中亚干旱区生态环境变化的特点和趋势

在综合分析中亚生态环境变化的现状和趋势的基础上,利用NOAA和MODIS数据,建立了一套适合于大尺度生态环境变化监测的遥感指标体系,应用数理统计方法和地理信息系统(GIS)空间分析方法,对各种可能的生态环境问题的程度、范围、危害和分布进行广泛深入的分析,研究主要生态环境问题的危害程度、分布范围,分别对中亚地区1990年和2005年的生态环境变化状况进行了评价,并对15年以来的生态环境动态变化进行了对比分析.分析结果表明:1990～2005年15年时间里,哈萨克斯坦的植被生长退化的总面积增加了0.069×105 km2,乌兹别克斯坦的植被生长退化的总面积增加了0.081×105km2;土库曼斯坦的植被生长退化的总面积增加了0.296×105 km2;吉尔吉斯坦的植被生长退化的总面积增加了0.022×105km2,塔吉克斯坦的植被生长退化的总面积增加了0.112×105 km2,总体呈现明显的退化甚至恶化的趋势.研究结论证明,NOAA和MODIS数据不仅能够成功地进行大尺度的生态环境监测,而且能够取得较好的效果.     

长江源区新构造运动及其生态环境效应

基于长江源区生态环境地质调查的大量实际资料及调查成果,经分析研究发现,长江源区早更新世处于走滑拉分运动的大陆动力学背景,在整体隆升中,形成走滑拉分盆地且分割盆地的断块山、湖泊广布;中更新世反转为挤压隆升,在整体抬升中迎来了新构造期最大冰期,湖泊萎缩;晚更新世－全新世过渡为整体走滑-挤压收缩,经历了动荡的隆升过程,湖泊响应明显。近代,特别是20世纪70年代以来,新构造活化与寒冻风化岩屑坡扩大、沙漠化蔓延、湖泊与沼泽湿地萎缩、区域地下水位下降、生态环境日益恶化等关系密切。因此,新构造驱动在长江源区生态环境恶化中起主导作用,而其他因素则起到促进与加速作用。     

鄱阳湖国家级自然保护区湿地植被的干旱响应及影响因素

近年来鄱阳湖干旱事件频发,干旱导致的气象水文要素变化直接影响植被生长状况,尤其是对于地上植被生物量的影响极为显著.研究鄱阳湖干旱事件对于湿地植被的影响,对于保护鸟类栖息地,认识湿地生态功能和结构的变化具有重要的现实意义.利用长期卫星遥感数据,结合植被生物量野外调查,以2003和2006年极端干旱年份为出发点,从湿地植被面积、生物量密度和总生物量的角度分析了鄱阳湖湿地植被生物量对于极端干旱的响应.研究表明:湿地植被面积、生物量密度以及总生物量均呈现双峰分布特征,在4和11月分别达到上、下半年的峰值.2003年植被生物量与多年均值一致,2006年下半年植被面积、生物量密度以及总生物量均明显超出多年均值.影响湿地植被面积的主要因素为鄱阳湖水位变化;而影响植被生物量密度的主要因素为气温和水位,退水时间提前对于生物量密度影响最大;总生物量同时受到植被面积与植被生物量密度的综合影响,其中植被面积的影响更大,植被面积对于总生物量的影响在2006年表现得比2003年更加显著.总之,2006年湿地植被对水文干旱的响应要比气象干旱强烈得多.     

1994-2018年松嫩平原西部月亮泡水淹区生态变化及其对水淹频次的响应

半干旱内陆地区的湖泊湿地是一种特殊的生态系统,季节和年际时间尺度上的湖泊水文变化对湖泊湿地生态结构和功能有着重要影响.近20年来,月亮泡湖泊湿地经历了自然和人为因素共同作用下的水文波动过程.为了实现大尺度地表生态年内/年际变化检测,更好地了解湖泊年际水淹范围及其水淹频次对内陆湖滨湿地生态的影响,基于1994—2018年Landsat TM/OLI影像数据(30 m),首先,计算提取月亮泡的年际水体信息和水淹频次,进而获取湖泊年际淹没范围.其次,采用综合生态指数变化检测法提取生态信息,选取3个标准观测年(1995、2006、2016年),从年内变化和年际变化视角分级评价了研究区生态变化,并分析了水淹频次与湿地生态变化的关系.最终,现有研究表明:湖泊年际水淹区主要分布在月亮泡的北侧与西侧尾闾,月亮泡湖泊湿地北侧的年际水淹频次更为显著.湖泊面积的扩展与自然湿地的减少是月亮泡水淹区域的主要变化类型.在这种变化情况下,研究区水体指数累积量的增加与植被指数累积量的衰减成为显著的生态变化特点.月亮泡湖泊年际水淹频次在一定时间和空间上影响着水淹区域的植被生产能力,水淹的低频波动是研究区植被累积量增加的关键因子.因此,在湿地生态恢复与管理过程中,维持合理的水文波动,恢复月亮泡北侧与西侧沼泽湿地是该区域内生态保护的核心措施.     

