降水变化对陕北黄土高原植被覆盖度和高度的影响

植被特性及生长模式是土壤侵蚀研究的重要因子,而降水是植被生长的主要限制因素.通过3年的观测数据,分析了陕北黄土高原地区降水年际变化和年内变化对6种植被覆盖度和高度的影响,得到如下主要结论:①年降水量对刺槐林、灌木林、荒草地和农地植被的影响较大,平水年份和干旱年份最大覆盖度相差约一倍.而对于植被高度来说,受影响最大的是休闲地和农地植被.②降水的年内分布,尤其是6～8月份的降水量是限制植被覆盖度和高度的主要原因.对于荒草地、农耕地覆盖度和高度的影响尤为显著.农作物覆盖度、高度甚至每年播种日期和种类都受到生长季降雨量的制约.研究结果对于估计黄土高原地区植被参数的变化,以及对土壤侵蚀模拟和退耕还林还草都具有参考价值.     

1996—2015年黄河源区植被覆盖度提取和时空变化分析

研究黄河源区植被覆盖度时空变化对于深入理解青藏高原多年冻土区在气候变化和人类活动双重作用下的植被响应,以及为黄河源区生态环境保护和治理提供决策具有重要的意义。以陆地卫星（Landsat）影像为主要数据源,利用多端元混合像元分解模型（Multiple Endmember Spectral Mixture Analysis,MESMA）,完成了1996—2015年黄河源区4.4万km²、7个时相的植被覆盖度提取,并基于转移矩阵和一元线性回归趋势法分析了植被覆盖度变化情况。结果表明：黄河源区东南部植被覆盖度较高,西北部植被覆盖度较低,且植被覆盖度在空间上由东南向西北呈递减趋势。1996—2004年植被覆盖度整体呈下降趋势,2004—2015年植被覆盖度呈增加趋势。1996—2015年植被覆盖度呈增加趋势的区域占57.25%,基本不变的区域占16.02%,植被覆盖度呈下降趋势的区域占26.73%。植被覆盖度下降的主要原因是黄河源头及一些河谷地带、环湖地区受人类影响较大,且东南部海拔较低地区受到过度放牧的影响。尽管黄河源区1996—2015年植被覆盖度总体呈改善趋势,但毒杂草的面积也由1996年的16 060 km²增加到2015年的22 942 km²,20年间增加了6 882 km²,毒杂草面积的增加对黄河源区局部地区畜牧业的发展有不利影响。     

粤北岩溶山区连江流域植被覆盖度动态变化研究

基于多时相MODIS数据和归一化植被指数的像元二分模型以及GIS技术,分析了2001—2010年连江流域植被覆盖度的时空变化特征。结果表明:连江及其子流域、岩溶区与非岩溶区的植被覆盖度空间分布差异性明显;近10年来连江流域的植被覆盖度总体上呈下降趋势,高植被覆盖度与中度植被覆盖度的面积数量变化剧烈,较高植被覆盖度与较低植被覆盖度的面积相对稳定;岩溶区植被分布以较高植被覆盖度、中植被覆盖度和高植被覆盖度为主,其分布面积分别占整个流域面积的53.84%、25.59%、18.54%,而非岩溶区则以高植被覆盖度、较高植被覆盖度和中植被覆盖度为主,分别占整个流域面积的48.12%、34.10%、15.05%;近10年来流域的植被覆盖度下降明显,且空间分布范围广,植被覆盖度相对稳定的区域占整个流域面积的65%以上,植被覆盖度下降区的面积比上升区增加近20%。      

