西藏植被碳源/汇时空变化特征及其影响因子分析

针对气候、地形和人类活动对西藏植被碳源汇的影响程度问题,该文基于MOD17A3HGF数据,结合土壤异养呼吸模型,模拟估算西藏植被净生态系统生产力,综合气候、地形和人类活动3方面影响因子,利用趋势分析和地理探测器方法,探讨了2001—2020年西藏碳源/汇时空演变特征及碳汇空间分布的影响因子。结果表明：(1)2001—2020年西藏植被整体呈现碳汇状态,多年均值为124.72(g C·m^-2·a^-1);(2)碳汇区主要集中在东部及南部林地地区,碳源区主要分布在西北部昆仑高寒高原地区和南部喜马拉雅山脉高海拔地区;(3)高程、温度和降水是影响碳汇空间分布的主要因素,解释力均高于40%,其中降水和高程的交互作用是碳汇的显著影响因素;(4)在不同产业县内,降水和高程对碳汇的解释力仍然较强,人类足迹对牧业县碳汇的影响力远高于农业县和半农半牧县。     

雅安市植被覆盖度时空变化与驱动力分析

以2005—2020年遥感影像为数据源,采用像元二分法计算得到雅安市植被覆盖度,并结合DEM和气象数据,通过趋势分析、地理探测器和变异指数分析了不同海拔带、坡度带、坡向、降水和气温下植被覆盖度的时空变化特征和波动程度,探讨了影响植被覆盖度的主要因子。结果表明：(1)雅安市2005—2020年植被覆盖度一直呈上升趋势,且植被覆盖度较高;(2)植被覆盖度波动小,受外界环境影响小,植被生态环境稳定;(3)植被覆盖度整体得到改善的面积比例远大于退化;(4)海拔对植被覆盖度变化的解释力最强,交互作用以非线性增强为主,其中海拔和坡度的叠加作用最大。     

基于GlobeLand30的番禺区地表覆盖时空变化分析

本文基于全球30 m地表覆盖数据(GlobeLand30),采用地表覆盖转移矩阵、重心迁移方法，分析了番禺区2000—2020年不同地表覆盖类型的相互转化及其空间分布。结果表明：过去20年间，人造地表持续占用耕地、森林和草地，其中耕地最为明显。同时，2010—2020年人造地表扩张速度较2000—2010年更为迅速。从相互转化的空间分布上看，番禺区人造地表在2000—2010年呈点状增加，之后10 a快速蔓延至全区。人造地表和水体的重心向东迁移，耕地的重心转移则逐步西移，呈“一进一退”的趋势。     

乡村振兴背景下黄河流域农村居民点分布格局的时空演变及其驱动力分析

本文利用景观指数、核密度估计、土地转移矩阵和地理探测器的方法,以城市群为研究单元,分析了1980—2020年黄河流域农村居民点的时空演变特征和驱动力。结果表明：(1)农村居民点总体用地规模在不断扩大,主要由旱地转换而来;中原城市群农村居民点密度变化最大;除关中平原城市群外,其他6个城市群农村居民点的形状变得更为规则。(2)农村居民点空间分布为“东南部聚集,西部、北部较分散”,呈现出更为密集的发展趋势,中原城市群变化最为明显。(3)农村居民点主要分布在高程1 km以下、距河流2～5 km处,其规模与距道路的距离成反比;道路是影响兰西、宁夏沿黄、关中平原和山东半岛城市群居民点分布的主要因素,而高程是影响呼包鄂榆、晋中和中原城市群居民点分布的主要因素。     

