黄土高原长武县域植被变化季相趋势及影响因素

黄土高原地区植被生长改善情况已被广泛证实,评价县域季节尺度的植被覆盖变化及影响因素有助于针对性识别植被改善时空效果。本文基于2000-2012年MODIS NDVI数据和Sen+Mann-Kendall模型,对陕西省长武县季相植被覆盖变化趋势的影响因素进行分析,研究结果显示:①2000-2012年长武县的NDVI值呈波动上升趋势,增速为0.064/10a,其中2000-2004年增加最为明显;②长武县植被覆盖总体增加,呈减少趋势区域主要分布在城镇化和工业化快速发展的县城周边;平缓波动趋势区域在空间分布上较集中于北部耕地;③2000-2012年间长武县夏季植被改善情况最为显著;秋季植被改善状况次之;春季改善状况较夏秋弱,北部区域植被覆盖减少像元数增多;④气温和降水的变化促进了植被改善,其中在年际尺度降水为主要影响因素;在季相尺度春季降雨对植被生长具有最显著作用;月际尺度降水的改变对植被生长的影响较小,而气温因素对植被生长的影响较大。不仅退耕还林工程对长武县植被改善有积极影响,农用地撂荒对植被恢复的作用也值得考量。     

伊犁河谷草地植被NDVI变化及其降水敏感性特征

作为西北干旱区的重要绿洲,伊犁河谷草地动态监测及其对降水的敏感性研究,对该区域草地应对气候变化带来的影响和实现可持续发展具有重要意义。基于2000-2010年的MODIS NDVI数据,采用像元尺度的线性回归方法,分析了伊犁河谷草地NDVI的时空变化特征,结合同期遥感降水数据产品,采用相关系数法和降水敏感性指数定量刻画不同类型草地NDVI的降水敏感性及其时空特征。结果表明,2000-2010年伊犁河谷草地植被整体呈显著的退化趋势,NDVI值下降速度为1.5%/10a,其中高寒草地和山地草甸的NDVI下降趋势显著,而改善区主要为温性草原、温性荒漠草原和温性荒漠。随着草地改善程度增加,草地覆被变化的降水敏感性越强,表明降水是草地改善的主因。草地植被的降水敏感性与草地类型、降水的空间分异和年际特征有关。较为稀疏、生产力较低的草地类型(温性草原、温性荒漠和温性荒漠草原)的降水敏感性较强。降水敏感性与河谷降水时空分布有关,主要体现为越干旱的地方草地覆盖对降水的敏感性越高;年际特征上表现为越干旱的年份,草地覆被对降水的敏感性越高。     

黄土高原植被覆盖变化与气候和人类活动的关系

利用黄土高原的SPOT VGT归一化植被指数数据和气象数据,采用Sen+Mann-Kendall分析法、相关分析和残差分析法,对黄土高原1999-2010年植被覆盖的时空变化进行了分析,并探讨了气候变化与人类活动对植被覆盖变化的影响。结果显示:在过去的12年中黄土高原生长季植被NDVI呈现显著的上升趋势,其增加速率为0.1497/a,但各区域之间存在明显的空间差异,黄土高原东部地区植被NDVI生长情况要明显好于西部地区;同时黄土高原植被覆盖与降水有很好的相关性,降水变化是影响植被覆盖变化的主要因素。此外,人类活动对黄土高原植被覆盖变化的建设和破坏作用同时并存,退耕还林还草工程促进了黄土高原植被覆盖的增加,而地区的城市化和工业化进程加速,草原区的超载放牧、乱采乱伐和过度开垦以及能源区的开采开发等现象导致植被NDVI的减少,但正影响要大于负影响,当前在黄土高原进行的退耕还林还草工程开始慢慢凸显出它的生态效应。     

