艾比湖流域植被生态需水量

基于遥感数据,通过SEBAL模型估算蒸散量,计算艾比湖流域不同植被类型下植被生长季（59月）的生态需水量。结果表明：研究区植被主要为牧草地、灌木林地、耕地、乔木林地,面积分别为13 944km²（50%）、8 071km²（29%）、5 022km²（18%）、566km²（2%）。SEBAL模型估算的日蒸散量7月最大,为4.36mm。5、6、8、9月日蒸散量分别为4.26、4.07、4.24、4.15mm。SEBAL模型估算结果整体相对误差在10%以内,在允许范围内。20002015年生长季植被生态需水量整体上呈现出增加-减少-增加的变化趋势,2000、2005、2010、2015年分别为151.003×10⁸、149.611×10⁸、144.431×10⁸、136.374×10⁸m³。各植被类型下的生态需水量相比,牧草地 > 灌木林地 > 耕地 > 乔木林地,牧草地约占总生态需水量的53%～55%,而灌木林地、耕地的生态需水量分别占21%～25%、19%～20%,乔木林地的生态需水量所占比例最小,仅为2%～3%。     

基于GIS的区域植被-土壤生态系统需水定量测评—以陕北延安地区为例

根据延安地区各气象站点连续30年的气象资料和各土肥站点连续10年的土壤含水实测资料,通过经验模型、实地观测和GIS空间分析相结合的方法,提出了干旱半干旱地区植被-土壤复合系统的最小生态需水量、适宜生态需水量和饱和生态需水量三种阈值模式的较为准确的计算方法,并从时空角度定量分析评价区域生态需水量和生态缺水量。结果表明,延安地区植被-土壤复合系统的年最小生态需水量为216.185亿m³,对应的年生态缺水量为23.556亿m³;重度生态缺水的景观类型有针阔混交林-壤土、针叶林-壤土和落阔叶林-粘壤土等,水量供需基本平衡的景观类型有灌草丛-粘壤土、灌丛林-粘壤土和草原-砂壤土等,轻度生态富水的景观类型有农作物-粘壤土、农作物-砂壤土和农作物-砂砾质壤土等;生态缺水较为明显的区域主要位于延安西南部和中部的黄土梁状丘陵沟谷区,时段集中在每年的夏秋两季。     

宁夏中部干旱带盐池县植被生态需水规律研究

以宁夏中部干旱带盐池县为研究对象,对区域植被生态需水的内涵及类型划分进行了分析,并结合彭曼-蒙特斯模型逐月估算了区域林草植被潜在蒸散量,采用Jensen公式结合实测的区域土壤特征曲线确定了土壤水分修正系数,为植被生态需水量的确定奠定了基础。通过对不同类型林草植被生态需水占比分析,可知当前盐池县草地的生态需水量远高于林地,是盐池县生态需水的主体。通过对植被生态需水与降雨平衡的时间变化规律分析可知,除7、8、9月份以外,盐池县各类林草植被生态需水均处于严重亏缺状态,其中缺水量最为严重的是4月份;从植被类型上分析,可知林地中无论是生态需水亏缺量还是盈余水量均以灌木林地为最,而草地中以天然草地为最。进一步对盐池县各生态分区需水特征进行分析,可知一级生态分区中,风沙区的生态需水比例远大于黄土丘陵区;二级生态分区生态需水比例由大到小依次为花马池镇、王乐井乡、大水坑镇、高沙窝镇、惠安堡镇、冯记沟乡、青山乡、麻黄山乡。一级生态分区中风沙区的生态需水系数及生态需水模数均大于黄土丘陵区;二级各生态分区中生态需水系数及模数由大到小依次为花马池镇、王乐井乡、大水坑镇、惠安堡镇、高沙窝镇、青山乡、冯记沟乡,最小为麻黄山乡。盐池县降雨消耗性生态需水量最小值占蒸发总量的比例为30.51%,适宜值占蒸发总量的比例为72.91%,比例都比较高,其余的的蒸发量属于无效蒸发水量,仍然占有一定的比重,这依然为区域植被建设留有一定的空间,但要通过合理的水资源调控手段进行调配。     

