分异特征,呈现出南京-上海沿线一般失调区域为核心的圈层结构特征;植被覆盖综合评价值高于碳排放综合评价值的地区耦合协调度普遍较高,人口的集聚和变化、城市建设和能源消耗对耦合协调度影响最大;同时,政府决策的优先级会显著影响耦合协调趋势。     

长江三角洲碳排放与植被覆盖耦合协调时空格局及影响因素分析

通过构建评价指标体系和分析框架,利用综合指数法、耦合协调度模型和灰色关联度模型分析2005―2017年长江三角洲（长三角）碳排放与植被固碳耦合协调时空变化特征及驱动因素,并模拟政府决策优先级对耦合协调度趋势的影响。结果表明：长三角碳排放空间集聚特征显著,基本形成了以长江沿线和长三角东南沿海区域为核心的沿江沿海高排放带;长三角碳排放与植被固碳耦合协调度具有明显的空间分异特征,呈现出南京-上海沿线一般失调区域为核心的圈层结构特征;植被覆盖综合评价值高于碳排放综合评价值的地区耦合协调度普遍较高,人口的集聚和变化、城市建设和能源消耗对耦合协调度影响最大;同时,政府决策的优先级会显著影响耦合协调趋势。     

137Cs法在风沙过程研究中的应用前景

¹³⁷Cs法在土壤侵蚀与泥沙沉积研究中已得到普遍的应用,但在风沙过程研究中尚未引起足够的重视。针对风沙过程研究中存在的有关问题,对¹³⁷Cs法的应用前景作了展望,并提出了¹³⁷Cs应用的若干建议。     

植被与风蚀耦合动力学模型及其应用

 利用植被-风蚀耦合动力学研究了植被生长发育与风蚀发生、发展之间的动力学关系,考虑了植被覆盖度V和风蚀比S之间的相互耦合作用,以及在外力作用尤其是人类活动影响下的植被与风蚀的演变规律,以此建立了植被-风蚀动力学模型。将模型应用于京津风沙源治理工程区等区域,采用试算法探索了模型中参数的取值,模拟了区域植被盖度与风蚀比发展演变过程,发现模拟结果与实际演变过程符合精度较高,进而分析并利用模型进行预测,结果表明,植树造林等增加植被的措施对风蚀发展的控制作用比较缓慢,是一个长期作用效果,需要坚持不懈的努力才可能达到预期的治理效果。     

干旱半干旱区天然植被的地下水水文生态响应研究

在干旱半干旱地区,天然植被与地下水关系是生态水文地质学的重要研究内容之一.生态地下水埋深等概念建立了生态地下水位的基本框架,但研究成果仅是定性或半定量的描述.为弥补这一不足,国内外学者开展了大量的理论和实验研究.在理论研究方面,提出了植物蒸腾地下水临界水位埋深理论公式,确定了植被受水分胁迫响应的评价方法,并利用植物生理...     

中国北方干旱半干旱区植被-气候响应关系特征北大核心CSCD

气候变化背景下干旱区植被的时空分布及变化特征,是区域植被恢复和国家自然保护区建设等亟需研究的关键生态环境问题。在建立中国北方干旱半干旱区潜在植被分类及对Holdridge生命地带模型进行修正和拓展的基础上,结合中国气象模拟数据(1981—2020年),引入植被面积转移矩阵、Kappa系数和平均中心模型等方法,对中国北方干旱半干旱区气候要素进行分析并实现了潜在植被定量识别和空间分布格局模拟。结果显示:40年间年降水量、年平均生物温度和可能蒸散率总体均呈上升趋势,研究区存在暖干化现象;研究区共出现6种潜在植被类型,在不同年代际均呈地带性分布;温带荒漠植被、温带草本植被和温带森林植被是主要植被类型,共占总覆盖面积约71%;温带森林植被的面积总体增长最快,平均每10年增加1.1%,温带荒漠植被减少最快,平均每10年减少1.3%;相邻年代际间,各类潜在植被的面积转换关系较为稳定,差别在于转换程度;山地森林植被、温带荒漠植被和温带森林植被的平均中心总体偏移距离大于50 km,除温带荒漠植被,其他植被的平均中心总体均往西移。     

黑河流域植被覆盖程度变化研究

基于长时间序列SPOT VGT-NDVI影像数据,利用均值法、最大值合成法、最小二乘法、NDVI变化度模型等方法,研究黑河流域1999-2010年植被覆盖程度的动态变化规律.结果表明:研究时段内流域的植被覆盖程度呈逐步改善趋势,改善面积百分比为26.65％,其高度改善区域面积为71.79 km2,几乎全部集中在黑河中游地区;但流域植被覆盖水平整体较差,从东南向西北逐步呈荒漠化态势变化;研究发现部分地区植被仍有退化现象.     

