基于TVDI的藏北地区土壤湿度空间格局

利用2010年DOY 209期的Terra/MODIS 16 d合成的植被指数(EVI)产品数据MOD13A2和8d天合成的地表温度(LST)产品数据MOD11 A2,构建LST-EVI特征空间,从而得到了条件温度植被干旱指数TVDI反映的藏北土壤湿度空间分布图.结合野外同步土壤表层水含量测试数据,二者表现出较好的相关...     

羌塘高原降水空间分布及其变化特征

羌塘高原作为典型的青藏高原内流区,其降水变化直接影响自身及其周边区域冰冻圈与生态系统的变化。但由于站点观测资料的限制,羌塘高原降水时空格局尚不明确。因此,基于2015年羌塘高原9个自动观测站逐小时降水数据和5套降水格点产品以及1978-2015年西藏地区26个国家台站逐日降水数据,分析羌塘高原降水的空间分布和变化特征。结果表明:(1)2015年羌塘高原核心区降水量和降水日数的均值分别约为154.9 mm和50天,其中,降水量约为东南边缘以及西藏地区多年均值的1/3和1/4。在空间上,降水量呈现东南多、北部少的特征,其中,昆仑山脉以北地区降水量最低,这从降水角度验证了该区域是"寒旱核心"的主要地区之一。(2)雨季与干季分明。西北部雨季分布在6-8月,比东南边缘地区约短1~2个月;且前者降水量呈现单峰型而后者呈现双峰型。(3)在高原核心区,热带降雨测量计划(TRMM)3B43数据和全球降水量测量计划(GPM)IMERG算法数据高估了多数站点的年降水量,主要是高估了干季降水量所致。(4)1978-2015年羌塘高原改则和狮泉河站降水量和降水日数呈现微弱增加趋势,且强降水事件增多。     

广袤神秘的羌塘高原

世界“屋脊”青藏高原，面积约230万平方千米，由羌塘(藏北高原)、青海高原、祁连山地、集达木盆地、藏南谷地和川藏高山峡谷等地形区组成。其中羌塘高原是青藏高原的核心部分，被称为“高原上的高原”，它地势高充，平均海拔4500束以上、草木罕生。“羌塘”藏语意为“北方荒原”。羌塘高原面积约168万平方千米，大致相当于17个浙江省的面积。     

阿尔金山及羌塘高原区域水资源开发利用可行性分析

阿尔金山及羌塘高原区域水资源相对丰富,巴音郭楞蒙古自治州若羌县罗布泊镇钾盐贮量很大,远景储量达2.45×108 t,潜在经济价值约5 000亿元,已成为我国新的钾盐开发基地,但周边区域水资源匮乏限制了罗布泊钾盐矿发展.开发钾盐需要大量的水资源,然而罗布泊地区极端干旱缺水,要满足钾盐开发,水资源必然成为了关键因素.因此,新疆水利厅组织科研人员对实地进行了考察,提出了把阿尔金山的水资源作为罗布泊钾盐矿水源的设想,初步拟定的两个引水方案进行了详细描述,并从工程地质条件、施工条件和工程技术可行性等方面进行了分析.最终认为两个方案工程地质条件和施工条件总体较优,工程技术上基本可行,主要总是在于对生态环境的影响和投资巨大.调用该水源极有可能对该区域生态环境造成不可逆转的影响.应采取的措施:(1)尽快在阿尔金山及羌塘高原区域建立水文、气象、生态等监测站点;(2)通过加大阿尔金山北麓水资源的开发力度来解决罗布泊钾盐矿近期工业用水需求,将阿尔金山及羌塘高原的水资源作为远期备用水源.     

