2000—2019年中国西北地区植被覆盖变化及其影响因子

中国西北地区土地荒漠化问题严重,生态环境脆弱。厘清该地区植被覆盖时空变化特征及影响因子,对生态环境保护具有重要意义。基于MOD13A3数据,通过最大值合成法处理获得2000—2019年归一化差值植被指数（Normalized Difference Vegetation Index,NDVI）时序数据,采用趋势分析、Hurst指数法及地理探测器对研究区植被覆盖的时空变化特征及影响因子进行分析。结果表明：（1）2000—2019年,研究区植被覆盖整体呈增长趋势,NDVI年增长速率为0.0027（P<0.05）,均值为0.252。空间分区年增长速率有差异,黄河流域片区（0.0062）>半干旱草原片区（0.0026）>内陆干旱片区（0.0018）。（2）研究区植被覆盖呈增长趋势的面积占55.77%,退化区域占3.76%,增长的土地利用类型以耕、林、草地为主。植被覆盖变化趋势具有持续性的区域面积占总面积的31.87%,其中持续性改善面积（17.04%）大于持续性退化面积（1.27%）,黄河流域片区增长情况及持续性增长情况最优。（3）影响植被覆盖空间分布的主要因子按影响力依次为降水、气温、日照、相对湿度,但对各分区的影响程度略有差异。黄河流域片区、内陆干旱片区空间分布受降水影响最大,半干旱草原区受日照影响最大。（4）研究区植被覆盖变化以自然因子与人类活动共同驱动为主,自然因子对植被生长的促进作用大于人类活动,且自然因子对植被覆盖变化的贡献率更高。本研究结果可为评估气候变化背景下西北地区生态环境变化提供参考。     

温度植被干旱指数（TVDI）在草原干旱监测中的应用研究

以内蒙古锡林郭勒盟地区为研究对象,选取2010年研究区旱情发生显著变化的9、10月份的MODIS植被指数和陆地表面温度数据,构建草原地区NDVI-LST和EVI-LST特征空间,进而由此构建了草原地区的温度植被干旱指数（TVDI）,并结合当地气象数据和野外同步实地测量得到的土壤含水量数据对该指数进行定量验证。结果表明：（1）基于EVI-TS特征空间构建的TVDI,同样适用于旱情研究;且在研究区植被覆盖度不高的条件下,基于NDVI-TS特征空间的TVDI更适用于干旱监测;（2）构建的NDVI-TS和EVI-TS特征空间,其散点图符合三角形的关系,与前人研究成果相符;（3）TVDI可以很好地反映研究区的旱情变化情况,可以对研究区进行旱情动态监测;（4）基于NDVI-TS及EVI-TS空间构建的TVDI均与实地同步野外采集的土壤含水量数据结果显著负相关。且通过对基于TVDI的干旱监测结果与研究区实际情况对比分析发现,两者在旱区分布范围、旱情强度等级、干旱发展进程等方面基本吻合,说明TVDI可以在时间上很好监测旱情变化,TVDI可以用来评价草原干旱状况。     

2000~2014年黑龙江流域（中国）植被覆盖时空变化及其对气候变化的响应

采用MODIS/NDVI数据,利用Theil-Sen Median 趋势分析、Mann-Kendall 以及Hurst指数方法分析2000~2014年黑龙江流域（中国）植被的时空变化特征、植被变化发展趋势及可持续性特征;应用相关分析法研究了气候变化对植被生长的影响。结果表明,2000~2014年黑龙江流域（中国）植被NDVI指数呈缓慢增加趋势,山区植被覆盖增加显著,东北部平原区植被覆盖持续退化,总体上植被覆盖持续改善能力较弱。植被NDVI对气候响应的季节差异显著,且不同类型植被对气候因子的响应不一致：春季植被NDVI主要受温度影响,夏季植被NDVI主要受降水量影响,秋季林地NDVI与温度正相关、草地NDVI与降雨量正相关。     

ERS-2 PRI去噪评价及其在土地利用/覆盖分类中的应用

雷达成像原理和回波信号处理的特殊性,使得斑点噪声是雷达数据所固有的。斑点噪声滤除是雷达数据分析、处理不可或缺的工作。针对ERS-2 PRI产品,分别基于传统方法、模型方法、局域统计自适应滤波法和几何滤波法进行滤噪处理及其去噪质量评价,发现几何滤波的Gamma MAP消除雷达噪声效果最佳,并基于去噪后的多时相数据进行土地利用/覆盖分类。     