全球变暖背景下中亚干旱区降水变化特征及其空间差异

依据Climatic Research Unit（CRU）1930～2009年间的最新0.5°×0.5°网格点的月均降水量序列,本文分析了中亚干旱区近80年来的降水变化特征及其区域差异.结果发现,近80年来主要受西风环流控制的中亚干旱区年降水整体上表现出增加趋势,年降水中以冬季降水的增加趋势最明显（0.7mm/10a）.中亚干旱区近80年来的降水变化存在空间差异,可划分为五个降水变化区域（Ⅰ-哈萨克斯坦西区,Ⅱ-哈萨克斯坦东区,Ⅲ-中亚平原区,Ⅳ-吉尔吉斯斯坦区,Ⅴ-伊朗高原区）,根据年降水分布模式以45°N为界划分为两类：研究区北部的两个区（Ⅰ和Ⅱ区）四季降水较均匀,南部的三个区均以春、冬季降水为主（占全年降水的60%～82%）.在降水变化趋势上,除了中亚干旱区西南（Ⅴ区）在近80年来有微弱的减少趋势外,其他四区均表现为增加趋势,尤以干旱区西部的Ⅰ区和Ⅲ区降水增加显著.近80年来降水增加或者减少的趋势主要取决于冬季的变化趋势.研究还发现,中亚干旱区降水存在较明显的年际变化, 中亚干旱区及其各分区都具有2～3 a的显著周期,南部三区（Ⅲ,Ⅳ,Ⅴ区）还存在5～6 a的显著周期,在此基础上都具有3～4个阶段性的变化趋势.最近一次趋势性变化开始于20世纪70年代中后期,研究区降水更多的表现出区域的差异性.近80年来,中亚干旱区降水对全球变暖的响应复杂,西风环流变化可能是影响中亚干旱区降水变化的主要因素.     

中亚热带季节性干旱对千烟洲人工林生态系统碳吸收的影响

千烟洲中亚热带人工林生态系统受典型亚热带大陆性季风气候影响,其特点是年水热资源丰富,但是夏季水热资源分布明显不同步,经常受到季节性高温干旱胁迫的影响.作为中国陆地生态系统通量观测研究网络(ChinaFLUX)的组成部分,利用涡度相关技术对千烟洲人工林生态系统CO2通量进行了长期连续的观测.本研究基于2003和2004年月尺度的净生态系统生产力(NEP)、生态系统呼吸(Re)和总生态系统生产力(GEP)数据,初步分析和探讨了季节性干旱对生态系统碳吸收的影响.结果表明,2003和2004年该生态系统的碳吸收都呈现双峰曲线式的季节变化模式.生态系统碳平衡的两个组分Re和GEP的耦合关系决定了生态系统的碳吸收特征.生态系统碳吸收的降低程度取决于季节性干旱期间温度升高和降水量减少的耦合程度.Re和GEP都会受到干旱胁迫的影响,但是响应的方式与程度有所不同,是造成森林生态系统源/汇强度变化的根本原因.     

东太湖围网拆除前后水生植被群落遥感监测及变化

为削减东太湖养殖污染,改善湖泊水质,苏州市于2018年底基本完成东太湖养殖围网拆除工作.围网拆除后,湖泊生态环境对此如何响应,已成为学者及相关管理部门关注的重点.水生植被在维持湖泊生态系统平衡、物质循环和净化水质方面发挥着重要的作用,是诊断湖泊生态系统健康状态的关键指标.本研究基于Sentinel-2卫星数据,利用分类...     

