西气东输管道沿线河西走廊地区生态系统评价与生态安全保障体系建设

西气东输管道沿线河西走廊地区是典型的荒漠-绿洲-戈壁区．具有干湿交错带、农牧交错带、森林边缘带以及沙漠边缘带等多种环境脆弱带，管道施工造成地表土壤，植被的破坏，加剧荒漠化过程，还会诱发沙尘暴，使地区生态环境进一步恶化，直接影响到管道的安全运行，从区域生态安全和管道安全双重角度提出区域的生态安全保障体系具有重要意义。以西气东输管道沿线河西走廊地区为例，对管道沿线两侧各10km内进行了生态系统制图分析，识别出该区的主要生态系统类型，并对其中主要的3种生态系统进行了评价。在此基础上，针对几种典型生态系统区如裸地生态系统、绿洲生态系统、戈壁半灌木矮半灌木荒漠生态系统地区提出来了生态安全保障体系，具有保障区域生态安全和管道安全运行双重意义。     

青藏公路铁路沿线生态系统特征及道路修建对其影响

根据2001—08和2002—08月野外调查数据及2001年1：100万中国植被图、1996年1：400万青藏高原植被区划图和2000年青藏铁路沿线自然保护区分布及功能区界调整图，以青藏公路铁路沿线植被生态系统为研究对象，运用ARCVIEW和ARC／INFO软件研究青藏公路铁路建设对沿线生态系统结构的影响，结论如下：①青藏公路铁路南北跨越9个纬度，东西跨越12个经度，共穿越青东祁连山地草原地带、柴达木山地荒漠地带、青南高寒草甸草原地带、羌塘高寒草原地带、果洛那曲高寒灌丛草甸地带和藏南山地灌丛草原地带6个自然区，对植被类型的统计结果显示了地带性。②青藏公路铁路的建设对生态系统产生直接的切割，使景观更加破碎。③青藏公路铁路的建设直接破坏沿线植被生态系统(主要为50m缓冲区内)，年损失总净初级生产量为30504．62t，损失总生物量432919．25～1436104．3t／a。损失总净初级生产量占1km缓冲区年净初级生产量535005．07～535740．11t／a的百分比为5．70％，占10km缓冲区年净初级生产量3408950．45～3810480．92t／a的0．80～0．89％；损失生物量占1km缓冲区生物总量7502971．85～25488342．71t／a的5．70％，占10km缓冲区总生物量43615065．35～164150665．37t／a的0．80％～0．89％。     

评介《青藏铁路沿线生态与环境安全》

青藏铁路是中国工程建设的伟大创举.青藏高原独特而又敏感脆弱的自然环境,给工程建设带来众多复杂的难题.青藏铁路沿线生态与环境安全是具有世界意义的科学问题. 青藏铁路全长1956km,经过柴达木盆地、藏北高原,跨越昆仑山、唐古拉山、念青唐古拉山等高大山地.这些地区大多是特殊生态系统和珍稀野生动物保护的重要自然区域;特别是铁路穿过720km的永久冻土区,这是工程建设的世界性难题.     

生态地理分区框架下的大兴安岭植被动态研究

基于GIMMS NDVI数据、GIS技术,综合运用趋势线分析、统计分析和空间自相关分析方法,对1982~2006年大兴安岭整体及各生态地理区域植被特征进行检测分析。结果表明:从整体来看,大兴安岭植被NDVI增加趋势明显,NDVI呈现上升趋势的区域约占研究区总面积的80%;NDVI对气象因子变化敏感,尤其是对气温的敏感程度高于降水;并且在全局范围内呈现正的自相关,不同生态地理区内的全局自相关系数自北向南逐渐升高。各生态地理区NDVI变化趋势差异明显,植被退化的区域集中在大兴安岭北段和中段,在局部自相关分析中NDVI仍然呈现高-高聚集趋势;北段西侧天然植被破坏严重,低—低聚集的区域在逐渐扩大;南段草原区NDVI上升趋势显著,与气象因子的相关程度与其他三个生态地理区相比较低。     

