青藏高原植被覆盖变化的地域分异特征

植被的空间分布及其变化都具有明显的地域分异特征。本研究以1981-2006年间的GIMMS/NDVI产品为主要数据源,在地理信息系统技术的支持下,分别从植被空间分布、植被波动和植被变化等方面,探讨了青藏高原植被覆盖变化的水平地域分异特征。研究结果显示,1981-2006年间,雅鲁藏布江河谷区、错那县和墨脱县的西北部、柴达木盆地南缘、三江源地区的顶端和青海南山北麓等区域地表植被年际波动较大。反映区域植被盖度时间变化趋势的SLOPE值以及植被盖度,具有从南部、东南部向北、西北部"下降—上升—不变"的规律。植被盖度下降显著的区域主要分布在喜马拉雅山南麓和青海湖南部,其次是三江源中南部地区;植被没有明显变化的区域主要分布在藏北高原和柴达木盆地。植被指数显著上升的区域集中在雅鲁藏布江河谷区,植被指数明显上升区域主要分布在人迹罕至的唐古拉山和念青唐古拉山等山间盆地区,轻微上升的区域分散在明显改善区的周围。依据SLOPE值的空间分异特征将整个高原划分为4个一级区:帕米尔高原植被指数上升区、藏北高原—阿里高原—柴达木盆地植被指数稳定区、高原中部—雅鲁藏布江中上游河谷植被指数上升区和三江源—横断山区植被指数下降区。     

岷江上游干旱河谷灌丛研究

岷江上游干旱河谷灌丛现代植物区系的基本特征是温带分布属占优势而含有较多的热带分布属,以及拥有许多古地中海残遗种和本地特有种,其与古地中海在时间上、与现代中亚(草原和荒漠)在空间上有着渊缘联系,热带属的种与温带荒漠、草原种在此巧妙地聚集和组合是干旱河谷的特有现象,它可能是古地中海植物区系的延续和残遗的反映,在某种意义上可能是历史植物区系的"活化石"。幽深而封闭的峡谷地貌和青藏高原亚热带山地半干旱的暖温气候,以及干燥而贫瘠的山地(碱性)灰褐土是干旱河谷灌丛生境的基本特征。土壤湿度(水分相对含量)和肥力(有机质相对含量)的梯度分析,显示出半干旱-半贫瘠的土壤为其代表性的也是主要的生境类型。一种既无乔木群落(森林)又无草本群落(草原或草甸),而仅有矮灌木和半灌木占优势的灌木群落(矮灌丛),盖满了干旱河谷沿岸干燥山坡的荒凉景观,是岷江上游干旱河谷自然植被的现状概貌和基本特征。干旱河谷灌丛形成于特定的生态环境和地质历史的时空中,是一种处于森林与草原之间的而近似于草原灌丛的隐域性(非地带性或超地带性)植被。其含有的众多中亚荒漠、草原种,在干旱河谷多为中生或中生耐旱特性。因此,干旱河谷灌丛不是草原也更不是荒漠,而是中国-喜马拉雅地区夏雨性的冬旱灌丛(群系纲),它与地中海型气候的冬雨性夏旱灌丛(群系纲:如地中海的Macehia和北美洲的Chaparral等)同属于干旱(季节性)灌丛植被型的两个群系纲(Formation class)。从干旱河谷灌丛数量分析的样地相关性半矩阵中,析出的具有三角形网眼的灌丛之群系关联网(Relative net)和群系之样地关联网,显示了灌丛核心群系和群系的典型样地在关联网中的相关位置。干旱河谷灌丛沿着地质历史的长河在地貌形成与演化过程中,大约在上新世(或许更早)青藏高原尚处于夷平面发育时期,早先的干热性古植被(森林草原)中,就可能已经孕育着干旱河谷灌丛的雏型,至少与邻近的横断山区干旱河谷及中亚的荒漠、草原区(或泛、古地中海区)拥有许多共有种,继而在整个第四纪中不断发展和逐渐形成。在全新世最新的深切河谷中生存着第三纪古老植被的残遗类型和衍生后裔,是现代干旱河谷灌丛起源古老的历史性反映和植被现状的基本特征,它应该是一种原生性的植被(或顶极群落)。建立封山、禁止放牧和樵采以及保护自然植被的有效管理机制,综合开发干旱河谷自然环境中水、热优势资源的直接和间接的多种效益,是岷江上游干旱河谷保护和建设生态环境与发展区域经济的基本途径。岷江上游干旱河谷灌丛拥有十分特殊的古老植物区系和非常稀有的原始植被类型,在有限的地域内保存着古地中海植物区系的残遗成分和衍生后裔,在广阔的湿润森林地带的特定环境中生存着典型的冬旱灌丛,这些都是十分宝贵而稀有的自然遗产,对于研究我国西部的历史植物区系和自然地理,以及保护和建设现代生态环境和区域经济,都有着非常宝贵的科学价值和十分重要的现实意义。因此,特建议在岷江上游干旱河谷划出一定的面积建立自然保护区。保护地段可选设在杂谷脑河的甘堡至龙溪地区(包括主要支流的一部分河段)和岷江干流的飞虹桥至黑水河的沙坝(干旱中心)地区。     