植被生态用水结构及绿水资源消耗效用——以黄河三门峡地区为例

以黄河三门峡地区为研究对象,构建适用于流域尺度植被生态用水估算的生态水文模型,对三门峡地区20世纪50年代以来植被生态用水量进行了定量模拟,得到研究区植被生态用水时空结构差异.在此基础上,对三门峡地区不同植被类型绿水资源消耗效用进行了分析,提出该区域植被结构调整方案.结果表明:三门峡地区植被生态用水量自20世纪50年代以来,由于气候和土地利用状况的变化,总体呈现出降低-稳定-上升的趋势;生态用水空间结构主要表现在不同植被类型下生态用水量差异上:林地最大,其次为农作物、灌丛,草地最小;林地高效消耗比例最大,其次为草地和灌丛,农用地最小.基于不同植被类型绿水资源消耗效用分析,提出三门峡地区植被结构调整方案.在一定水资源消耗量状况下,减少无效和低效消耗量,增加高效消耗量,是缓解该地区生产、生活、生态用水矛盾,提高总体生态效益的重要途径.     

1967—2017年甘肃省小麦需水量和缺水量时空特征

基于甘肃省28个气象站点1967—2017年的逐日气象数据,采用Penman-Monteith公式和作物系数计算了小麦的需水量,结合美国农业部土壤保持局推荐的方法计算了有效降水量,进一步得出小麦缺水量,并分析了小麦需水量与缺水量的变化趋势和空间分布特征,探讨了小麦需水量影响因子重要程度。结果表明:1967—2017年甘肃省春、冬小麦全生育期的年平均需水量分别为517.03 mm和436.70 mm,年平均缺水量分别为468.24 mm和301.54 mm;在时间上,51 a来春小麦种植区内的需水量与缺水量整体上无明显的趋势变化,而冬小麦种植区内的需水量与缺水量整体上呈明显上升趋势;在空间上,春小麦种植区内需水量和缺水量大致由西北向东南递减,冬小麦种植区内的需水量和缺水量大致由西向东递减。甘肃省小麦生育期内日照时数和日平均气温是影响小麦需水量的主要因素。     

黄河大柳树水利枢纽工程区生态修复绿水资源消耗量定量模拟

绿水的确定和有效利用对于干旱半干旱地区水资源配置和生态建设有重要的意义。在绿水概念界定基础上,构建基于生态水文理论的绿水资源消耗量定量模型,并以大柳树水利工程区为研究对象,对工程区20世纪50年代以来绿水资源消耗量进行定量模拟,得到研究区绿水资源消耗量现状时空结构特征,进而得到不同水分供应条件下不同植被类型绿水资源消耗定额,确定生态修复措施下工程区的绿水资源消耗量。结果表明:(1)大柳树水利枢纽工程区绿水资源消耗量受降水影响明显,50年代以来整体上表现出增加到降低的变化趋势;(2)不同植被类型绿水资源消耗量差异明显:林地最大,其次为农用地;(3)大柳树水利枢纽工程区不同水平年绿水资源定额,其中枯水年:林地341.2 mm,灌丛241.1 mm,草地200.8 mm,农用地291.5 mm;丰水年:林地444.4 mm,灌丛306.1 mm,草地271.2 mm,农用地399.9 mm;平水年:林地370.3 mm,灌丛295.3 mm,草地250.6 mm,农用地360.6 mm;(4)根据各水平年不同植被类型绿水资源定额以及工程区生态修复方案,利用面积定额法得到工程区各生态修复措施需水总量及工程区各分区生态...     