阿尔金山羌塘高原区域地表水可利用量及开发潜力分析

确定水资源可利用量是实现阿尔金山及羌塘高原区域生态环境维护与经济社会发展双赢的保障.首先、提出用倒算法计算研究区的水资源可利用量,明确涉及变量的概念及算法.其次、计算了研究区各分区的地表水资源量,湖泊、湿地需水量,河道需水量等变量,最终确定了各分区的地表水资源可利用量.再次、结合各分区水资源利用现状,进一步分析了各分区的水资源利用潜力.结果表明:东羌塘山间盆地区地表水资源开发利用潜力较小;柴达木盆地西缘区开发利用潜力较大;阿尔金山北麓区开发利用潜力不大.最后、建议在研究区建立相应的水文、气象、生态等监测站点,为研究区水资源的合理开发、利用与保护奠定基础.     

蒋家沟流域土壤湿度变化模拟

土壤水分状况是形成泥石流的关键性水文因素之一,了解土壤水分的变化状况,对于泥石流的形成机理以及预报预测研究都有重要的科学意义。以云南东川蒋家沟为研究对象,基于水分的物理循环过程并与分布式水文分布模型TOPMODEL相结合,建立起土壤湿度逐日变化模拟模型。从蒋家沟流域2001年的模拟结果来看,基本上能够反映出观测点的表层土壤湿度的取值范围及其基本变化趋势,所构造的模型能够比较好地模拟出流域内土壤湿度逐日变化情况。     

中国土壤湿度的时空变化特征

基于中国155个农业气象观测站1981-2010年逐旬土壤湿度资料,分析了全国和12个气候区域0~50 cm逐层的土壤湿度时空分布规律,采用趋势分析和Cramér-von Mises（CVM）方法探究了土壤湿度的变化趋势及突变性。结果表明：西南、江淮、东北、江南、江汉、黄淮和华南地区各层土壤湿度均高于全国平均值,内蒙古地区最低;随着深度增加,西南地区土壤湿度增加最明显,仅青藏高原地区土壤湿度减小。不同区域0~50 cm各层土壤湿度年变化和季节变化差异明显,并具有阶段性特征,大部地区深层土壤湿度高于浅层;总体上,新疆、华南、华北、青藏高原、东北、黄淮地区1981-2010年土壤湿度减小趋势显著,其中新疆地区减小最为明显。除江淮地区外,各区域土壤湿度均存在较为明显的年际差异,突变时段主要集中在20世纪80年代后期至90年代初期、90年代后期两个时间段。     

基于GIS的羌塘高原冰川系统雪线场的建立及其空间分布特征

根据羌塘高原冰川系统测量雪线高度(ELAh)与冰川平均高度(Hm e)之间存在较好的线性关系,计算了其所有冰川的雪线高度ELAhc。量算的ELAh与计算的ELAhc十分接近,整个羌塘高原的差值(ELAh-ELAhc)平均仅为0.16 m,说明采用这种方法计算的雪线高度ELAhc是可信的。通过对比发现:在编绘雪线高度场时,将冰川系统内相邻冰川分组平均而生成的雪线场克服了地形雪线的影响,比未进行分组平均的雪线场更为美观整洁,规律性也很明显。羌塘高原冰川系统雪线场分布具有如下特征:(1)从南向北,雪线逐渐降低;(2)从东到西,雪线随之升高。从总体上来看,羌塘高原雪线从西南向东北逐渐降低的趋势,但变幅不大,多数在5 700 m以上,但最高值不在气温最高的南部或降水最少的西北部,而在隆格尔山,高达6 000 m以上,不仅是本区和青藏高原内陆水系雪线最高的,也是迄今所知北半球最高雪线所在地。其次分别为波波嘎屋峰、土则岗日和藏色岗日附近,最低值在金阳岗日附近,这是本区降水量从东南向西北减少、气温由南向北降低对雪线综合作用的结果。     