中国北方农牧交错地区农牧业生产模型及应用:Ⅱ.应用

以奈曼旗为例,根据农牧业生产综合模型对农牧业生产的主要方面进行了分析。农牧业生产中,资本对产出的贡献最大,有效劳动和土地生产力次之,表明奈曼旗的生产处于规模报酬递增的增长时期。农牧业生产基本呈指数增长,且1951-1980年增长较缓,1980年以后增长很快。固定资本的增长较为稳定和缓慢,生产费用的增长具有波动性。生产费用与施肥量和沙漠化程度关系显著,当年生产费用与上年产出高度相关,同时由于生产费用对产出增加有很高的贡献,说明农牧交错区的农牧业发展中存在负反馈关系。土地生产潜力利用率反映了农牧业生产与土地生产力之间的关系,该利用率在0~0\^4之间波动,并且1980年以前利用率低且波动小,说明这段时期的农牧业生产整体水平不高,1980年以后利用率高且波动大,资本对产出贡献的比重下降,土地生产潜力的重要性相对增大。     

生态建设背景下陕西省植被覆盖时空变化及其影响因素研究

为了逆转近年来生态退化趋势,中国实施了一系列国家级生态建设项目,植被恢复是其核心目标。基于MODIS NDVI数据产品、气象站点观测数据及统计年鉴等资料,分析了2002—2016年陕西省植被覆盖时空变化,并采用面板数据固定效应模型进行了归因研究。结果表明:(1)实施退耕还林及天然林保护工程以后,陕西省植被覆盖状况总体呈改善趋势,但存在明显的时间波动与空间差异。(2)生态建设项目对陕西省植被恢复产生了显著正向影响,且存在时滞效应;造林率增加1个百分点,3 a后各县NDVI值将平均增加0.012 3(p<0.01),等同于年降水量增加56 mm的作用。(3)降水、气温的提高对陕西省植被恢复产生了显著正向影响,而人口与经济增长则产生了显著负向影响。因此,陕西省应继续加大生态建设项目投资力度,并加强监督与监测评价;积极推行生态移民政策,缓解人类活动带来的生态压力;调整经济结构、转变经济增长方式,摒弃消耗资源牺牲环境的粗放型发展模式。     

COSI-Corr技术在风沙地貌研究中的初步应用及精度检验

沙丘移动与形态监测是风沙地貌研究的重要内容,传统的测量方法对大范围的风沙地貌进行动态监测存在很大的困难。光学影像配准与关联（Co-registration of Optically Sensed Images and Correlation,COSI-Corr）技术的出现为区域风沙地貌的动态演化与监测研究提供了良好契机。讨论了COSI-Corr技术在沙丘移动和形态监测中的优势和存在的主要问题,通过无人机野外地面实测结果检验了COSI-Corr的测量精度。结果表明：沙丘背风坡底缘COSI-Corr测量精度最高,月测量误差0.01～0.53 m,达到影像分辨率的1/30像元;在沙丘背风坡底缘,COSI-Corr测量精度与沙丘底面积呈线性关系,底面积越大,COSI-Corr测量误差越大;个别沙丘脊线部位出现极大异常点,与沙丘脊线部位的光噪影响有关。COSI-Corr技术在风沙地貌监测中尚属起步阶段,一些具体的问题还需要我们在实践中不断的去检验和改进,但它确实极大提高了野外风沙地貌动态监测的效率,为研究大尺度范围内风沙地貌的时空动态演化过程提供了可能,在未来的风沙地貌研究中将具有广阔的应用前景。     

基于CASA模型的植被第一性生产力人为影响定量研究——以石羊河流域为例

人类活动是影响植被净第一性生产力（Net Primary Productivity,NPP）变化的主要因子之一,定量计算NPP人为影响值具有重要意义。以石羊河流域为研究区,采用改进CASA模型计算理论NPP和实际NPP,并求得NPP人为影响值,分析了该流域NPP人为影响值的分布和变化规律。结果表明：（1）2001-2014年石羊河流域年均实际NPP为261.70 gC·m^-2·a^-1,总量为10.62 TgC·a^-1,NPP呈略微上升趋势。（2）人类活动对NPP的正向和负向影响都非常强烈,影响值介于-644.15~740.31 gC·m^-2·a^-1之间。在人为作用下,正向影响总量年均为1.93 TgC·a^-1,负向影响总量年均为3.16 TgC·a^-1,整体表现为明显负影响,表明该流域植被在人为作用下一直处于退化状态。（3）研究期间人为作用变化显著,人为正负影响绝对值之和呈减小趋势（年均减少速率为26 592 gC·m^-2·a^-1）,说明人类活动有所减缓;同时人为正负影响值代数和也呈减小趋势（年均减少速率为82 856 gC·m^-2·a^-1）,说明人类对植被的负影响效应正在减弱,表明治理初见成效。（4）研究期间人为负向影响减弱区面积占流域面积的41.04%,主要分布在下游荒漠区,说明下游植被NPP有所增加,生态环境有所改善。     

坡面流与坡面侵蚀动力过程研究的最新进展*

在回顾了坡面流及坡面侵蚀过程研究的简史与现状的基础之上,全面总结了坡面流形成机理及其模式、坡面流水动力学特性、坡面侵蚀动力过程及其侵蚀产沙模型诸方面研究的最新进展,并对坡面流各要素分析及坡面小侵蚀陡坎的形成等进行了一些探讨。最后,提出了坡面流及坡面侵蚀过程研究中存在的主要问题及未来展望。     

基于二维水动力模型的湿地生态补水研究与应用

针对南京上秦淮湿地这一水网密布、水系连接复杂的地区,采用MIKE21二维水动力模型建立了湿地补水及水循环的数学模型。基于模型研究了湿地生态补水量及补水、水循环方案。模拟结果表明:在进水、引水、出水设施的共同作用下,水系流动通畅,流场分布较均匀合理。除了能很好地实现全区补水,还能保证整体水域流速,特别是几个湖区也能保持基本的流动状态。基于模型的湿地补水及水循环对于湿地自净能力的提高和水质维护有很大作用。