疏勒河中游绿洲天然植被生态需水量估算与预测研究

以疏勒河流域中游绿洲为研究区,借助统计分析法、遥感和GIS技术方法对2013年疏勒河中游绿洲遥感影像土地利用覆盖变化进行解译与分析,得出各种天然植被覆盖状况数据,利用典型的潜水蒸发模型—阿维里扬诺夫公式对研究区内各县区的天然植被生态需水量进行了估算,并对未来天然植被面积和生态需水量进行了预测,为区域生态环境保护与水资源合理分配提供参考。结果表明:疏勒河中游绿洲现状天然植被最小生态需水量为18 768.97×104m3,最大生态需水量为46 643.04×104m3,其中,天然林地生态需水量为1 187.71×104~2 898.72×104m3,天然草地生态需水量为17 581.27×104~43 744.32×104m3,瓜州天然植被生态需水量为9 685.06×104~23 392.09×104m3,玉门天然植被生态需水量6 552.11×104~17 133.45×104m3,敦煌天然植被生态需水量为2 531.80×104~6 117.50×104m3。2020年疏勒河中游绿洲天然植被生态需水量预测为20 655.96×104~66 614.75×104m3,其中,天然林地生态需水量为1 316.57×104~3 855.91×104m3,天然草地生态需水量为19 339.39×104~62 758.84×104m3;2030年疏勒河中游绿洲天然植被生态需水量预测为22 721.55×104~85 584.09×104m3,其中,天然林地生态需水量为1 448.22×104~4 970.08×104m3,天然草地生态需水量为21 273.33×104~80 614.01×104m3。研究结果对促进疏勒河流域生态水权研究、水量分配以及区域生态保护、水资源合理配置与经济社会协调可持续发展具有重要参考意义。指出未来应进一步加强人类活动影响下区域天然植被需水规律研究、不同生态功能区植被生态需水规律以及基于生态保护目标的区域生态需水量及阈值研究。     

哈萨克斯坦1982–2015年植被时空变化（英文）

归一化植被指数(NDVI)作为表征植被生长状况的关键性指标,能够有效的提供植被生长状况的信息。本研究基于1982–2015年哈萨克斯坦时间序列的GIMMS/NDVI数据,分析植被)生长的空间格局及变化趋势,研究结果表明:哈萨克斯坦自北向南分布着农田、草地、灌丛这三类主要的植被类型,呈明晰的地带性分布特征;植被指数由北到南逐渐降低,农田、草地和灌丛三类主要植被类型的NDVI均值水平依次为农田草地灌丛;1982–2015年间,NDVI呈现出先增长(1982–1992年)、再降低(1993–2007年)、然后又增长(2008–2015年)的变化趋势。NDVI显著下降的区域占土地总面积的24.0%,主要分布在西北部的农田与草地交错地带以及南部边缘的农田,草地退化面积占草地总面积的23.5%、农田退化面积占农田总面积的48.4%、灌丛退化面积占灌丛总面积的13.7%,植被改善的区域分布在中东部的农田以及农田与草地的交错带,显著提升的面积占土地总面积的11.8%。     

基于遥感方法的长白山地区植被物候期变化趋势研究

目前,越来越多的遥感数据被用来监测大面积植物物候的动态变化。利用长时间序列的SPOT/NDVI旬合成数据,通过double logistic模型获取了1999~2008年长白山地区植被的3个关键物候参数:生长季始期、生长季末期和生长季长度的多年平均值,并绘制了它们的变化趋势空间格局图。结果表明,林地的生长季开始日期为第100~120天,草地和耕地相对较晚,分别为第130~140天和第140~150天;林地和草地生长季的结束日期为第275~285天,耕地的相对较早,为第265~275天;林地、草地和耕地的生长季长度范围分别为160~180 d、140~160 d和110~130 d。植被物候期的变化趋势表现为一定的空间差异性,生长季长度延长区域主要分布在长白山地区的中东部,平均每年延长约0.7 d;缩短的区域在西北地区,平均每年缩短1.1 d。最后通过部分物候观测数据及前人在相同研究区的结果验证了利用double logistic模型提取预测长白山植被物候期的可行性。     

北京平原造林工程对生态需水量的影响研究

水资源节约高效利用是城市经济高效发展的保障.该文基于气象、土地利用及Landsat TM/ETM+遥感数据,采用Penman-Monteith方法,考虑新造林区植被覆盖度,结合GEE云平台和GIS技术,评估2010年和2018年北京平原新造林区造林前后各植被类型的生态需水定额和需水量,并分析平原造林工程对生态需水量的影响.结果表明:退耕还林是平原造林的主要方式,约占新造林区面积的78.51％;林地各月份的需水定额低于耕地,春季尤为明显,说明植树造林极大减轻了农业灌溉用水压力;新造林区2018年最小生态需水量比2010年减少8884万m3(减少47.22％),适宜生态需水量增加4382.6万m3(增加22.34％);以2018年气象条件为基准,由土地利用变化导致的新造林区最小生态需水量减少11676.4万m3(减少54.05％),适宜生态需水量仅增加1496万m3(增加6.65％).降水可满足林地基本生长需求,无须充分灌溉,因此北京平原区造林工程缓解了需水压力.     