藏北羌塘高原双湖地表热源强度及地表水热平衡

青藏高原加热及地—气间物质能量交换对我国、东亚乃至全球的天气和气候系统都有着非常重要的作用,受客观条件限制,藏北羌塘高原腹地尚无系统的地—气相互作用过程观测。本文利用中国科学院羌塘双湖极端环境综合观测研究站2011年10月-2012年9月一年的自动气象站观测数据,分析了年内季节和日尺度下双湖地区地面加热场特征,探讨了地表能量平衡及水量平衡特征,结果表明：(1) 双湖地区年内地表热源强度基本为正,年平均热源强度为79.5 W/m²;然而地表热源强度呈现明显的季节和日变化规律,夏季热源强度大于冬季,白天热源强度大于夜间。夏季地表白天为强热源,夜间为弱热源,冬季地表白天为强热源,夜间为冷源。(2) 双湖地区地表能量分配季节变化明显,7、8月份地—气间主要以潜热交换为主,其他月份主要以感热方式进行热量交换,年平均上主要以感热交换为主,年均感热通量和潜热通量分别为55.4 W/m²和24.1 W/m²,波文比为2.3。(3) 双湖地区降水和蒸发皆主要集中在6-9月,年降雨量为332 mm,年蒸发量为312.9 mm,年水量差为19.1 mm,地表水量存在不平衡现象。(4) 双湖地区地表蒸发力很强,年潜在蒸发为1888.2 mm,年均湿润指数为0.17,属典型半干旱气候特征。     

封面照片:羌塘高原申扎县格仁错湿地

<正>"羌塘"藏语全称为"羌东门梅龙东",既"北方高平地"之意。羌塘高原是青藏高原的组成部分,亦为高原最大的内流区,是青藏高原内海拔最高、高原形态最典型地域。其平均海拔4 800 m,相对高度一般200~500 m,气候寒冷而干燥,年平均气温大都在0℃以下,最暖的7月平均气温6~10℃,年均降水量50~300mm,寒冻风化与冻融活动等形成的冰缘地貌普遍,为北半球中低纬度地带多年冻土最为发育地区。羌塘高原拥有世界上湖泊数量最多、湖面最高的高原湖区。面积总合超过25 000 km2,是中国湖泊总面积的25%。据统计,羌塘境内有近500个面积超过1 km2的湖泊和300多个面积超过5 km2的湖泊,其中比较大的湖泊有纳木错(1 920 km2)、色林错(1 640 km2)、扎日南木错(1 023 km2)等,这些湖的湖面均超过     

七套土地覆被数据在羌塘高原的精度评价

基于羌塘高原8个一级土地覆被类型(包括10个二级土地覆被类型)的6851个样本点,采用混淆矩阵方法,从总体精度、制图精度和用户精度角度评价International Geosphere-Biosphere Program's Data and Information System Cover(IGBPDIS)、Global Land cover mapping at30 m resolution(Globe Land 30)、The MODIS Land Cover Type product(MCD12Q1)、Climate Change Initiative Land Cover(CCI-LC)和Global Land Cover 2000(GLC2000)等七套土地覆被数据产品在羌塘高原的精度。结果表明:(1)七套数据产品的一级类型和二级类型总体精度普遍偏低,在相对较高的Globe Land 30和CCI-LC数据中,一级类型总体精度分别为55.09%和53.92%,二级类型分别为46.55%和46.23%;(2)草地、裸地和荒漠三个主要一级类型生产者精度最高的数据对应为:GLC 2000(46.19%)、MCD12Q1(39.20%)和IGBPDIS(84.44%)。而三个主要一级类型的用户精度均低于50%。其他覆被类型中,雪被与冰川类型用户精度最高的数据为CCI-LC(92.80%),漏分比例为19.90%;(3)羌塘高原特殊的高原环境与土地覆被分类系统构成原则和标准是影响遥感解译数据精度的主要原因。     