基于NDVI的新疆玛纳斯湖湿地植被覆盖度变化研究

以2000年、2006年、2010年、2013年和2016年5期的Landsat遥感影像为基础数据源,基于像元二分模型反演了玛纳斯湖湿地植被覆盖度。通过动态度、转移矩阵对比不同时期各等级植被覆盖度的转化比例,分析植被变化的驱动力。结果表明： 2000-2016年,玛纳斯湖湿地植被覆盖度总体较差。极低植被覆盖度所占比例由19.6%增加到了46.3%,低植被覆盖度所占比例由60.6%减少到了28.7%,中植被覆盖度所占比例由9.4%减少到了4.6%,中高植被覆盖度相对变化较小,所占比例由2.9%增加到4.2%,高植被覆盖度所占比例由7.4%增加到16.2%。整个地区的荒漠盐碱土地和农田土地利用面积在逐渐增加,影响植被覆盖度和湖泊萎缩干涸的主要因素是过度利用水资源和人类活动对主要源流流域土地资源的大规模开发。     

基于时间序列植被指数资料的承德市植被覆盖时空演变分析

承德是京津冀地区重要的水源涵养区和防风固沙区,是京津冀生态环境支撑区的重要组成部分,其植被状况将直接影响着区域生态环境质量的改善。基于MOD13Q1时间序列NDVI资料,利用线性回归分析法、像元二分法、稳定性分析法等测度承德市全域2000—2018年植被覆盖时空演变特征,并分析气候、地形等因素对植被覆盖的影响。结果表明:（1）承德市全域植被状况年际变化总体发生了改善,植被生长季夏季的NDVI值最高,月度变化中7月份NDVI值最大,多年均值达到0.775 2。（2）植被年际变化趋势显著性存在空间差异,植被指数极显著增加区域面积最大,占比59.08%,而极显著减少和显著减少的区域面积较小,分别占全域的0.76%和0.58%,主要分布在承德市中部、南部等地区。（3）承德市各区县植被覆盖状况均以较高覆盖度为主,面积达到45 585.69 km2。在多年植被覆盖度稳定性格局中,西北部波动较大,其余大部分地区稳定性好,波动较低。（4）承德市NDVI受5—7月份降水量和月均温的影响较大,植被的长势可能受到了前期气象条件的滞后效应影响。地形特征对承德全域植被覆盖状况也有一定的影响,总体来看承德市地势低平地区的NDVI值相对较低。研究结果可为承德市加强重要区域生态保护、优化国土空间开发格局和科学制定生态修复措施提供参考。     

1990—2019年黑河流域植被覆盖度动态变化及气温对其影响

植被覆盖度的变化特征是流域生态监测的重要内容,能为流域综合管理决策提供基础信息。黑河流域是中国西北干旱-半干旱地区第二大的内陆河流域。为研究我国西北干旱-半干旱地区的生态状况,以黑河流域为研究区,根据1990—2019年Landsat NDVI数据,综合应用像元二分模型和一元线性回归方法,分析黑河流域植被覆盖度的动态变化并探讨气温对其影响。结果表明: 黑河流域植被覆盖度呈现由南向北递减的空间分布特征; 近30 a来,植被覆盖面积总体呈上升趋势,中高植被覆盖度增长速度最快; 流域大部分地区植被覆盖度保持不变,植被覆盖度增加的区域多于退化区域; 受全球变暖影响,整个流域气温呈升高趋势,中游气温上升最快,上游最慢,流域上游和中游气温的升高对植被覆盖度起到促进作用,下游气温的升高则抑制了植被生长。     

京津风沙源区2000—2015年植被覆盖状况的区域差异研究

植被覆盖状况是监测与表征区域生态建设成效的重要指标。以往研究注重区域植被覆盖状况的整体变化分析,对长时期区域内部植被覆盖变化及其差异研究较少。文中基于京津风沙源区遥感影像数据,采用GIS空间分析技术,重点评估了2000—2015年植被覆盖度的年际变化及其区域差异。研究结果表明,2000—2015年京津风沙源区植被覆盖度变化为35%~45%,且随年份变化呈波动增加趋势,年均增速为0.4%(P<0.05),生态治理取得明显植被恢复成效。8个治理分区植被覆盖均有所增加,但区域差异明显,晋北山地丘陵亚区和燕山丘陵山地水源保护亚区植被覆盖度年均增速超过0.6%,浑善达克沙地亚区与荒漠草原亚区植被覆盖度年均增速不及0.2%,这与区域地表组成和气候背景有关。从地市来看,北京、天津和承德植被覆盖度较高,但朔州和张家口植被覆盖度增速明显,而乌兰察布和包头植被覆盖度年均增速低于0.1%。相比2000年,2015年京津风沙源区有51%的区域植被覆盖度增加,49%区域植被覆盖度未变或降低,主要集中在京津风沙源区的中部和西部县市(旗),未来生态治理过程中应加以重点关注。     