1975-2007年中亚干旱区内陆湖泊面积变化遥感分析

中亚干旱区内陆湖泊的湖面变化反映了气候波动和人类活动对流域水文过程的影响.本文以中亚干旱区平原区尾闾湖泊、吞吐湖泊和高山湖泊三类典型内陆湖泊为研究对象,利用1975-2007年Landsat遥感影像,基于归一化水体指数提取湖泊水域边界信息,分析近30年来内陆湖泊湖面变化特征.结果表明,近30年来,研究区内有超过一半的内...     

鄱阳湖自然保护区植被生物量时空变化及水位影响

基于时间序列Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer(MODIS)植被指数,结合野外实测生物量及水文气象等数据,分析了2001 2010年退水期鄱阳湖国家自然保护区湿地植被生物量的空间格局及其时间变化规律,并在此基础上探讨了水位变化的影响.研究结果表明:(1)湿地植被生物量密度多年均值处于0~1402 g/m²之间,除蚌湖四周生物量沿湖心向四周逐渐升高外,其他区域呈现南高北低的分布格局,且其分布与研究区高程密切相关;(2)湿地植被生物量密度多年均值在退水初期为901 g/m²,随时间变化先上升后降低;植被分布面积则随着滩地出露而逐渐增大,随后基本稳定;总生物量呈现单峰变化,在11月初达到最高值.2001 2010年研究区年均生物量变化呈现波动状态,多年均值为18.3×10⁷kg;最高出现在2006年,达到28.2×10⁷kg,2010年最低,仅有8.37×10⁷kg;(3)年均生物量与洲滩出露天数以及植被分布面积呈显著正相关,相关系数分别为0.719和0.865.水位变化为湿地生物量变化的重要影响因素.     

中亚地区晚古生代腕足动物古生物地理与构造古地理的协同演化

在早泥盆世、早石炭世、晚石炭世、早二叠世、中二叠世等腕足动物古生物地理区划研究基础上,通过对比分析,揭示了中亚地区晚古生代腕足动物古生物地理与构造古地理的协同演化关系,既较为合理解释了此地此时腕足动物古生物地理形成的机制,又为此地此时洋、陆位置及其配置关系研究提供了依据.     

基于植被演替的土地覆被变化研究——大渡河上游的森林采伐、更新和退化

目前常用的土地覆被分类系统没有反映植被演替过程, 不能与生态调查数据有效整合来分析区域土地覆被变化的环境效应. 文中以大渡河上游地区为例, 在4年野外考察的基础上, 依据植被演替过程对土地覆被进行详细分类, 建立了新的土地覆被分类系统, 并采用多时相数据源, 分别生成3期(1967, 1986, 2000年)土地覆被数据库,为土地利用/覆被变化、环境效应研究和生态建设提供了平台. 结果表明: (1) 土地覆被变化反映了云冷杉林采伐、自然演替和人工更新, 高山栎林和圆柏林在砍伐和放牧干扰下的大面积退化, 草甸退化、干旱河谷草地扩张、耕地撂荒和转变为果园等人为驱动的生态过程. 1967~2000年, 大渡河上游森林面积减少9.43%, 以草甸和草地、原始林和高寒灌丛为主的景观演变为草甸和草地、次生天然林、高寒灌丛、残次原始林、人工林和次生灌丛组成的景观, 景观破碎化程度加剧. (2) 大渡河上游的森林采伐迹地逐步恢复. 31年的森林采伐对象以云冷杉林为主, 其迹地仅6.86%自然演替为灌丛、草甸和草地或被开发为耕地, 其余均更新为人工林或自然演替为次生天然林, 采伐区的生态功能逐步恢复. (3) 在薪材砍伐、木炭烧制和牲畜过度放牧的驱动下, 自然恢复能力弱的高山栎林、圆柏林、亚高山草甸大面积退化,干旱河谷草地扩张, 严重削弱了区域生态屏障功能, 急需解决人为干扰问题并寻找有效的退化植被恢复途径与方法. 由于现有的天然林保护和生态重建措施忽视农牧民基本的生计问题, 要逆转干旱河谷与高山林线的植被覆盖与生态退化趋势, 关键在于帮助农牧民改变生计方式, 减轻或消除干扰压力.     