夏季不同土壤湿度和天气背景条件下绿洲土壤温湿特征的个例分析

 利用在甘肃省酒泉金塔地区开展的“绿洲沙漠能量和水分循环观测试验(JTEX)”获得的2005年5—7月的补充观测资料,分析了在不同土壤湿度和天气背景条件下的夏季绿洲农田土壤温、湿场特征。结果表明：一般来说,对于5—40 cm深度的土壤,随着深度的增加其湿度也随之增加。5 cm、10 cm的土壤湿度具有明显的日变化,且在中午时最为湿润;20 cm土壤湿度的日变化幅度小于上两层,变化趋势却与5 cm的相反;40 cm土壤湿度的日变化不明显。晴天浅层的土壤湿度日变化大于阴天。晴天个例中,土壤湿度较大时,5 cm土壤在白天比10 cm的湿润;当土壤较为干燥时,全天浅层土壤湿度都小于较深层的。各层土壤温度在一个中心值周围分布, 40 cm深度以上土壤温度均具有明显的日变化;土壤温度的极值出现时间滞后于地表温度,离地面的距离越大,峰值出现的时间比地表温度滞后的越长,且变化幅度越小。晴天的土壤湿度越小,浅层土壤湿度日变化幅度就越大,各层土壤温度也就越高。土壤深层基本不受天气情况的影响,但受灌溉的影响较大。     

阿尔金山羌塘高原水资源开发及罗布泊钾盐矿建设的设想

阿尔金山水资源相对丰富,是巴音郭楞蒙古自治州河川径流的主要形成区之一,巴音郭楞蒙古自治州若羌县罗布泊镇钾盐贮量很大,经济效益可观,但水资源成为了罗布泊钾盐矿发展的限制性因素。能否把阿尔金山的水资源作为罗布泊钾盐矿发展的支撑,是我们必须回答的一个问题。本文利用新疆维吾尔自治区水利厅阿尔金山野外考察资料,分析阿尔金山的水系与湖泊、自然地理和社会经济特点,以期为探讨阿尔金山能否作为罗布泊钾盐矿开发的水源条件提供理论依据。     

玛多县高原湿地变化及其驱动因素分析

利用青海省三江源区玛多县1990年前后Landsat TM影像、2000年前后Landsat ETM+影像和2010年前后HJ-1A/B卫星影像以及DEM和地形图等,建立玛多县湿地分类体系;目视解译提取湿地信息;利用湿地解译结果和湿地类型面积转移矩阵,对玛多县近20a来湿地面积的变化进行评价;结合气象数据和统计数据初步...     

基于TVDI的福州地区土壤干湿状况遥感监测

土壤干湿状况的监测对于区域生态资源环境具有重要意义．本研究选取福州地区为研究区,利用HJ-1BCCD／IRS遥感影像建立基于不同植被指数（NDVI和EV1）的地表温度一植被指数特征空间,分析和比较了2种特征空间差异,并计算得到2种地表温度一植被干旱指数TVDL将TVDI与同期野外采集的实测土壤湿度数据进行线性回归分析,结果表明这2种植被指数计算得到的TVDI在研究区进行表层土壤湿度监测具有一定的可行性,且TC/EW的监测精度更高,其能很好地反映区域表层土壤湿度状况,是一种有效的表层土壤湿度监测方法．     

基于小波变换的陕西夏季降水量变化特征研究

利用陕西省18个站1959—2004年的逐月降水量资料和小波变换方法,对陕西46 a来的降水量的气候特征及夏季降水量变化特征进行了研究,并对未来夏季降水量变化趋势进行了估计。结果表明：①陕西三个不同气候带的夏季降水量主要集中在7—9月,陕北、关中和陕南7—9月的降水量值分别占全年总量的60.9％、51.2％和51.5％。②三个气候带中,关中和陕南的夏季降水量变化特征较为接近,都有12 a、6 a和2 a左右的主要时间尺度;陕北高原则明显的不同,主要是21.1 a和2.3 a的时间尺度。③根据三个地区夏季降水量变化的主要时间尺度,估计关中地区近期的夏季降水量可能偏多,陕南大致处于正常时期,陕北则是总体偏少的趋势。     