基于GEE的干旱区流域湿地水体时空动态变化特征分析——以宁夏平原为例

黄河流域生态保护和高质量发展已成为国家重大战略,宁夏平原为黄河流域具有代表性的典型湿地区域。本文基于谷歌地球引擎平台(GEE)对宁夏平原1984—2020年湿地水体的历史覆盖、面积变化、类型转变及季节性演变等动态信息进行分析与评价。结果表明：(1) 1984—2020年宁夏平原湿地水体历史覆盖面积为1 373.86 km²,占研究区面积的8.1%,全时段覆盖水体面积为116.46 km²;(2) 1984—1999年至2000—2020年宁夏平原地表水体面积共计增加482.99 km²,总体面积变化率为45.6%;(3)研究区新增永久性水体明显,过去37年新增永久性水体218.89 km²,同时季节性水体面积变化幅度较大;(4) 2020年,全年覆盖水体占比为39.45%,而1—6月覆盖时间的水体面积占比超过50%。本文成果可为环境保护和黄河流域高质量发展提供数据支撑。     

黄河流域植被NPP时空变化及其对水热条件和退耕还林还草工程实施的响应

本文以MOD17A3HGF植被净初级生产力(NPP)数据为基础,结合气温、降水及DEM数据,开展了2000—2020年黄河流域植被NPP时空变化特征及其对水热条件和退耕还林还草工程实施的响应研究。结果表明：(1)黄河流域植被NPP总体呈显著线性增加趋势(P<0.001),其中植被NPP增速中游地区高于下游、下游高于上游地区。黄河流域植被NPP显著增加趋势占95.29%,集中分布在黄河流域中游地区(黄土高原地区);显著减少的区域主要集中在人口分布密集的城市及其周边区域。(2)黄河流域植被NPP与年平均气温、年降水量均以正相关为主,其中显著正相关分别占11.15%和42.35%,分别呈东—西向和南—北向分布。(3)黄河流域中游地区坡度为[15°,25°]区域植被NPP增速最快,其次为坡度>25°和<15°区域,反映出退耕还林还草工程的实施对黄河流域中部黄土高原地区的植被改善具有一定的作用。     

2000—2020年亚马孙流域地表覆盖时空变化分析

针对亚马孙流域地表覆盖变化对当地生态系统以及全球气候变化具有重要意义这一问题，该文基于国家基础地理信息中心牵头研制的、经一致性处理的全球30 m地表覆盖产品(GlobeLand30)三期地表覆盖数据产品，采用景观格局指数和转移矩阵，分析了2000—2020年亚马孙流域地表覆盖的空间格局分布以及时空变化，并对其变化原因做出分析。结果表明：2000—2020年亚马孙流域林地和湿地面积逐渐减少，耕地、草地和人造地表的面积逐渐增加，水体先减少后增加。亚马孙流域2000—2010年和2010—2020年的地表覆盖类型转变方向基本保持一致；人造地表在地表覆盖类别中破碎现象最为显著，但其破碎化指数持续降低。亚马孙流域地表覆盖的变化主要受人类活动的影响，其中城市扩张和人口增加是林地减少的最主要因素。相关研究成果可为亚马孙流域未来的社会经济发展和生态系统保护提供重要支撑。     

京津冀地区植被覆盖时空变化研究

针对京津冀地区突出的生态脆弱性问题,本文基于2000—2020年长时序京津冀地区植被覆盖度数据,采用线性趋势拟合、M-K检验、Hurst指数分析以及重心转移分析方法,对京津冀地区植被覆盖时空变化特征进行研究。结果表明,2000—2020年京津冀地区植被覆盖情况变化不大,未来会保持非显著性增长趋势;植被覆盖度在空间上重心分布存在不均衡性,整体呈现西移的趋势。     