1992—2020年横断山区植被分布与植被活动变化

横断山区位于青藏高原东缘和多条重要江河的上游,是全球生物多样性最丰富的地区和生态保护的优先区域之一,区域植被对维系区域生态安全和可持续发展起着十分重要的作用。20世纪90年代以来,中国在横断山区实施了多项重大生态恢复和建设工程,但囿于资料和调查不足,对于横断山区全域性、长时段的植被变化及其与海拔关系研究相对较少。鉴此,本文结合使用1992—2020年间多种基于卫星遥感资料生产的土地覆被数据和2000—2020年间MODIS的归一化植被指数（NDVI）数据,采用转移矩阵、Theil-Sen Median趋势分析与偏相关分析等方法研究不同植被类型转换、植被覆被面积与平均海拔变化关系以及植被活动的时空变化趋势,并分析时空变化的主要影响因素。结果表明：① 横断山区分布最广泛的植被类型是常绿针叶林与灌丛—草地镶嵌类型。植被发生变化的区域集中分布在河谷和南部低海拔区域,草地多向森林特别是常绿针叶林转换,植被覆被逐渐向好。这表明封山育林、植树造林、退耕还林等生态保护政策起到重要积极作用。时间序列数据显示,植被覆被面积变化剧烈的时期往往处在政策实施的起始阶段。② 植被活动整体呈现增强趋势。在植被类型未变化的区域中,75%以上区域植被活动增强,其中超20%的区域显著增强（P < 0.05）,且森林植被活动增强趋势大于草地。③ 对植被活动影响较大的环境因子主要是气候变化和地形条件。尽管大部分区域植被活动受气候变暖影响而增强,但在干热河谷的植被活动明显受到降水减少的限制。有近1/4面积的植被活动在减弱,主要分布在山地东坡或南坡,或与降水较多、山高坡陡而造成滑坡、泥石流等自然灾害有关。这些发现可为横断山区生态保护政策效益评估、自然灾害综合风险评估和未来气候变化影响下的植被变化预测提供参考。     

元谋干热河谷冲沟区植被对微地形的响应

微地形是影响植被分布格局及多样性的重要因素。在元谋干热河谷冲沟区采集了1 236组"土壤-坡度-坡向-植被盖度-物种多样性"数据,运用统计学方法研究了坡度和坡向这两个地形因子对干热河谷植被盖度及其多样性的影响。结果表明:在元谋干热河谷冲沟区,植被盖度呈现出随坡度增大而减小的趋势,变性土区域活跃性冲沟坡面上有无植被生长的临界坡度是50°,而燥红土区域稳定性冲沟的临界坡度为65°;受人类活动影响强烈的沟坡区植被生长的临界坡度是45°,影响较轻微的近自然状态沟坡区的临界坡度是65°;植被盖度分布和植被种类的优势方向同为东北向,平均盖度为40%,西北向为28%,西南为20%,东南为21%;植被种类东北向平均为1.8,西北向为1.4.西南向为1.0,东南向为0.5。研究元谋干热河谷典型立地条件下植被对冲沟微地形条件的响应,可以为本区生态恢复提供科学指导。     