黄河流域坡高地系统最小生态需水研究

以保护和恢复流域坡高地生态系统为目的，对坡高地最小生态需水问题进行研究，提出了坡高地生态需水和生态缺水的计算方法。以黄河流域为实例，在GIS和遥感技术支持下对坡高地最小生态需水量和缺水量进行了计算，并从时空两个尺度揭示了黄河流域坡高地生态系统最小生态需水的变化规律，研究成果可为流域生态环境建设和水资源合理配置提供依据。     

石羊河上游林区景观空间邻接特征及生态安全分析

在干旱区山地,荒地斑块特征可反映植被的破碎化及退化状况,农田斑块特征可反映自然植被景观受农田开垦的威胁程度,而其它景观类型与这两种类型斑块的邻接特征可间接反映这些类型潜在的植被退化风险大小或受农田开垦的威胁程度。以Landsat/TM及林相图作为数据源,在桌面GIS下解译出石羊河上游的哈溪林区各景观类型,计算了各景观类型与荒地和农田的空间邻接长度和数目比例,并利用缓冲区分析方法计算了荒地和农田对各景观的影响面积。在此基础上通过计算各类型植被退化风险大小和受农田开垦的威胁程度,定量分析了研究区各景观类型的生态安全性。结果表明：灌丛和草地与荒地的邻接边长和数目较大,由放牧活动引起的植被破碎化和退化的风险较大,而乔木林种与农田的邻接长度、数目较大,受农田开垦的威胁较为严重;景观整体植被退化的风险（0.28）高于受农田威胁程度（0.11）;各类型植被退化风险值的差别不明显,但灌丛草地相对较高,而各乔木林种受农田开垦的威胁程度明显高于灌丛和草地;基于景观类型空间邻接的生态安全评价分析可以初步反映干旱区山地景观受人类活动影响的威胁程度。     

金沙江干热河谷不同植被坡面土壤水分时空分布特征

于2016年7~12月和2017年4月的旱、雨季期间,以金沙江干热河谷苴那小流域内的银合欢（Leucaena Benth）林地、车桑子（Dodonaea angustifolia）灌丛地和扭黄茅（Heteropogon cantortus）草地为研究对象,通过网格法和土钻法采集并测定了（0~100 cm）土层的土壤含水量,应用经典统计法和地统计学方法分析该区域不同林草植被下坡面土壤水分的动态变化特征。结果表明：（1）研究区土壤含水量总体较低,雨季显著大于旱季,旱、雨季均表现为灌丛地>草地>林地,呈中度至强度变异（0.07~0.28之间）。（2）不同林草植被下旱、雨季土壤水分具有相似的空间自相关性,自相关系数均由正向负转变,但由正向负转变的滞后距离有所不同,且雨季大于旱季,呈中等或强等空间自相关性。（3）不同林草植被下的土壤水分空间结构不同,林地、灌丛地和草地旱雨季最佳拟合模型均为球状模型;相同林草植被下各土层旱、雨季土壤水分的空间分布特征相似,但旱季的分布格局差异更显著,不同林草植被下深层土壤水分分布比表层土壤水分的分布更为复杂,土壤水分呈明显的斑块或条带状分布,含水量高值区和低值区位置不固定。总之不同林草植被类型会改变局部地段土壤水分空间分布,降雨会加强这种差异的趋势,但土壤水分仍具一定空间连续性。     

黄土高原半干旱区天然锦鸡儿灌丛对土壤水分的影响

本文选择黄土高原半干旱区定西地区的一种地带性植被,天然甘蒙锦鸡儿灌丛,将其0～99m深的土壤水分含量与人工柠条锦鸡儿灌丛、人工杏树林、天然草地、放牧荒坡和农地的土壤水分含量进行了比较。结果发现,天然锦鸡儿灌丛在1m以下土壤各层的水分含量均高于人工柠条灌丛和人工杏树林,而与放牧荒坡和农地的土壤湿度接近,略低于农地。天然锦鸡儿灌丛4m以上土层的土壤湿度还明显高于天然草地;天然锦鸡儿灌丛形成的难效—无效水层深度在2m土层以上,而人工柠条灌丛形成的难效无效水层则深达56m,人工杏树林42m,天然草地、放牧荒坡分别为36m和33m,农地1m。     