足迹家族的改进及其在新疆生态文明建设评价中的应用

为了更好地评价和推进生态文明建设,改进足迹家族并构建生态文明建设评价指标体系,以新疆为例进行试评估。结果表明：1990-2013年新疆的生态文明建设属中等水平。其中,生态压力一直处于低水平;温室气体由低排放升为高排放;水资源从中等压力升至高压力;社会发展由低水平上升至中等。空间上,2013年克孜勒苏州、阿勒泰地区、巴音郭楞州和伊犁直属县市的生态文明建设水平高,博尔塔拉州、塔城、喀什、和田及阿克苏等地区为中等水平,乌鲁木齐市、克拉玛依市、吐鲁番地区、哈密地区和昌吉州的水平低。研究表明,制约新疆生态 文明建设的主要因子是温室气体排放高和水资源压力大,节能减排和节水是今后需要努力的方向。     

生态风险灰色评价模型及其在绿洲盐渍化农田生态系统中的应用

生态风险评价(ERA)是风险论与生态学、环境科学、地学等多学科相互交叉的新兴边缘学科.关于生态风险的定量评价和综合研究是目前国际上一个热点问题.文章在探讨生态风险评价的内涵和可操作性的基础上,试图就单个风险源给出一种实用的风险评价方法--盐渍化土壤的盐渍风险评价.将灰色系统理论应用于风险评价,构建了实用的生态风险评价模型,并对具体实例进行了计算分析.计算结果表明:在绿洲地区所选取的25个样区中,土地盐渍化风险很大的占8%,风险较大的占20%,风险一般的占44%,风险小的占28%,其中生态风险很大或较大者属土地盐渍化治理的重点地区.文中结果可作为绿洲农田系统盐渍化风险防范与化解的定量依据.     

新疆地形复杂度的空间格局及地理特征

地形复杂度（TCI）是区域地表外在形态结构的数字化表达,既可表征坡面单元的多样性及其组合形式的复杂性,也可映射地球内外营力在地表留下“烙印”的过程,其客观描述和定量表达可为地表形态定义、刻画及分异等地形地貌理论研究提供重要依据。新疆独特的山盆地貌结构为地貌学研究提供了理想的场所。本文基于“倒金字塔滤网系统”逐步筛选微观和宏观坡面因子并确定权重进而构建地形复杂度模型;运用均值变点法确定新疆地形复杂度的最佳窗口,分析不同地貌单元地形复杂度的空间异质性,进一步探究不同营力作用对地表复杂程度的贡献。结果显示：① 地形复杂度模型综合相关性分析、聚类分析、变异系数法与主成分分析等方法对地形因子进行客观筛选与科学组合,使其具有全面客观性及独立有效性。② 地形复杂度以ASTER GDEM数据（30 m）为基础,得到最佳窗口（14×14）下全疆TCI介于0.13~46.36。山地与盆地相同地貌类型TCI面积占比峰值相近,不同地貌类型可比较其斜率、偏度及峰度得以区分。在经纬向上能更好的刻画出独立山峰及深切峡谷等局部地形分异,TCI≈1可作为平原与山地地貌单元之间的分界值。在高程分区下TCI>2时为各山系（山群）震荡高程区起始处,山麓处TCI曲线差异显著。③ 地形复杂度能较好的体现不同外营力在地表留下的痕迹,一定程度上也可表征外营力对不同成因地貌类型的贡献度。本研究对新疆地形地貌的形态特征和形成原因等方面提供理论依据和科学方法,可为地形地貌研究、生态环境影响以及区域发展评价提供实践指导。     