施工干扰下的生态系统稳定性评价--以西气东输管道工程沿线新疆干旱荒漠区为例

西气东输管道工程对沿线生态系统形成干扰，导致土壤质量下降。植被退化，生物多样性降低，风沙危害加剧等环境灾害，影响区域的生态安全．威胁到输气管道的安全运行。稳定性不同的生态系统对管道工程干扰有的反应不同．评价工程沿线生态系统的稳定性．有利于合理制定施工规范和开展工程后的生态恢复．对于保障区域生态系统和管道的双重安全具有重要意义。从生态系统受干扰后恢复能力的角度，在地理信息系统(GIS)平台支持下．采用图层投重-级别打分叠加模型，对管道沿线生态系统做稳定性评价。把生态系统稳定性按稳定性从低到高依次分为不稳定、欠稳定、稍稳定和稳定四个等级．结果发现沿线区域面积占15％的生态系统不稳定，52％区域欠稳定。针对稳定性低的盐土荒漠地区．沙质荒漠地区和棕漠土灌木荒漠三类地区，设计有利于促进生态系统恢复的友好环境构建对策。     

秦岭山地植被NDVI对气候变化与人类活动的响应

秦岭山地是中国中东部重要的地理界线和山地生态系统最为丰富的区域之一,对气候变化和人类活动的影响较为敏感。基于秦岭山地MODIS NDVI、气温、降水和DEM数据,利用线性趋势法、相关系数、偏相关系数和缓冲区方法,分析了植被NDVI对气候变化与人类活动的响应,结果表明:(1)2000—2015年秦岭山地植被NDVI总体呈线性增加趋势,占总面积的84.84%。减少趋势主要分布在中西部区域(中、高海拔地区)以及河流谷地、盆地,如汉中市、安康市和商洛市等城市附近区域。(2)2000—2014年秦岭山地植被NDVI与气温之间以负相关为主,与降水之间以正相关为主,同时气温、降水对植被NDVI的影响具有交叉作用,其中降水的交叉作用(10.05%)高于气温的作用(9.64%)。(3)市级较县级范围人类活动强烈,植被NDVI在1 km范围变化速率为正(植被增加)、2~5 km范围变化速率为负(植被恶化,可能遭受人为破坏)、6~10 km范围变化速率为正(人类活动相对较弱)、11~15 km范围变化趋于平稳(基本不受人类活动影响)。该研究可为秦岭山地植被生态环境保护和人类活动调整与限制提供科学依据。     

青藏铁路温性草原区路域植被自然恢复过程中群落组成和物种多样性变化

以芨芨草和短花针茅为优势种的温性草原是青藏铁路进入海拔3000m以上地区所穿越的第一个地带性植被类型。在青藏铁路经过的温性草原区对未受筑路直接影响的区域、取土区、铁路路基、周围其它类型的公路路域植被进行取样，并对群落组成和有关群落特征进行了比较，以讨论青藏铁路的修建与运营对温性草原及其恢复过程的影响。结果显示，青藏铁路修筑过程对铁路两侧一定区域的温性草原有较大影响，但随着受影响区域植被的自然恢复，群落盖度、生态优势度和物种多样性等反应群落特征的指标都有一定程度的改善，一些在原生植被中很少出现或伴生种在恢复后的群落中有可能成为群落的优势种或建群种，如露蕊乌头和鹅绒委陵菜等；人为辅助措施将有利于受损植被的恢复；修筑铁路过程中受到影响的温性草原其恢复过程中尚未出现外来入侵植物。     

荒漠生态质量科学框架:概念、指标、监测及评估（英文）

荒漠生态系统是地球上最大的陆地生态系统,全球四分之一的人口生活在这一区域。清晰地定义荒漠生态系统生态质量,制定反映生态质量优劣的关键监测指标,集成"星–空–地"一体化监测技术、构建综合评价模型可为干旱区生态质量监测、促进区域可持续发展提供技术支撑。荒漠生态质量是指一定时空范围内荒漠生态系统要素、结构和功能的综合特征。该研究通过集成卫星、无人机和地面传感器网络的"星–空–地"一体化监测技术,在区域和站点两个尺度上对荒漠生态系统的生态要素、生物多样性和生态功能进行连续监测,通过标准化生态质量指标数值、厘定其阈值范围,构造判断矩阵建立生态质量综合评价模型,评价荒漠生态系统质量状况。本论文阐明了构建荒漠生态质量动态综合监测技术规范与评价方法的概念框架,为实现我国荒漠生态系统生态质量综合监测、科学诊断和定量评估提供理论基础。     