生态用水的概念界定及其在西北干旱区实施的策略

通过对生态用水的概念进行了界定，并结合西北干旱区的实际提出了以下几点实施生态用水的策略：（1）把生态用水放在西北干旱区经济建设和区域可持续发展的战略高度优先考虑；（2）对天然植被，特别是在干草原和干旱的荒漠草原区域，通过人工降水补充其用水；（3）对人工植被，以引水灌溉为主；（4）对于绿洲，结合生产用水进行合理再分配；（5）充分发挥西北干旱区的廓道效应优势；（6）改变传统的灌溉方式，大力开展节水灌溉；（7）协调好生态用水和生产用水、生活用水之间的关系。     

基于SEBS模型的干旱区流域蒸散发估算探究

水资源在干旱区的经济社会发展中占据着举足轻重的地位,被利用的水资源通过蒸散发进入大气,定量估算区域的蒸散发对区域的水资源分配管理、旱情监测等具有一定的指导意义。应用SEBS模型估算了2015年5~9月艾比湖流域的蒸散发,按照流域的分水岭划分研究区范围,根据土地覆被类型将研究区划分为乔木林地、灌木林地、牧草地、耕地、水域及其他6大类,分析了流域内蒸散发的时间与空间变化以及不同土地覆被的蒸散发情况。结果表明：（1）整体而言,流域范围内日均蒸散量在生长季内呈单峰型分布,7月中旬达到顶峰,平均值为4.35 mm·d^-1,最大值为5.63 mm·d^-1,对气温的变化最敏感。（2）研究区蒸散发的高低分布与土地覆被类型分布存在高度一致性,日均蒸散量大小依次为：水域 > 耕地 > 牧草地 > 乔木林 > 其他 > 灌木林。（3）蒸散发在不同土地覆被具有不同的峰值分布,乔木林的峰值分别出现在1.20 mm和6.80 mm左右,灌木林的峰值分别出现在3.5 mm和6.00 mm左右,牧草地分别出现在4.00 mm和6.80 mm左右。耕地、水域的峰值分别在6.60 mm、7.20 mm左右。（4）SEBS模型在干旱区流域具有较高应用价值。     

金沙江干热河谷植被恢复的思考

金沙江下游沿岸海1300m（阴坡）－1600m阳坡）为干热河谷,根据其环境特点、人工造林成功率低的事实例,分析指出金沙江干热河谷的自然植被恢复应以稀树灌草为主体,因地制宜提出了植被恢复的四个主要途径;（1）建立水土保持人工生态经济林,提高经济和生态效益;（2）封山育草,防治坡面侵蚀;（3）加强沟谷灌草建设,防治沟谷侵蚀;（4）城镇工矿人工生态林草建设,提高环境质量。     

陇中黄土高原丘陵沟壑区不同植被恢复模式下次降雨产流产沙特征

基于甘肃省清水县汤峪河径流小区2015—2017年的观测数据,研究不同植被恢复模式条件下坡面次降雨入渗、产流产沙特征。结果表明：不同植被恢复模式条件下的土壤入渗量与降雨强度呈二次函数关系,存在入渗量达到最大值的临界降雨强度。入渗速率与降雨历时可以用幂函数关系表达,符合考斯恰可夫入渗模型。不同植被恢复模式条件下的产流率在0.003 3~0.003 6 mm·min^-1之间,相对裸地的减流率为54%~58%。产流率与降雨强度之间呈二次函数关系（R²>0.88）,产流率的主要影响因素是降雨强度。径流含沙量平均值乔灌混合区（3.13 g·L^-1）>灌木林（2.95 g·L^-1）>乔木林（2.79 g·L^-1）>草地（2.58 g·L^-1）,径流含沙量与降雨强度呈线性递增函数关系。裸地的产沙量显著高于各植被小区（P<0.05）,是各植被小区的43~57倍,各植被小区的减沙率在93%~94%之间,减沙效益高于其减流效益。各植被坡面土壤流失量与降雨侵蚀力呈线性递增函数关系;产流率与侵蚀产沙率之间呈极显著正相关关系（P<0.01）,二者间可采用二次函数关系表达。本研究成果可为黄土高原丘陵沟壑区水土保持优化配置提供理论依据。