三江并流区干热河谷成因新探析

干热河谷是青藏高原周边及三江并流区引人注目的、较为独特的地生态现象。干热河谷是构造-地貌-古生态效应、环流-季风-“狭管”效应、地形波-局地环流-降水-焚风效应、植被-土地利用-人类活动干扰效应等综合作用而形成的原生性的地生态现象。早第三纪时,三江并流区是斜贯我国广阔干旱气候带的组成部分。随着青藏高原的隆起和西南季风的形成演化,逐渐向暖湿性的亚热带气候和植被演化,进入上新世末-更新世以后,纵向岭谷地貌形成,大江大河溯源侵蚀,河谷深切,在深切河谷下部逐步形成与其纬度位置相当的干旱半干旱生态景观,从古生态上实现了某种意义上的“返祖”现象。冬半年本区受西风南支急流控制形成干季,夏半年受西南季风控制,尽管带来大量水汽,但受特殊地貌格局影响,在本区形成金沙江河谷等四个少雨区,部分气流沿狭窄平直河谷急速北流一路无阻,水汽被输送到北部地势增高之处形成地形降雨。纵向排列的岭谷地形波,形成明显的降水波状起伏分布曲线,气流越过山岭后下沉气流带来“焚风”效应,形成干热河谷。人类活动叠加在原已生态脆弱的干热河谷生态系统之上,社会经济发展使其土地利用强度加剧、植被减少、水土流失严重等,促使生态环境进一步朝干热化方向发展。因而,干热河谷形成有着其地史、大气环流、季风、大地貌及地形波效应、植被抗逆性差等自然要素的综合作用,并叠加了人类的干扰,是局地地-气-水-生-人交互作用及耦合效应的综合产物。     

元谋干热河谷近50年分季节降水变化的DFA分析

运用消除趋势波动分析法(DFA)分析元谋干热河谷1956～2006年分季节降水量变化趋势,对1978～2006年进行滑移分析.结果表明,元谋干热河谷分季节降水量时间序列至少在50 a的尺度上具有微弱的Hurst效应:夏、冬季具有较弱的长期持续性及较强的随机性,春、秋季具有较弱的反持续性.植被生物量和盖度的年际和季节变化所引起的下垫面性质改变,是干热河谷分季节降水量变化的重要原因.元谋干热河谷降水量的变化对当地植被恢复和农业生产活动等具有较强的指导意义.     

西藏日喀则江当及其毗邻地区植被组成特点

西藏河谷风沙地貌最为发育的日喀则宽谷段及其毗邻山地植被的植物区系组成表现为日益旱化和寒化过程中发生的温性中旱生、旱中生植物为主,带有北温带区系成份性质。由于区系发展的时间短,属的分化显得微弱,形成许多寡种、属的科。其植被受基质及水热条件再分配的影响表现为明显的垂直性分异。以上述分析为基础,砂生槐等为主的河谷沙地植被的特点得以重点讨论。     

横断山区干旱河谷植被类型

横断山区干旱河谷植被,按植物群落的生态外貌、种类组成与结构特点,可分为4个类型(即:稀树灌木草丛,肉质刺灌丛,扭曲云南松疏林,小叶刺灌丛)15个群落。按干旱河谷的区域分异、水热状况、山地植被垂直带和利用方向,将本区干旱河谷分为4个类型(即:干热、干暖、干温、干凉)7个区。     