基于北京二号与地理国情数据的林地提取

由于地理国情林地数据不包含实地面积小于400 m²的树木或四旁单排林,若仅利用地理国情的林地数据统计区域森林覆盖率,将对四旁树面积较大地区的林地统计结果产生较大误差。为提取区域内准确的林地覆盖与空间分布状况,本文借助地理国情地表覆盖数据,提出了一种基于北京二号高分辨率遥感影像的林地提取方法。首先,根据遥感影像光谱特征,将研究区按植被、道路、铁路、建筑用地进行地类划分,并基于遥感影像进行各地类的样本提取,通过可分离检验的样本利用最大似然分类提取研究区内植被覆盖范围;然后,借助地理国情地表覆盖数据,使用叠置分析剔除误分、错分地类,得到区域林地的空间分布。试验结果表明：(1)研究区内林地覆盖率为20.3%,尚未满足北京新一轮林地规划需求;(2)地理国情地表覆盖数据内林地面积占提取林地总面积的54.03%,说明在部分地区使用本文方法对地理国情林地数据进行补充是有必要的。通过将试验结果与遥感影像进行目视比对并结合外业调查结果发现,提取的林地空间分布情况与实际分布基本相符。本文为地理国情的应用提供了一种新方法,研究结果可辅助区域的绿色发展规划,有助于构建科学的生态空间格局。     

湖北省生态系统服务价值演变及影响因素分析

针对区域生态系统服务价值(ESV)多在单一尺度下进行分析以及影响因素存在空间异质性的问题，该文利用ESV评估模型、空间自相关分析和地理探测器等方法，基于1980—2020年土地利用等数据，分析了湖北省土地利用变化下的ESV时空变化、多尺度时空格局特征，探讨了ESV空间分异的影响因素。结果表明：(1)湖北省1980—2020年耕地、未利用地呈减少趋势，建设用地、水域呈增加趋势，林地、草地维持相对稳定；(2)近40年间湖北省ESV增加了459.83亿元，水域是ESV增加的贡献者；(3)湖北省多尺度全局自相关分析表明7 km格网尺度下的ESV空间集聚性最为显著，局部自相关分析显示以襄州区—宜都市为界，湖北省东部ESV表现出明显的局部聚集效应，而西部则不显著；(4)湖北省整体ESV空间分异的主导因子为归一化植被指数和气温，西部地区主要受人为影响综合指数的影响，而东部地区受高程的主导。     

土地利用变化对植被净初级生产力影响研究

针对土地利用变化对植被净初级生产力(NPP)影响尚不明确的问题，该文利用MODIS、MERRA-2和Globeland 30地表覆盖等数据，基于CASA模型估算京津冀地区2000-2020年NPP,从土地利用类型面积和景观格局两方面共同探讨土地利用变化对区域NPP变化的影响。结果表明：耕地面积减小，但NPP增加，森林、草地面积增加，NPP相应增长，2000—2010年、2010—2020年植被土地利用类型面积变化对NPP变化的贡献率分别为18%、34%;景观异质性、破碎程度和连通性变化对NPP变化的影响呈增强趋势；2000—2010年，景观破碎化程度、聚集度、连通性以及森林和草地面积变化对NPP变化影响较强；2010—2020年，景观异质性以及森林和草地面积变化对NPP变化影响起主导作用。成果可为优化京津冀地区土地利用结构、提升区域固碳能力提供数据支撑。     

黄河流域乡村社会经济与生态环境耦合协调测度及影响因素分析

基于黄河流域2008、2010、2012、2014年136个区县面板数据,本文运用熵权TOPSIS分析法、耦合协调度模型和地理探测器模型对其耦合协调水平和影响因素进行了分析。结果表明:①研究期内黄河流域社会经济发展和生态环境质量耦合协调度变化趋势呈“U”形曲线,总体处于高度耦合低级协调阶段。区域间差异变化趋势呈倒“U”形曲线。从相对发展度模型来看,2010—2014年乡村生态环境质量相对滞后。②空间格局上存在显著的空间分异特征,耦合协调度呈“上游>中游>下游”的分布格局。③自然环境因素是影响耦合协调度空间分异的主导因素,其次是社会经济因素。其中,乡村人口密度、PM_2.5年均浓度、人均耕地面积、地形起伏度、高程和年均气温是主要因子,并且两个因子的交互作用明显大于单一因子的影响。基于此,建议黄河流域以协调发展理念为指引,重点提高生态环境的保护和修复,采用差异化、特色化的发展策略,以期早日实现黄河流域生态保护和高质量发展。     