国家重点研发项目:中国陆地生态系统生态质量综合监测技术与规范研究（英文）

生态质量是指一定时空范围内生态系统要素、结构和功能的综合特征,具体表现为生态系统的状况、生产能力、结构和功能的稳定性、抗干扰和恢复能力。生态系统的质量是我国生态文明建设和生态环境监测的重要内容,多时空尺度观测技术的发展为生态系统质量监测与评价提供了新机遇,但同时也对国家尺度生态要素、生物多样性和生态功能的观测标准与技术规范提出了新的要求。本国家重点研发项目自2017年7月立项以来,围绕国家尺度生态质量监测技术与规范,开展了生态系统网络观测技术规范、台站生态要素监测、区域生物多样性和区域生态功能监测技术与规范的研究,在典型农林草湿地生态系统开展应用示范。项目在生态质量综合监测指标体系构建、生态系统研究网络观测技术、区域生物多样性和区域生态功能监测、基于无人机和机器学习的荒漠植被监测等方面取得了重要进展,促进了生态质量监测技术的发展。我们组织本专辑从不同视野集中系统介绍本项目已取得的生态质量监测技术和评价方法,以期促进生态学及其观测技术的发展。     

黄土高原不同生态类型NDVI时空变化及其对气候变化响应

了解植被的时空变化及其气候主控因子可为植被保护和恢复提供重要的理论依据。基于MOD13A1和气象数据,分析了黄土高原Normalized Difference Vegetation Index （NDVI）时空变化特征,探讨了NDVI对水热条件在不同时间尺度的响应特征。结果表明：黄土高原植被覆盖状态正在不断的改善,气候呈暖湿的发展趋势;83.77%的植被退化区（退化区面积占研究区总面积的5.79%）海拔<2000 m且退化类型以不显著减少为主,不同覆被类型的退化区海拔分布及退化比例差异明显,湿地的退化面积比最高（23.91%）、其次耕地（11.88%）。年尺度上,NDVI与降水呈正相关的面积高于气温,约75.06%的区域受水分条件控制;灌木地（海拔分布<2200 m）、耕地（<3000 m）、草地（<3000 m）和裸地（600~3700 m）等植被生长受水分条件影响;森林（<1000 m、1700~3700 m）和湿地（>2500 m）的植被生长受热量影响。月尺度上,黄土高原植被NDVI对热量响应以滞后1个月为主,不同植被对水热响应的滞后性差异明显,草地、湿地、耕地和裸地对热量响应以滞后1个月为主;森林和灌木地则表现水热同期的特征。伴随滞后时间的推移,水分主控面积逐渐降低,热量成为影响植被生长的主要因素,水热主控及响应滞后性分布受海拔影响明显。     

乌吉铁路沿线沙害分析及综合治理途径

乌达至吉兰泰运盐铁路穿越乌兰布和沙漠西南缘,全长130km,沙害极为严重。主要危害特点:由于修建铁路及通车以来人为经济活动的加剧,破坏了原有植被,导致沙化,危害铁路;风沙流是危害乌吉铁路的主要形式;由于风的多向性,使风沙作不规则的往复式摆动,造成铁路积沙;风沙危害严重地段集中在35~40km,47~52km,69~83km和99~105km等区间。通过对该线沙害程度、特点及自然因子的分析,提出"以封为主","封、飞、造"、"固、阻、输(导)"相结合的综合治理措施。     

长江中游经济带土地利用转型及其生态服务功能交叉敏感性研究

以长江中游经济带325个县域为研究单元,利用2000年、2005年和2010年Landsat TM遥感影像解译数据,分析土地利用转型及生态系统服务价值时空演变特征。构建交叉敏感性响应矩阵,分析生态系统服务价值对土地利用转型的敏感程度并进行敏感性分区。结果表明:(1)长江中游经济带土地利用空间分布格局与区域地形特征相契合。年综合土地利用变化率高值区集中在武汉和环鄱阳湖城市圈、长株潭城市群及江西省南部;低值区集中在西部和中部山区,分别对应土地利用转型快速和迟缓区。(2)森林和农田向其他多数地类转型对生态服务功能的影响均较敏感,其中森林与农田、湿地、水域、荒漠、建设用地间转型,农田与湿地、水域、建设用地间转型最敏感,而草地、水域和荒漠向其他地类转型不够敏感。(3)生态服务价值敏感性分区空间分异明显:森林与荒漠、湿地、水域间转型的高生态敏感区分布较广;森林与建设用地、农田与湿地、水域、建设用地间转型的高生态敏感区分布较小;森林与荒漠、水域间转型的高生态敏感区多集中在山地丘陵区;森林与农田间转型的中、高生态敏感区多集中在平原盆地区。研究结果可为如何在科学管理土地开发利用的同时实现生态服务功能的延续和提升提供借鉴。     