干旱沙区土壤空间异质性变化对植被恢复的影响

许多涉及草地荒漠化或退化过程的假说及概念模型认为, 干旱、半干旱地区的草地植被灌丛化是草地发生退化或荒漠化的显著特征, 即原来以草本植物为优势的群落被灌丛群落所替代, 该过程增加了草地原生植被土壤资源的时空分布异质性, 使土壤-植被系统的生物过程愈来愈多的集中在灌丛植冠下的沃岛范围内. 大量的研究支持了这一针对荒漠化或草地退化过程的生物生态学解释. 从另一个方面来看, 缀块状分布的灌木植被也是草地恢复或荒漠化逆转的基础, 并且在我国沙漠治理的实践中得到了证明. 沙坡头地区人工固沙植被近50年的演变与区域生境的恢复就是荒漠化逆转的理论范式和成功的实践例证. 该地区人工植被的建立是以设置防风固沙沙障和种植旱生灌木而开始的. 在降水不足200 mm的无灌溉条件下, 由于灌木植被的作用, 使原来质地相对均一的流沙发生了资源分布的空间异质性变化, 促进了土壤成土过程, 为沙土表层隐花植物(藻类、苔藓和地衣)结皮的形成和一年生及多年生草本植物的入侵与定居创造了条件. 而这一过程却减少降水向土壤深层的入渗量, 使固沙植被区灌木主要根系分布层(100 ~ 300 cm)的土壤含水量减少, 导致了灌木种在群落中的优势和盖度降低, 土壤资源分布的空间异质性程度也相应地减弱. 固沙植被趋于以草本植物为优势的、与邻近草原化荒漠和荒漠化草原类似的原生植被类型演变和恢复. 通过对沙坡头地区近50年固沙植被演变监测数据的分析, 提出了干旱区植被恢复或草地荒漠化逆转的概念模型.     

中国328个城市的植被覆盖度长期变化特征及其驱动因子

城市绿地有助于促进城市居民健康,增强城市生态系统生物多样性,减轻环境污染,缓解城市热岛效应.然而城市植被盖度异质性高,量化难度大.本文利用30m分辨率的陆地卫星数据,研究了1990～2022年间我国328个城市植被覆盖度的变化.结果显示, 1990～2005年,由于城市内建筑容积率和不透水表面的增加,全国平均城市植被覆盖度由0.38降至0.35.此后,城市植被覆盖度开始逆转,到2022年增长至0.45,这种增长趋势在新建城区最明显. 2005年以前,平均城市植被覆盖度的降低主要是低植被覆盖区域的扩张造成的;此后,城市植被盖度的增加则表现为高植被覆盖区域的扩张.城市植被覆盖度变化趋势的转折与2004年以后国家陆续出台政策要求增加城市绿地覆盖度有关,城市国内生产总值与城市植被覆盖度变化呈现最高相关性.对于大城市和中等规模城市,影响植被覆盖度的前三个因子分别为国内生产总值、城市人口和气温.但对于干旱/半干旱地区的城市,植被覆盖度变化对气候因素(如降水)的敏感度更高.尽管近年来中国城市的总体植被覆盖度显著增加,但在小城市和大城市老城区的城市绿地仍有改善空间.     

极端干旱事件中洞庭湖水面变化过程及成因

干旱是洞庭湖区长期以来面临的严重自然灾害之一,给周边人们的生产生活造成了极大的影响.针对2006和2011年洞庭湖区发生的极端干旱事件,借助遥感影像大范围、时空连续的优势,结合湖区水文气象等观测资料,从时空两方面阐释了洞庭湖在典型干旱年份水域分布及变化过程,进一步从温度、降水、径流以及蓄水量等方面对比分析不同干旱事件发生、发展过程的一致性和差异性.研究结果表明:2006年干旱大致从7月开始,至12月结束.水面淹没范围由湖心向周边扩展,到7月达到最大值,8月提前进入枯水期,减小范围主要集中在东洞庭湖外围和南洞庭湖的北边.2006年干旱属于由入湖径流减少主导的水文干旱事件;2011年的干旱则从4月开始,至11月结束,在9月以后干旱继续加重.水面淹没范围在6月急剧增大且一直到8月都维持在较高的水平,涨水期水面由中心向四周淹没,退水期水面变化范围与涨水期相反.2011年干旱是由流域降水减少引起的水文和气象干旱事件.研究结果揭示了洞庭湖区干旱成因的多样性和复杂性,对于制定科学合理的干旱灾害防范措施,减缓区域的生态环境问题等具有一定的指导和借鉴意义.     