岷江干旱河谷植被分类及其主要类型

沿岷江干旱河谷(流域-海拔梯度)剖面线设置“U”形样带3条，对植被和环境因子进行了调查，就岷江干旱河谷调查的48个样方，151个物种创建样地一物种数据库，应用TWINSPAN植被数量分类方法进行分类，并根据中国植被的分类原则和调查的样地物种组成特征，对数量分类的结果进行适度调整，建立了岷江干旱河谷地区植被(生态系统)分类系统。将岷江干旱河谷的植被划分为11个群系，18个群丛，均为灌丛单一类型。11个群系分别为：绣线菊灌丛、小花滇紫草灌丛、黄花亚菊灌丛、莸灌丛、驼绒藜灌丛、小马鞍羊蹄甲-白刺花灌丛、瑞香灌丛、西南野丁香灌丛、檀子栎灌丛、金花小檗-忍冬灌丛、华帚菊-小黄素馨灌丛。     

基于MODIS/EVI的内蒙古高原西部植被变化

内蒙古高原西部生态环境脆弱,是全球变化的敏感地带.为了解该区域植被覆盖的时空动态变化,根据2000—2012年MODIS/EVI影像,使用趋势分析和标准差分析方法,研究了近13年内蒙古高原西部植被生长状况及其空间格局动态变化.同时,根据《1:100万植被类型图》把研究区分为荒漠区、草原区、草甸区和灌丛区,以研究不同植被类型下的EVI变化情况.结果显示:内蒙古高原西部植被覆盖退化面积大于改善面积;植被退化区主要分布在内蒙古农牧交错带北部边缘,包含乌兰察布、呼和浩特、包头等市及大通河、疏勒河、黑河等河谷地带;植被增加区域分布在河西地区、河套地区和阿巴嘎旗附近;研究区植被稳定性存在明显的地域差异,波动较高的区域位于阴山南部、祁连山南北和阿巴嘎旗,与植被覆盖退化或者增加的区域基本吻合;仅荒漠区植被覆盖水平上升,草甸、草原区植被覆盖退化严重.     

蒋家沟干热河谷区灌草层植被与土壤的养分分布及生态化学计量特征

蒋家沟干热河谷区泥石流与滑坡灾害频发、植被枯败稀疏、土壤结构紊乱、生态环境脆弱,是金沙江上游生态严重退化的典型流域。植被和土壤在退化生态系统修复和治理中扮演着至关重要的角色。对该流域植被与土壤的研究,多侧重从单一物种或土壤酶活性等角度分析植被与土壤的养分耦合关系,缺少对灌草层植物体养分含量与土壤养分含量的耦合机制研究,即植被-土壤耦合机制机理尚不明确。本文选取蒋家沟干热河谷区典型灌草层植被,研究碳(C)、氮(N)、磷(P)、钾(K)元素在植被地上、根系和土壤的养分分布和生态化学计量特征及其相关性。结果显示：(1)与全国陆地植物平均水平相比,干热河谷区灌草层植被地上和根系表现出低C,高N、P、K的特点;土壤表现出低C高P的特点。(2)植被地上部分的C、N、P、K含量均显著高于根系,C、N、P含量均显著高于土壤;土壤K含量(56.05 g/kg)显著高于植被地上(18.43 g/kg)和根系(8.41 g/kg);除P∶K外(地上0.10>根系0.09>土壤0.01),其余5种化学计量比均表现为根系>地上>土壤。(3)灌草层植被地上、根系N、P、K含量及生态化学计量...     