基于遥感计算云平台高原山区植被覆盖时空演变研究——以贵州省为例

为揭示喀斯特山区植被时空变化规律,选取2000-2018年间1 748景30 m分辨率Landsat-NDVI影像,结合35个气象站点数据,辅以像元二分模型、线性趋势分析及地理探测器等方法,对贵州省19年间年植被覆盖度进行定量估算,分析其植被覆盖度时空变化特征及驱动因素。结果表明:（1）贵州省中、高植被覆盖度以上的区域面积占比约63%,其中高植被覆盖度区域面积占21.16%,主要集中分布于碎屑岩地区。（2）近19年来,贵州省植被覆盖度总体缓慢趋好,年均增长速率为0.4%,严重石漠化样区多年最大植被覆盖度均值始终低于整体植被覆盖度均值。（3）研究期间贵州省植被覆盖度以轻微改善、基本不变两个等级为主,两者面积比重之和约为95.4%,退化区域主要分布在城镇周边,面积比重约为3.8%。（4）气象因素、地理区位各因子间交互作用对植被覆盖度空间格局影响大于单因子作用。综上所述,城镇面积扩展、石漠化治理工程、地理区位及气象因素等是影响植被恢复与生态环境重建的关键要素,研究植被覆盖度多年动态特征力求为相关部门的水土保持、生态环境保护及石漠化治理提供重要的基础数据及科学参考。      

长江源区不同植被覆盖下土壤水分对降水的响应

土壤水分是连接气候变化和植被覆盖动态的关键因子,以长江源区北麓河一级支流左冒西孔曲典型小流域为研究对象,通过观测降水特征、植被覆盖情况、土壤特性、土壤水分变化、入渗过程以及蒸散发和凝结,分析了不同植被覆盖下土壤水分变化与降水之间的响应关系.结果表明:研究区内高寒草甸土壤水分对降水的响应存在十分明显的滞后现象,滞后时间较长;当植被退化较为严重时,20 cm深度范围内土壤水分对降水有一定响应,深层土壤比较干燥,对降水的响应微弱;在保持其原有植物建群和较高覆盖度时,土壤持水能力增强,深层土壤含水量明显提高,土壤水分变化剧烈,对降水的响应深度达到40 cm以下.较高的植被覆盖能有效改善土壤物理结构、提高土壤有机质含量,促进降水入渗.植物根系导致的较大孔隙优先流运动以及根系吸水作用影响了土壤水分对降水的响应和土壤水分的空间分布.不同植被覆盖度下,土壤水分的蒸散发与凝结具有明显差异,高覆盖度的高寒草甸土壤,蒸散发量较小,凝结水量较大.     

基于Google Earth Engine云平台的植被覆盖度变化长时间序列遥感监测

基于Google Earth Engine遥感大数据云计算平台,以云南省南洞地下河流域为例,利用近2 000景30 m分辨率Landsat-NDVI长时间序列数据,采用像元二分模型对研究区1988-2016年的年最大植被覆盖度进行定量估算,并分别从流域整体和像元尺度分析近29 a间植被覆盖度的时空变化特征。研究结果表明:（1）南洞地下河流域大部分区域处于中等覆盖度和中高覆盖度,覆盖度随高程和坡度的增加而增大,其中年最大植被覆盖度 > 60%的区域占流域总面积的45.75%;（2）近29 a来,流域年最大植被覆盖度整体呈现不断增加的趋势,年均增长速率为0.56%,其中植被覆盖度轻微改善或是明显改善的面积占38.84%;（3）相比1988年,2016年高植被覆盖区和中高植被覆盖区面积分别增长50.51%、18.40%;而中等植被覆盖区、中低植被覆盖区和低植被覆盖区面积分别减少24.05%、47.95%和37.72%。封山育林等石漠化治理工程以及气候变化对于流域植被恢复和生态环境重建具有重要影响,其研究成果可为后续石漠化监测提供重要的基础研究数据。      