中国西北地区植被覆盖变化驱动因子分析

利用GIMMS/NDVI数据分析了中国西北地区1982-2006年植被覆盖时空变化特征及其驱动因子。近25 a来,中国西北地区年均植被NDVI增速为0.5%/10 a,并存在明显的空间差异。天山、阿尔泰山、祁连山、青海的中东部等地区植被NDVI显著增加;青海南部地区、陕西和宁夏交界地区、甘肃的部分地区以及新疆的塔里木盆地、吐鲁番、塔里木河、托里等地区植被NDVI下降。从不同植被类型来看:林地、草地和耕地的年均NDVI都在提高。研究表明:中国西北地区植被NDVI变化是各种自然和人为影响因素综合作用的结果。自然植被(林地等)变化更大程度上反映了气候变化对植被的影响,而人工植被(耕地等)变化更多体现的是人类活动的作用。不同高程、坡度、坡向上的植被NDVI变化存在较大差异,当海拔超过4 000 m时,植被NDVI增加趋势很小;坡度低于25°的坡地植被NDVI增加主要是由于近年来的植被建设;阳坡植被变化比阴坡活跃,植被改善趋势较强。植被NDVI与气温、降水的年际变化整体上都呈弱的正相关,温度上升使蒸发量增大,促进了土壤的干化,不利于植被生长,并且灌溉农业区的河水灌溉会降低农业植被NDVI和降水的相关程度。农业生产水平和植被生态建设等人类活动对西北地区植被NDVI增加起重要作用。     

新疆植被覆盖度趋势演变实验性分析

基于MODIS-NDVI数据,提取新疆2005-2015年植被覆盖度（FVC）。通过依据海拔和植被覆盖度的指标划分出山地、绿洲、平原、荒漠等11个子系统。通过斜率、变异系数、线性回归模型等方法来对全疆和不同生态分区的现状和未来发展趋势进行分析,并用BP人工神经网络来预测新疆2016-2020年的植被覆盖度的时空变化和分析2005-2020年时空动态变化趋势。主要结论为：① 新疆植被覆盖度总体为上升趋势,从西北向东南逐渐下降;山地呈逐年上升趋势,荒漠呈不显著退化趋势。植被覆盖度的变化主要是由降水量的变化引起;② 在整个新疆的荒漠和绿洲边缘构成了一个“绿洲—荒漠改善过渡带”,绿洲呈明显的改善趋势;③ 2009年是研究期内多数分区植被覆盖度的历史最低点;④ 在山脉的冰川积雪、湖泊周围的变异性很大,范围在150%~316%之间,这主要是由于气候变化、冰川消融和湖泊水位的波动变化所致;⑤ 北疆生态明显好于东疆与南疆,其绿洲区域呈现明显的改善趋势。伊犁地区的植被覆盖度相比于其他3个分区的变幅很大,山地区域呈明显的逐年退化趋势。伊犁地区植被覆盖度的局部最低点是在2008年,比其他分区的2009年提前了一年,相应的存在“实时”（伊犁）和“滞后”（东疆、南疆和北疆）的效应,主要是由于降水量和气温的变化所致。     

2001—2018年黄土高原植被覆盖人为影响时空演变及归因分析

基于2001—2018年的MODIS-NDVI和MODIS-LST以及土地利用、交通、人口等多种人文社会数据,通过温度植被干旱指数反映黄土高原土壤水分状况,利用残差法剔除土壤水分得到植被覆盖变化的人为影响,辅以趋势分析、Hurst指数、地理探测器等方法探讨了黄土高原植被覆盖的人为影响变化特征、未来变化趋势以及人为影响的...     

生态建设背景下陕西省植被覆盖时空变化及其影响因素研究

为了逆转近年来生态退化趋势,中国实施了一系列国家级生态建设项目,植被恢复是其核心目标。基于MODIS NDVI数据产品、气象站点观测数据及统计年鉴等资料,分析了2002—2016年陕西省植被覆盖时空变化,并采用面板数据固定效应模型进行了归因研究。结果表明:(1)实施退耕还林及天然林保护工程以后,陕西省植被覆盖状况总体呈改善趋势,但存在明显的时间波动与空间差异。(2)生态建设项目对陕西省植被恢复产生了显著正向影响,且存在时滞效应;造林率增加1个百分点,3 a后各县NDVI值将平均增加0.012 3(p<0.01),等同于年降水量增加56 mm的作用。(3)降水、气温的提高对陕西省植被恢复产生了显著正向影响,而人口与经济增长则产生了显著负向影响。因此,陕西省应继续加大生态建设项目投资力度,并加强监督与监测评价;积极推行生态移民政策,缓解人类活动带来的生态压力;调整经济结构、转变经济增长方式,摒弃消耗资源牺牲环境的粗放型发展模式。     