基于Google Earth Engine的巢湖流域生态环境质量时空动态变化及影响因素分析

本文以巢湖流域为研究区,基于2000—2020年Landsat TM/OLI系列遥感数据,通过Google Earth Engine云计算平台构建遥感生态指数(RSEI),采用空间自相关与地理探测器等方法对巢湖流域生态环境质量进行大尺度、长时序动态监测分析与评价。结果表明：(1)研究区RSEI均值由2000年的0.70提升至2020年的0.74,整体上呈现改善趋势,研究区生态环境等级以优、良为主。(2)研究区全局Moran’s I指数均大于0,巢湖流域生态环境质量在全局自相关上呈现聚类趋势,具有显著的空间正相关性,20年间“低-低”聚集区呈现先增加后减少趋势。(3)研究区生态环境受多因子影响,其中人为因素对2010年巢湖流域生态环境影响较大,进而导致生态环境质量下降。     

集成地理探测器与随机森林模型的城市人口分布格网模拟

精细尺度的城市人口分布信息是城市资源配置和综合管理的重要依据。本文以广州市越秀区、荔湾区、天河区、海珠区、白云区及黄埔区作为研究区域,基于人口统计、夜间灯光、兴趣点及土地利用等多源数据,利用地理探测器识别人口分布的影响因子,运用随机森林模型开展人口分布空间格网模拟研究。研究结果表明,与传统的相关分析相比,地理探测器能够更为准确地识别人口空间分布的重要影响因子。基于随机森林模型的人口分布格网模拟结果与街道（镇）实际人口的相关系数为0.774,平均相对误差约为30%。相比基于线性回归模型的模拟结果,随机森林模型的精度有明显提高。     

Landsat时序数据支持下的藏东南植被时空变化监测

本文利用GEE平台和1990—2019年巴宜区Landsat遥感影像,采用像元二分模型、相关性分析等方法分析了巴宜区植被覆盖度的时空变化特征与驱动力。研究结果表明:①1990—2019年巴宜区植被覆盖度总体呈稳中有增的趋势,其中,河谷区域增加明显,而高海拔区域相对稳定;②1990—2019年巴宜区气温呈显著升高,降水略有下降,总体呈"暖干化",气温较降水量对植被覆盖变化更明显,但气候变化对植被覆盖变化影响总体不明显;③1990—2019年巴宜区植被覆盖变化与人类活动有很好的相关性,其中,低、中低、中、中高植被覆盖区域,呈显著的负相关,而高植被覆盖区域呈正相关。本文基于遥感大数据和地理云计算的植被覆盖监测动态监测和定量分析方法,能对高山峡谷区生态评估和演替分析提供一定的技术支撑和科学数据。     

基于地理探测器的广西泥石流地质灾害驱动因子分析

基于广西地质灾害管理信息系统中的泥石流地质灾害数据与地质资料,综合选取高程、坡度、坡向、地形起伏度、降雨、断裂、岩性、人类活动8个因子,运用地理探测器的方法剖析了广西泥石流地质灾害空间格局与相关影响因子之间的关系。研究结果表明：1)广西的泥石流灾害具有空间分异性,由西向东依次表现为低聚集、高聚集、低聚集的模式;2)地理探测器显示广西泥石流灾害的发生是高程、坡度、坡向、地形起伏度、降雨、断裂、岩性、人类活动8个因子共同作用的结果;3)研究区泥石流灾害影响因子交互作用的解释力均大于单因子作用的解释力,大部分因子交互作用结果显示为非线性增强。     