基于改进型TVDI在干旱区旱情监测中的应用研究

干旱是全球范围内影响最为广泛的自然灾害之一,其所导致的土壤沙漠化、荒漠化和盐碱化给生态环境造成不可逆的危害。通过对MODIS数据进行投影转换、去云等预处理的基础上,利用地形校正对TVDI模型进行改进,构建了改进型的温度植被干旱指数（mTVDI）用于新疆干旱区旱情监测。利用土壤实测数据对mTVDI及传统的TVDI模型进行对比验证。研究结果表明：（1） 利用EVI与校正后的LST构建的mTVDI_E对干旱区旱情的敏感度最高,与实测土壤水分数据的相关性R²为0.74。（2） 从空间上看,新疆2015年旱情分布以塔里木盆地和准噶尔盆地为两个干旱中心,旱情状况由严重逐步向周围山区递减至湿润状态。从时间上看,新疆6月、7月和8月旱情最为严重。（3） 研究利用TRMM降水数据对基于mTVDI_E反演的新疆旱情时空分布特征进行对比分析,结果表明二者所表现出的旱情时空分布较为一致,不同时间段内的降水量与mTVDIE之间具有一定的相关性,且均通过了P<0.01显著性检验。综上,基于TVDI所提出的mTVDI_E 能够有效开展新疆干旱区旱情监测,且精度较高,从而为今后定量化开展大区域尺度旱情监测研究提供参考。     

基于TVDI的黄土高原地表干燥度与土地利用的关系研究

基于地表温度和植被指数的经验关系构建地表干燥度指数。该指数对Ts/NDVI特征空间的生态特征的解释,对土壤和作物的水分含量具有一定的指示意义。通过对地表干燥度进行分级,分析陕北黄土高原区地表含水状况的空间差异,进而结合该地区的主要土地利用类型,探讨各类型的干燥度情况,并对不同地表干燥度条件下各土地利用类型对地表水分的保持能力差异进行分析,结果表明,在该区相对湿润环境中,林地以及疏林地的水分保持能力优于农地和草地,但在干旱的环境下,草地则好于林地及疏林地。建议根据不同土地利用类型的保水能力,在湿润区域增加林地的面积比例,在偏湿润区域增加疏林地的面积,在干旱区域增加草地的比例,减少农地开垦。     

七套土地覆被数据在羌塘高原的精度评价（英文）

We analyzed the spatial local accuracy of land cover(LC) datasets for the Qiangtang Plateau, High Asia, incorporating 923 field sampling points and seven LC compilations including the International Geosphere Biosphere Programme Data and Information System(IGBPDIS), Global Land cover mapping at 30 m resolution(GlobeLand30), MODIS Land Cover Type product(MCD12 Q1), Climate Change Initiative Land Cover(CCI-LC), Global Land Cover 2000(GLC2000), University of Maryland(UMD), and GlobCover 2009(GlobCover). We initially compared resultant similarities and differences in both area and spatial patterns and analyzed inherent relationships with data sources. We then applied a geographically weighted regression(GWR) approach to predict local accuracy variation. The results of this study reveal that distinct differences, even inverse time series trends, in LC data between CCI-LC and MCD12 Q1 were present between 2001 and 2015, with the exception of category areal discordance between the seven datasets. We also show a series of evident discrepancies amongst the LC datasets sampled here in terms of spatial patterns, that is, high spatial congruence is mainly seen in the homogeneous southeastern region of the study area while a low degree of spatial congruence is widely distributed across heterogeneous northwestern and northeastern regions. The overall combined spatial accuracy of the seven LC datasets considered here is less than 70%, and the GlobeLand30 and CCI-LC datasets exhibit higher local accuracy than their counterparts, yielding maximum overall accuracy(OA) values of 77.39% and 61.43%, respectively. Finally, 5.63% of this area is characterized by both high assessment and accuracy(HH) values, mainly located in central and eastern regions of the Qiangtang Plateau, while most low accuracy regions are found in northern, northeastern, and western regions.