浙闽丘陵区土壤侵蚀影响因素与防治对策研究

通过对浙-闽丘陵区土壤侵蚀现状调查、分析研究,揭示了浙-闽丘陵区土壤侵蚀的严重性,提出了浙-闽丘陵区土壤侵蚀的主要影响因素:降雨条件;地形;地表松散的堆积物;植被的覆盖程度。降雨丰富且集中,山高坡陡,地表易流失的土壤,植被的严重破坏等,为该地区的土壤侵蚀提供了条件。最后,本文提出了浙-闽丘陵区土壤侵蚀防治对策应以生物措施为主,生物、工程、耕作密切结合。生物措施主要为植树种草;工程措施是改变小地形,以达到蓄水、保土的目的;耕作措施主要是改变乱开荒的做法,摒弃不合理的耕作方式,禁止陡坡开垦。不同地区应根据实地情况合理防治,采用小流域综合治理。不仅要根据影响因素来制定防治对策,也应该因地制宜。     

Study on the runoff and sediment-producing effects of precipitation in headwater areas of the Yangtze River and Yellow River,China

Natural runoff observation fields with different vegetation coverage were established in the Zuomaoxikongqu River basin in the headwater area of the Yangtze River, and in the Natong River basin and the Kuarewaerma River basin in the headwater area of the Yellow River, China. The experiments were conducted using natural precipitation and artificially simulated precipitation between July and August to study the runoff and sediment-producing effects of precipitation under the conditions of the same slope and different alpine meadow land with coverage in the headwater areas. The results show that, in the three small river basins in the headwater areas of the Yangtze and the Yellow Rivers, the surface runoff yield on the 30° slope surface of the alpine meadow land with a vegetation cover of 30% is markedly larger than that of the fields with a vegetation cover of 95, 92, and 68%. Furthermore, the sediment yield is also obviously larger than the latter three; on an average, the sediment yield caused by a single precipitation event is 2–4 times as large as the latter three. Several typical precipitation forms affecting the runoff yield on the slope surface also influence the process. No matter how the surface conditions are; the rainfall is still the main precipitation form causing soil erosion. In some forms of precipitation, such as the greatest snow melting as water runoff, the sediment yield is minimal. Under the condition of the same precipitation amount, snowfall can obviously increase the runoff yield, roughly 2.1–3.5 times as compared to the combined runoff yield of the Sleet or that of rainfall alone; but meanwhile, the sediment yield and soil erosion rate decrease, roughly decreasing by 45.4–80.3%. High vegetation cover can effectively decrease the runoff-induced erosion. This experimental result is consistent in the three river basins in the headwater areas of the Yangtze and Yellow Rivers.     

祁连山地区生态系统服务间权衡的社会-生态环境响应机制研究

生态系统服务间权衡和协同关系存在显著的空间异质性,现有研究较少从社会-生态环境的角度进行分析,难以对将生态系统服务纳入实际政策制定过程中。以祁连山地区为研究区,利用InVEST模型和CASA模型对2019年五项调节服务（碳固定、碳储存、产水量、土壤保持和水质净化）和一项支持服务（生境质量）进行计算,结合多元回归树分析法,研究服务间关联的空间异质性及其对社会-生态环境的响应。结果显示,全区尺度上六项服务间呈协同关系,主要受到土地利用类型、降雨和植被覆盖度的影响。植被覆盖区的服务供给量整体高于无植被覆盖区。研究区可被分为5个聚类,不同聚类内服务间关联存在差异。无植被覆盖且年均降雨量低于440.2 mm的区域与植被覆盖度高于0.559的非耕地区内,服务间关联均呈显著协同,后者服务整体较高。降雨升高可促使无植被覆盖区内产水量和土壤保持与其他服务间呈权衡关系,植被覆盖度较低或耕地区内服务间关联变弱。研究成果可为生态管理和政策制定提供有效参考。     