GEE云平台支持下的西天山森林遥感监测与时空变化分析

针对区域大尺度森林遥感调查、精确信息提取和时间序列变化监测过程中存在的数据挑选困难、计算效率较低、提取精度不高等问题,本文基于谷歌云计算平台(GEE)强大的海量遥感数据组织、存储和计算功能,根据新疆干旱区森林资源的空间分布特点,结合多源遥感数据和地理要素数据集,首先构建了光谱+纹理+地形等多维分类特征集;然后在地理国情监测森林地面调查样本数据的协助下建立了西天山森林分类样本数据库;进而采用随机森林分类算法实现了对西天山森林1995、2000、2005、2010、2015和2018年6期自动分类;最后通过云端与本地相结合完成了森林资源遥感分类数据编辑检查、制图与分析。研究结果表明:①1995—2018年西天山森林总体呈动态扩张趋势,森林分布面积从1995年的3 953.6 km²年增加到2018年的4 243.2 km²,增长速率为12.6 km²/a;在结构组成上,西天山森林以针叶林为主,阔叶林、灌木林、针阔混交林较少。②在时间变化过程上,西天山森林的扩张态势呈现缓中增强,2005—2018年增长速率要明显高于1995—...     

神东矿区土壤侵蚀时空特征及驱动力分析

针对神东矿区土壤侵蚀生态破坏及煤炭开采对矿井采区土壤侵蚀的影响问题,该文基于RUSLE模型,提出一种基于矿区和矿井尺度探究矿区土壤侵蚀演变特征并结合地理探测器进行驱动力分析的研究方法。结果表明:(1)矿区尺度上土壤侵蚀呈加重趋势,1989—2019年土壤侵蚀量增加30.28×10~5 t,空间上以微度和轻度侵蚀散布全区,中度和强度侵蚀次之,极强度和剧烈侵蚀最少;(2)矿井尺度上,补连塔、榆家梁矿井受到采矿的负面影响,大柳塔矿井受到生态措施的正面影响,活鸡兔、石圪台矿井受到的负面影响被正面影响消除;(3)各因子对土壤侵蚀的解释力为:坡度>土地利用类型>降雨量>植被覆盖度,因子交互作用的解释力强于单因子,坡度>35°,降雨为416.10～420.69 mm、植被覆盖度为0.5～0.6及未利用地的区域为土壤侵蚀高风险区。该研究方法可摸清矿区的土壤侵蚀变化规律以及矿井受采矿活动的干扰,为矿区实行生态管理提供决策支持。     

结合地理探测器的长沙市区地表温度驱动力探究

为了感知城市地表温度空间分布格局及异质性特征,本文从不同视角解读地表温度的驱动因素及其相互作用,并以长沙市区为研究区域,利用单通道算法反演地表温度,提取归一化植被指数(NDVI)、改进的归一化水体指数(MNDWI)和归一化建筑指数(NDBI),将其与夜间灯光、POI数量、道路密度、坡度、海拔等影响因子结合,采用地理探测器分析长沙市区地表温度驱动因素。结果表明：长沙市区地表温度整体呈现“中间高,四周低”的不规则环形空间分布格局。夜间灯光对地表温度的影响程度最大,是地表温度升高的主要驱动因素。交互探测器结果显示,双因子交互作用整体表现为增强,而夜间灯光与MNDWI交互作用对地表温度的解释力最大。     

1990—2019年石漠化区耕地时空特征及成因分析——以富源县为例

针对石漠化区耕地变化研究存在时间、空间尺度有限的问题,本文以富源县为例,基于1990、2000、2010和2019年4期的Landsat遥感数据,应用多特征与随机森林相结合的分类方法提取耕地,运用耕地覆盖度、耕地类型转化、坡度分区统计分析了近30年(1990—2019年)耕地时空变化特征,并讨论了耕地变化的原因。结果表明,1990—2019年富源县耕地面积呈先增加(1990—2010年)后减少(2010—2019年)的态势;耕地面积主要来源和转化类型均以林地和草地为主,林地最多;主要分布在北部5个石漠化面积较少的乡镇,以缓坡区为主;耕地覆盖度呈现低-高-低的过程,陡坡区耕地变化率在不同时段差异明显。近30年富源县耕地变化是在石漠化独特的地理环境下,由人口、经济、政策、交通等因素共同作用而形成的。本文的结论可为评估石漠化区域生态安全和粮食安全提供数据支撑。