元谋干热河谷土地荒漠化的人为影响

干热河谷是我国西南地区独特的生态类型，这里气候炎热，植被稀疏；生态环境脆弱，土地荒漠化比较严重．分析了人类活动对元谋干热河谷区土地荒漠化的影响．     

巴基斯坦干旱特征及其风险评估

干旱深刻影响着巴基斯坦的水资源、粮食产量和社会经济格局,分析当地的干旱特征及其风险对其社会发展具有重要意义,但当前鲜有学者从长期视角分析整个巴基斯坦的干旱特征或评估该地区的干旱灾害风险。通过采用1982—2013年第三代归一化植被指数(Global inventory mod-elling and mapping studies normalized difference vegetation index,GIMMS NDVI3g)数据集构建植被状态指数(Vegetation condition index,VCI),分析了32 a巴基斯坦干旱范围和频率;采用由干旱频率、牲畜、土壤、作物、灌溉面积等资料表征的危险性、脆弱性、暴露度和防灾减灾能力对巴基斯坦干旱风险进行了评估。结果表明:(1)研究时段内,各月多年平均干旱范围存在差异,1月和9—12月干旱范围较大(面积比例大于40%);5—8月干旱范围较小(面积比例小于30%);5—6月受升温和降水减少影响,干旱面积有上升趋势。(2)研究区5—8月干旱频率较低,西部山区林地、草地9月干旱频率较高,东部平原1月和9—12月干旱频率较高。(3)巴基斯坦干旱风险空间格局主要由干旱频率、作物产量、大牲畜比例、土壤持水能力决定,其中干旱频率对区域干旱风险的影响最大。在牲畜比例和土壤持水性的分别作用下,巴基斯坦北部山区向平原过渡的地带和东南部自然植被覆盖地区干旱风险较高;受灌溉影响,地形平坦的河谷地区干旱风险较低;北部山区自然植被覆盖度高,干旱风险也较低。研究结果有益于巴基斯坦灾害风险管理。     

元谋干热河谷区降水异常灰色灾变预测

无谋干热河谷区气候炎热干燥、植被稀疏、生态环境脆弱。本文利用灰色系统灾变理论预测该区降水异常值的出现年份，对农、林业生产及植被恢复具有参考和指导意义。     

雅江河谷中段典型防沙治沙生态工程对沙地持水性能的改良效应

雅鲁藏布江河谷中段是西藏自治区社会经济文化政治的中心区域,严重风沙灾害对雅江中段区域经济发展构成了直接威胁.雅江河谷实施的一系列防沙治沙生态工程对减轻河谷地区的风沙灾害起到了显著作用.然而,对高寒地区生态工程实施引起的沙地土壤持水性能改良效应仍然缺乏定量认知.本研究选择雅江河谷4种典型植被类型(藏沙蒿、花棒、砂生槐、杨...     

基于SPOT NDVI的祁连山草地植被覆盖时变化趋势分析

基于RS、GIS技术和SPOT VGT-NDVI数据,运用累积平均法、均值法、趋势线分析法和影像差异法,分析了祁连山草地植被覆盖在时问和空间上的变化特征,并用Hurst指数动态预测祁连山草地植被覆盖未来变化趋势.结果表明:①1999-2007年祁连山草地植被NDVI呈缓慢增加趋势.典型草原和平原草地植被年均NDVIv和生长期NDVIg增加速率高于高寒草甸草地和沙漠草地.祁连山草地植被NDVI增加和减少的面积分别为69776 km2和15928 km2,植被NDVI增加的区域分布在冷龙岭、拉脊山、大通山、达坂山、青海南山、走廊南山、托来山、托来南山等地区,减少的区域分布在乌鞘岭、大通河、石羊河、黑河、北大河、疏勒河等河流河谷以及青海湖周边地区.②祁连山草地植被NDVI年内月和旬变化曲线均呈单峰型.③冷龙岭、宗务隆山、青海南山、镜铁山、拉脊山、乌鞘岭、大通河、黑河、北大河、疏勒河等河流河谷以及青海湖周边等地区未来草地植被覆盖有改善的趋势:走廊南山、托来山、托来南山、大通山以及湟水、石羊河等河流河谷地区未来草地植被覆盖有退化的趋势.沙漠草地、高寒草甸草地未来有改善的趋势;而典型草原和平原草地未来则有退化的趋势.     