塔里木河下游绿色走廊生态输水对沙漠化逆转的影响

自2000年起实施向塔里木河下游应急生态输水以来,通过修建从博斯腾湖引水的第二输水系统和上、中游综合治理与灌区节水改造,5 a累计从大西海子水库输水17\^64亿m3,沿河自上至下改善生态面积达800 km2,补给地下水11亿m3,实现了下游河道季节流水和尾闾的积水,并使地下水位回升,初步恢复了塔里木河下游水流系统。这是下游绿色走廊在极端干旱荒漠生态系统中维持稳定的重要因子,为使其充分发挥生态功能,还需期待绿色走廊的生态植被复苏和扩展,为此,仍需每年继续输水,才能直接发挥防沙治沙效益。     

中亚干旱荒漠区植被碳储量估算

荒漠是陆地生态系统的重要组成部分,荒漠植被碳储量研究是陆地生态系统碳循环研究的重要内容之一。中亚五国及中国准噶尔荒漠是中亚干旱区的主体部分,目前关于该地区荒漠植被碳储量的研究尚属空白。在对准噶尔荒漠不同植被类型活生物量碳大规模调查的基础上,结合中亚干旱荒漠区植被图,利用平均生物量法初步估算了中亚区域荒漠植被碳储量。结果表明：中亚区域荒漠面积共310.37×104 km2,总生物量碳储量为57.03×10⁷ t,地上、地下生物量碳分别为28.87×10⁷ t和28.16×10⁷ t,各占50.63%和49.37%。各植被型中,温带半灌木、矮半灌木荒漠的生物量碳储量最大,达到14.17×10⁷ t （占24.84%）。中亚荒漠平均生物量碳密度为1.837 t/hm²,其中温带矮半乔木荒漠碳密度最大（2.367 t/hm²）。可以推测,在未来中亚地区降水持续增加的条件下下,中亚荒漠植被将会有更大的碳汇潜力。     

青藏铁路格尔木至安多段沿线高寒植被、土壤特性与人工植被恢复研究

 对青藏铁路格尔木至安多段沿线不同海拔梯度下高寒植被与土壤特征进行研究。沿线高寒植被的主要分布种有91个,主要建群种为:紫花针茅(Stipa purpurea)、青藏苔草(Carex moorcroftii Falc)、藏异燕麦(Helictotrichon tibeticum)、黄芪(Astragalus)、棘豆(Oxytropis)、粗壮嵩草(Kobresia robusta Maximowicz)、矮嵩草(Kobresia robusta Maximowicz)等。高寒植被物种数、平均盖度、地下生物量和总生物量与海拔呈正相关性,而平均高度和地上生物量与海拔呈负相关性。沿线高寒植物群落主要可划分为海拔小于4 000 m的高寒荒漠植被、海拔4 000~4 500 m的高寒河谷灌丛植被、海拔4 500~4 700 m的高寒草原植被、海拔4 700~4 800 m的高寒垫状植被、海拔4 800~4 900 m的高寒草甸植被和海拔5 000 m左右的高寒沼泽和高寒流石坡植被。土壤全氮和有机质含量都与海拔高度呈正相关性,但全磷、全钾及pH值则在高海拔地区达到最低。沿线土壤颗粒组成主要以中、细沙(d＜0.4 mm)为主,占到了总含量的85%以上,因此,中、细沙是构成沿线土壤的最主要颗粒。沿线植被恢复比较有效的方法是选择紫花针茅、垂穗披碱草、燕麦、棘豆、黄芪、蒿草、梭罗草等当地草种,采取原生植物种子异地繁殖,再经沿线播种或栽培抚育,从而达到植被恢复的目的。该研究对青藏铁路沿线的植被恢复与植物防沙工程具有一定的指导意义。     