不同土地利用方式对黄土高原植被覆盖季节变化的影响--以陕北延河流域为例

植被覆盖是水土流失的重要影响因子,在一定的自然生态背景下,土地利用方式亦決定了植被覆盖特征。为深入探讨植被覆盖季节变化的内在机制,本研究选择地处陕北黄土高原的延河流域,对农地、林地和草地共3种主要土地利用方式,分析其植被覆盖季节变化规律,并进一步对土壤类型和地形特征等生态因子的影响加以比较。研究结果表明,不同土地利用方式下,植被覆盖季节变化产生显著的差异,而相同土地利用方式下,土壤类型的影响最为显著,坡向次之。而影响湿润度的地形特征对植被覆盖的季节变化的影响并不明显。基于上述认识,从改善流域植被覆盖的角度出发,不仅需要通过退耕还林、还草来提升植被覆盖水平,也需配合相应的土壤类型及地形地貌条件改造,才能达到生态格局优化。     

Some rainfall-related thresholds for erosion and sediment yield in the upper Yangtze River basin

This study examines rainfall thresholds for erosion and sediment yield in the upper Yangtze River basin. Sediment reduction effects of soil conservation measures depend on the magnitudes of rainstorm. When the latter is less than a critical threshold, sediment reduction effects of soil conservation measures are positive; when this magnitude is exceeded, the effect is negative. An analysis based on data from the Jialingjiang River shows that the sediment reduction by soil conservation measures increased with annual precipitation to a peak, and then decreased to a negative value. The annual precipitation at the peak and zero values of sediment reduction are 970 and 1,180 mm, respectively, which can be regarded as two thresholds. Annual precipitation at the zero-value of sediment reduction has a return period of 25 years. In general, the design standard of soil conservation works in China is related with rainstorms with return periods of 10–20 years. When the magnitude of rainstorm exceeds this, the soil conservation works may be partly or totally destroyed by rainstorms, and the previously trapped sediment may be released, resulting in a sharp increase in sediment yield. It was also found in the lower Jinshajiang River that when annual precipitation exceeds 1,050 mm or high-flow season precipitation exceeds 850 mm, the annual sediment yield increased sharply. These can also be regarded as key rainfall thresholds for erosion and sediment yields. When precipitation is less than the two thresholds, dominant erosion types are sheet, rill and gully erosions. When precipitation crosses the two thresholds, debris flows may occur more frequently. As a result, the previously stored loose sediment is released and sediment yield increases sharply.     

Risk assessment of water soil erosion in upper basin of Miyun Reservoir,Beijing, China

This research selected water soil erosion indicators (land cover, vegetation cover, slope) to assess the risk of soil erosion, ARCMAP GIS ver.9.0 environments and ERDAS ver.9.0 were used to manage and process satellite images and thematic tabular data. Landsat TM images in 2003 were used to produce land/cover maps of the study area based on visual interpreting method and derived vegetation cover maps, and the relief map at the scale of 1:50,000 to calculate the slope gradient maps. The area of water soil erosion was classified into six grades by an integration of slope gradients, land cover types, and vegetation cover fraction. All the data were integrated into a cross-tabular format to carry out the grid-based analysis of soil erosion risk. Results showed that the upper basin of Miyun Reservoir, in general, is exposed to a moderate risk of soil erosion, there is 715,848 ha of land suffered from water soil erosion in 2003, occupied 46.62% of total area, and most of the soil erosion area is on the slight and moderate risk, occupied 45.60 and 47.58% of soil erosion area, respectively.     