基于RTK-GPS技术的干热河谷冲沟沟头形态特征

采用高精度实时动态差分GPS(以下简称RTK-GPS)技术对干热河谷冲沟进行野外调查,获取36个不同活跃度类型沟头的形态参数,研究不同活跃度类型之间沟头的形态特征差异,并分析集水区、沟床植被盖度与形态特征之间的关系。结果表明:1.沟头不同活跃度类型之间,其跌坎高差、沟床比降差异最为显著,可作为沟头活跃度类型野外判别的主要参考指标;沟壁坡度、宽-深比等的差异较为显著,亦可在一定程度上表征沟头活跃程度。2.沟床植被盖度与各形态特征参数的相关性显著,表明沟床植被盖度可作为形态参数的综合替代性指标。同一活跃度类型的沟头,其跌坎高差、沟床比降等与沟床植被盖度呈极显著负相关关系,说明随着沟床植被盖度的增加(或减小),跌坎高差、沟床比降均呈减小(或增加)趋势。3.集水区植被盖度与各形态特征参数的关系不显著,表明干热河谷集水区植被盖度对沟头发育的贡献有限。     

泥河湾保护区地貌特征与地质灾害

根据泥河湾保护区实地调查,黄土台地、黄土沟梁和河谷地貌是发育在“泥河湾层”及其覆地层上的主要地貌类型,其形态特征和形态测量反映了该区流水地貌的现代演化特征。伴随流水地质作用与地貌演化发生的水土流失、泥石流、崩塌和地面塌陷等地质灾害危及保护区的地层剖面。笔者认为该区域地质灾害是多种致灾因素造成的,其中的主导因素是气候、植被和人为因素,通过控制植被因素可以改变目前的地质环境状况。     

祁连山区植被物候遥感监测与变化趋势

基于1982-2006年GIMMS NDVI时间序列数据,利用Double Logistic拟合方法提取了祁连山区植被的生长季始期、生长季末期和生长季长度参数,分析了植被物候期的时间变化趋势及空间分异特征。结果表明:祁连山植被从东南向西北逐渐变绿,而从西北到东南逐渐变黄,植被生长季呈现出东南地区比西北地区长、河谷地区比高山地区长的特征。25年内植被年生长季始期呈提前趋势,提前幅度为0.044 d·a^-1,年代趋势为延迟-提前-延迟;年生长季末期也呈提前趋势,提前幅度为0.059 d·a^-1,年代趋势为延迟-提前;生长季长度略有缩短,缩短幅度为0.015 d·a^-1,年代趋势为缩短-延长-缩短。25年内祁连山区植被生长季始期、末期提前不明显的区域主要为高山地区,分别占51.46%、42.77%;生长季始期、末期推迟不明显区域主要为河谷地区,分别占44.41%、52.91%;植被生长季高山地区延长不明显,河谷地区缩短不明显,总体上植被物候没有出现明显变化。     

岷江干旱河谷中心地段植被微尺度空间格局特征

微尺度景观格局是景观生态学的一个研究热点.干旱河谷是横断山区一类特殊的生态系统类型,生态脆弱,生态退化潜在风险大.选择四川茂县两河口典型样地干旱河谷微尺度景观格局进行研究.研究表明,样地上分布的景观类型多样,斑块类型有19个,植被景观总斑块达3 383个,以基质分布为主,植被斑块状镶嵌其中,主要以中生性耐旱植物为主,植被覆盖度为42.25％.植被景观类型大部分为豆科类灌丛景观,整个景观由川甘亚菊、刺蓬、瓦松、茂汶韭、狗尾草、小角柱花、侧柏、臭椿、滇柏、卷柏、元宝枫、岷江柏景观斑块控制.植被景观分布特征为,帚菊斑块面积最大且分布均匀,小马鞍羊蹄甲斑块最大且聚集度最高,狗尾草斑块破碎化程度最大,蚊子草斑块多样性程度最大,小角柱花多样性程度最小且分布最散.通过空间自相关性分析,研究区植物分布呈现较高的正相关性和空间聚集性,在尺度2m×2m空间自相关值最大,未来干旱河谷区微尺度空间格局研究尺度在这个尺度较适宜.