黄河源区冻融地质作用及其生态环境地质特征

0引言 黄河源区位于青藏高原腹地的青海省青南高原内部,地处青海省玛多县黄河沿水文站以西,各式各雅山以东,东昆仑山东延中列布青山南麓和南列巴颜喀拉山中段之北地区,面积约20 930km2,海拔均在4 200m以上,属无冰川分布的多年冻土区.     

气候变化对中亚五国粮食安全的影响

随着全球气候变暖趋势的逐渐加剧,气候变化对粮食安全造成的影响引发社会各界广泛关注.中亚国家深处亚洲内陆,生态环境脆弱,农业技术较低,面临着严峻的气候变化威胁.基于1990～2019年中亚五国的面板数据,构建了C-D-C模型,研究气候变化对该区粮食安全的影响,并预测未来发展趋势.研究发现,过去30年中亚五国粮食安全水平整体呈上升趋势,其中哈萨克斯坦粮食安全指数较高,而塔吉克斯坦粮食安全水平较低.年均温和年降水对五国的粮食安全影响存在倒U型关系,其中对哈萨克斯坦粮食安全的积极影响最大;极端高温和极端低温对中亚五国粮食安全具有显著的负向影响,其中对土库曼斯坦粮食安全的消极影响最大;霜冻日数对粮食安全的影响不显著.未来气候预测结果显示, 2030～2090年中亚气温和降水量有继续升高趋势,整体将对五国粮食安全具有持续抑制作用.建议各国提高气候风险认识,加强气候科学研究,提前制定多方适应策略;同时,加强国际合作,有效减少温室气体排放,强化保障粮食安全的能力.     

山东半岛城市群地区地质生态环境与经济发展协调性评价研究

通过对山东半岛城市群地区地质生态环境与经济发展要素分析,构建了两者协调性评价的指标体系;在此基础上,根据协调性测度算法原理,对＂十五＂期间山东半岛城市群地区地质生态环境与经济发展协调度及其协调发展状态进行了分析评价。结论是为了实现山东半岛城市群地区地质生态环境与经济之间的协调、持续发展,应合理调整两者之间的互动关系。     

多种对地观测技术及Google Earth技术应用于土地利用/覆被变化建库

为克服传统生态环境监测周期长,可靠性差,精度低的局限性,提出利用多种对地观测技术及Google Earth 技术进行土地利用/覆被变化监测方法.即利用新近获取的遥感影像为信息源,以原有的遥感影像解译数据为基础,对新遥感影像进行土地利用/覆被变化解译,修改旧遥感解译数据库;利用Google Earth上具有的高分辨率遥感影像,在室内对解译过程中的不确定地物进行补判;利用手持GPS接收机在野外对解译结果进行核查,并更新数据库;利用GIS空间分析功能,提取出高精度土地利用/覆被变化信息.实验选取近年旱涝灾害严重的四川作为研究对象,研究结果表明利用多种对地观测技术及Google Earth技术可以有效的对土地利用/覆被变化进行动态监测,并对下一步研究方向进行了探讨.     

三峡水库蓄水后库区水沙变化及其生态环境响应特征

三峡水库举世瞩目,是长江保护与治理的关键性枢纽工程,水库自2003年蓄水运行后库区水沙条件均发生了显著改变,对库区水生态环境产生了深远影响。本文系统综述了三峡水库蓄水运行后库区的水流动力特性和泥沙淤积特性,总结了蓄水后水库的新水沙运动情况;从水库蓄水运行后水质参数特征,营养物质、重金属和典型有毒有机污染物的赋存特征等方面,分析了三峡水库库区新水沙变化条件下的水环境响应特征;基于水库蓄水前后浮游植物、底栖动物等重点生物群落的现存量和群落特征变化规律,探索了三峡水库新水沙变化条件下库区的水生态响应特征;最后对未来三峡水库运行下的水生态环境效应研究提出展望,本文可为三峡水库水生态环境保护科学研究和管理提供新的认识和决策参考。     

气候变化对生态环境的影响

从气候特点、地形特征、生态环境变化等方面,对凉城县50年气象资料进行分析。结果表明:温度呈递增状态,降水呈递减状态,大风逐年呈递减状态。由于气候的变化和人类活动的影响下使生态环境遭到极大的破坏,所以改善生态环境,对凉城县气候的影响起到了积极的作用。