塔里木河下游生态输水效应北大核心CSCD

分析塔里木河下游生态输水效应可为优化生态输水调配策略提供科学指导。基于Landsat系列影像、气象数据和现场钻探数据,解译土地利用类型及植被覆盖度,确定植被耗水量及地下水埋深演变趋势,以探讨生态输水的多重效应。结果显示:(1)2000—2020年,塔里木河下游林草地面积、覆盖度增长显著,1亿m^(3)生态水分别对应5.40 km^(2)天然植被面积及0.14%植被覆盖度增长。(2)2000—2015年植被耗水量重心沿塔里木河干流方向迁移,2015—2020年向自然漫溢区迁移,共向东南迁移4 359 m。(3)自然漫溢区内地下水埋深增幅高达5 m,主河道沿线2 km范围增加1~3 m,河道以外2~5 km区域地下水埋深增加0~1 m。(4)天然植被适宜耗水量约为200 mm·a^(-1),生态输水前期仅在主河道沿线局部区域存在低效耗散,后期大量集中于自然漫溢区。21年生态输水实践表明,天然植被明显改善,地下水位明显回升,生态输水效应显著;但受既有输水方式固化的制约,生态水量空间分布不均衡和低效耗散增大,生态输水方式仍存在优化的必要性。     

黎钦铁路飞龙郁江特大桥建设对西津湿地的影响分析

黎钦铁路飞龙郁江特大桥建设对改善沿线交通状况、促进当地经济发展具有重要作用,飞龙郁江特大桥建设需穿过西津湿地,桥梁施工会对湿地生态系统产生一定的影响。分析了飞龙郁江特大桥施工对西津湿地的水体环境、植被、土壤、鸟类和水生动物的影响,提出多项减缓桥梁工程对湿地不利影响的环保措施,以达到工程建设与湿地保护的协调发展。     

豫西山地植被NDVI及其气候响应的多维变化

豫西山地是秦岭山系在河南境内的余脉,处于亚热带向暖温带的过渡区域,是气候变化的敏感区。利用S-G滤波算法重构2000-2013年MODIS-NDVI时序影像,结合DEM、气温和降水数据,运用趋势分析、相关性分析等方法探讨豫西山地NDVI及其气候响应的多维变化。结果表明:(1)14年来豫西山地NDVI呈增长态势,增速为0.041/10a。NDVI值随山地海拔升高先增后降,随坡度增加而增大,在各坡向的分布相差不大。(2)植被在1100 m海拔区恢复概率最高,在1700 m区域退化概率最高;在10°~20°坡度区域恢复概率最高,在0°~5°区域退化概率最高;坡向对植被变化的分异作用不明显。(3)不同海拔、坡度、坡向上的植被所受影响因素不同,高海拔区植被动态主要受降水控制;不同坡度上的植被NDVI与气温的相关性均大于与降水的;在不同坡向上差异不明显。(4)崤山、熊耳山、伏牛山三大山脉北坡NDVI增速均大于南坡;北坡植被对降水变化较敏感,而南坡植被对气温变化较敏感。这些都是在全球变化背景下该区生态环境响应的重要信号,反映了过渡带生态响应因子对山地生态系统的重要性。     

MODIS-NDVI时序数据分析方法研究——以塔里木河下游第七次秋季输水为例

采用季节指数方法对MODIS-NDVI数据进行时序分析,以塔里木河下游为试验区开展生态环境遥感监测应用研究,对塔河下游2005年第秋季生态输水效应进行定量化评价:与2001年相比,此次输水改善了下游区域总体生态状况,距河道3 km内NDVI平均波动在0.7~0.85左右;而各河段区的生态改善程度因地而异,下游上段NDVI变异函数变程为0.65 km,后段为0.4 km;同时发现输水对植被物候历有16天的滞后作用;另外,输水后16天旱区植被状况最佳,输水后32天下游生态整体改善最为明显。利用NDVI时间序列可以对生态输水效应进行评估,然而NDVI空间变化与输水过程中地下水位抬升变化的相关关系需要进一步研究。     

1982-2013年中国植被NDVI空间异质性的气候影响分析

为研究气候变化与植被活动之间的复杂关系,采用1982-2013年GIMMS NDVI与气象站点温度与水分的监测资料,应用基于像元的地理加权回归方法,探究了中国植被NDVI及其动态特征对气候变化响应的空间格局。中国植被NDVI与地表温度呈空间非平稳关系,在空间上的负相关关系主要集中在东北、西北及东南部分地区,空间正相关则更为集中和连片;针对不同气候指标的标准化系数对比可知,植被NDVI受水分控制作用较为显著的区域主要集中在北方地区以及青藏高原,温度的主导作用区域则分布在华东、华中及西南地区,其中年均最高气温对NDVI的主导区域范围最广;植被NDVI动态与气候变率的回归结果表明,增温速率的升高会通过加剧干旱等机制对植被活动产生抑制作用,水分变率对植被活动的强弱起到了重要的调节作用。