区域农业产业化发展评估指标体系的构建与应用——基于新疆兵团的实证分析

 农业产业化评价指标体系是评估区域农业产业化发展水平的重要依据。从农业产业化发展的本质内涵出发,从农业生产、农产品加工、农产品销售和利益联结状况4个方面出发,构建了兵团农业产业化评价指标体系,并运用因子分析法,对其2005-2009年间农业产业化发展水平进行了实证分析。结果表明：2005-2009年间,兵团农业产业化整体上保持了逐年发展的态势,但是对农业产业化发展公因子的分析结果表明,农业生产规模指标与农业产业化发展水平弱相关,表明兵团农业产业化的发展更多的是依靠生产规模以外的因素;农业产业化利益联结因子系数为负值,表明现行利益联结机制不利于兵团农业产业化的发展。基于上述研究结论,给出了进一步促进兵团农业产业化发展的对策建议。     

双核型空间结构模式及其在世界地理研究中的应用

作者在我国沿海和沿江地区的空间结构进行深入研究的基础上,发现了一种新的空间结构模式,即双核型空间结构模式。本文在对这一模式进行理论分析的基础上,初步探讨也该模式在世界地理研究中的应用：①指出全球最大的双核结构由全球最大的港口城市鹿特丹和全球最大的内河港口城市杜伊斯堡所组成;②作为推动美国区域经济发展的最重要的一个轴线－“美国经济地理横轴”,是一由芝加哥和纽约组成的双核结构;③新旧首都构成一特殊的双     

毛乌素沙地东南缘植被NDVI时空变化及其对气候因子的响应

了解植被生长对气候变化的响应是厘清生态系统动态关系的重点。基于1990—2018年气象数据和归一化植被指数（NDVI）,应用偏相关分析与地理探测器等方法,分析了在生长季,毛乌素沙地东南缘不同类型植被年均NDVI的变化趋势,探讨了年均气温与年总降水量对各类型植被的影响。结果表明：（1） 1990—2018年生长季研究区植被年均NDVI显著与极显著增加面积达97.9%,整体生态环境质量大幅度改善。2005年之前植被年均NDVI增速缓慢,此后以0.011·a^-1的速率发生了突变增加,其中灌丛类植被年均NDVI增长幅度最大。（2） 2000年为年总降水量与年均气温的趋势突变点,突变前年总降水量以-5.510 mm·a^-1的速率减少,此后以5.541 mm·a^-1的速率增加,且主要依赖于大雨雨量的增加;年均高温与年均低温在突变前上升速率分别为0.122 ℃·a^-1与0.230 ℃·a^-1,突变后,年均高温下降速率为-0.014 ℃·a^-1,而年均低温上升速率为0.022 ℃·a^-1。（3） 在植被年均NDVI缓慢增长阶段（1990—2005年）,年均低温对植被影响较大,与不同类型植被年均NDVI多呈显著正相关;在植被年均NDVI快速增长阶段（2006—2018年）,年总降水量与不同类型植被年均NDVI呈显著正相关,大降雨事件的频发使得降水量对于植被的生长起主导作用。年总降水量与年均气温尤其是年均低温的交互作用是促进植被生长的关键。     

三江源区MODIS植被指数时空分布特征

利用16天合成的250m分辨率的MODIS数据,对三江源区NDVI和EVI植被指数时空分布特征进行了系统性的研究。结果表明：NDVI和EVI空间分布呈现出由东南向西北逐步下降的趋势。植被指数随季节呈现出规律变化,最高值出现在8月。不同海拔高度两种植被指数对植被覆盖情况的指示作用比较一致。植被类型的NDVI与EVI的差异...     

Rural sustainability under threat in Zimbabwe – Simulation of future land use/cover changes in the Bindura district based on the Markov-cellular automata model

Spatially explicit land use/cover models are indispensable for sustainable rural land use planning, particularly in southern African countries that are experiencing rapid land use/cover changes. Using Zimbabwe as an example, we simulated future land use/cover changes up to 2030 based on a Markov-cellular automata model that integrates Markovian transition probabilities computed from satellite-derived land use/cover maps and a cellular automata spatial filter. A multicriteria evaluation (MCE) procedure was used to generate transition potential maps from biophysical and socioeconomic data. Dynamic adjustments of transition probabilities and transition potential map thresholds were implemented in the Markov-cellular automata model through a multi-objective land allocation (MOLA) procedure. Using the normalised transition probabilities, the Markov-cellular automata model simulated future land use/cover changes (up to 2030) under the 2000 calibration scenario, predicting a continuing downward trend in woodland areas and an upward trend in bareland areas. Future land use/cover simulations indicated that if the current land use/cover trends continue in the study area without holistic sustainable development measures, severe land degradation will ensue.