雅鲁藏布植被类型及与侵蚀类型的关系

雅鲁藏布流域发育高山垫状植被、干旱河谷植被、沙洲植被、亚热带植被和高山冰川植被等多种类型的植被,与各种侵蚀类型相互克制又相互适应。通过2年的野外调查和采样分析研究植被分布规律和与各种侵蚀的相互关系。峡谷亚热带植被的物种多样性、覆盖度和植被厚度都很高,水力和风力侵蚀完全被克制,但是重力侵蚀和泥石流侵蚀发育。高山垫状植被由...     

Soil erosion processes in the loess plateau of Northwestern China

The soil erosion processes in the Loess Plateau may be divided into three types: namely, waterflow erosion; gravitational erosion; wind erosion. The waterflow erosion is most widely distributed and is the main erosion action in the Loess Plateau. The main factors dominating the occurrence and development of the soil erosion in the Loess Plateau are: 1. rainfall; 2. topography; 3. vegetation; 4. soil character. The energy of erosion action depends upon the rainfall and topography, but erodiblity depends upon the vegetation and soil properties. The degree of soil erosion in the Loess Plateau changes with variations of interaction of erosion and anti-erosion measures.     

Evaluation of soil loss change after Grain for Green Project in the Loss Plateau: a case study of Yulin,China

Soil erosion is one of the serious and urgent issues in the Loss Plateau of China. Chinese government has implemented Grain for Green Project to restore the ecological environment since 1999. In order to explore the spatiotemporal evolution of erosion and sediment yield before and after Grain for Green Project in the Loss Plateau, annual soil loss of Yulin from 2000 to 2013 is estimated by Chinese Water Erosion on Hillslope Prediction Model in conjunction with Remote Sensing and Geographic Information Systems. This model has the characteristics of a simple algorithm and can be applied to predict erosion in the Loss Plateau. The result shows that vegetation cover increased significantly after Grain for Green Project, and the annual average value of NDVI increased from 0.20 to 0.33. The spatiotemporal variations of soil erosion are largely related to rainfall erosion distribution, slope, and land use type. The overall soil erosion categories in the south region are higher than those of the northwest. Mid slopes and valleys are the major topographic contributors to soil erosion. With the growth of slope gradient, soil erosion significantly increased. The soil loss has a decreasing tendency after Grain for Green Project. Although the rainfall of 2002 and 2013 is similar, the soil loss decreased from 5192.86 to 3598.94 t/(km² a), decreasing by 30.33%. It is also expressed that soil loss appears a reducing trend in the same degree of slope and elevation in 2002, 2007, and 2013. Under the simulation of the maximum and the minimum rainfall, soil erosion amount in 2013 decreased by 29.16 and 30.88%. The study proved that GFG has already achieved conservation of water and soil. The results indicate that the vegetation restoration as part of the Grain for Green Project on the Loss Plateau is effective.     

典型喀斯特石漠化地区植被动态监测与土地利用变化的影响分析

基于2001至2014年MOD13Q1数据集、数字地面高程数据以及中梁山地区多期土地覆盖数据,进行植被覆盖度（FVC）估算及其变化趋势模拟、多期土地利用转移矩阵分析,探讨中梁山地区植被覆盖度动态变化特征、土地利用的时空变化特征以及土地利用和地形同植被覆盖度间的响应机制。研究结果表明:中梁山76.69%的区域为植被改善区,退化区面积占总面积的10.12%,存在明显的改善趋势,生态情况得到良好恢复;人类活动对中梁山区域影响方式主要表现为耕地向林地和建设用地转化的特点;植被生长趋势的空间异质性与坡度有关,坡陡区植被改善面积约为退化面积的14倍,缓坡区仅为7倍;植被退化现象受人览活动的影响较大,而人类晃动对植被改善影响较小,植被改善主要与植物的自然生长演替有关。