黄土高原植被覆盖变化与气候和人类活动的关系简

利用黄土高原的SPOT VGT归一化植被指数数据和气象数据,采用Sen+Mann-Kendall分析法、相关分析和残差分析法,对黄土高原1999-2010年植被覆盖的时空变化进行了分析,并探讨了气候变化与人类活动对植被覆盖变化的影响。结果显示：在过去的12年中黄土高原生长季植被NDVI呈现显著的上升趋势,其增加速率为0.1497/a,但各区域之间存在明显的空间差异,黄土高原东部地区植被NDVI生长情况要明显好于西部地区;同时黄土高原植被覆盖与降水有很好的相关性,降水变化是影响植被覆盖变化的主要因素。此外,人类活动对黄土高原植被覆盖变化的建设和破坏作用同时并存,退耕还林还草工程促进了黄土高原植被覆盖的增加,而地区的城市化和工业化进程加速,草原区的超载放牧、乱采乱伐和过度开垦以及能源区的开采开发等现象导致植被NDVI的减少,但正影响要大于负影响,当前在黄土高原进行的退耕还林还草工程开始慢慢凸显出它的生态效应。     

青藏公路与铁路沿途1981年～2001年植被覆盖变化

在青藏公路与铁路沿途区域,利用1981年至2001年的8km分辨率PathfinderNOAA/NDVI数据,基于每个象元变化的年植被峰值计算进行了像元水平的线性趋势分析,并运用地理信息系统(GIS)软件研究了区域植被覆盖的空间分布和动态变化特征.主要结论:①在研究区内,反映植被覆盖的NDVI值在空间上呈现出两端高中间低的态势,依次是农作区和森林区＞高寒草甸＞高寒草原＞荒漠草原;②20年间,研究区植被覆盖程度变化总体趋于稳定,覆盖程度呈减少趋势的区域明显高于增加的区域,植被覆盖程度增减因区域而异;植被覆盖程度增加和显著减少地区主要分布在农作区和高寒草甸区,轻微减少地区主要分布在高寒草原和荒漠草原区;③植被覆盖变化程度在拉萨河谷地、湟水谷地和黄河流域等人类活动比较频繁的区域增减趋势比较明显;而在可可西里地区等人类活动比较少的区域变化轻微.     

西部管道工程建设生态保护与植被恢复模式探究

近年来,随着西气东输工程的实施,大量的管道建设扰动地表,造成水土流失和植被破坏,尤其在西部生态脆弱区,植被恢复困难,因此研究和探讨西部管道工程建设的生态保护和植被恢复模式,对保护和维护西部地区生态安全具有十分重要的意义。本文以西部长输管道经过的天山地区山地亚区,河西走廊地区平原亚区,河西走廊地区荒漠戈壁亚区,河西走廊及黄土高原干草原区域等四个区域作为生态恢复典型区域,提出其生态保护和植被恢复模式。     

近12年来黄土高原植被覆盖对年内水热条件的响应

基于1999-2010年SPOT-VEGETATION旬值NDVI数据,通过经改进的时滞偏相关等方法,并结合该地区降水量和气温数据,解释植被覆盖年内变化对气候要素的响应.结果表明: ①年内植被覆盖变化与气温的变化较为一致,气温较降水对年内植被生长影响强烈;②植被覆盖低、降水量小、气温低的地区与降水量的年内相关强,滞后时间集中于0旬~3旬;③植被覆盖与气温的年内相关程度不受降水量与气温空间分布的影响,滞后时间集中于2~3旬与8~9旬;④水热组合较好的植被覆盖高的地区,植被覆盖均对降水量与气温的年内响应敏感,相反则敏感程度降低,气温对黄土高原植被覆盖的年内影响占主导地位,农业生态区与山地森林生态区植被覆盖年内变化主要受气温的影响,降水影响不明显;⑤黄土高原西北部和西南部降水或气温的单独影响不利于植被生长,黄土高原西北部,环境干旱,植被稀疏,其植被覆盖与降水量的年内相关较强,但是植被生长相对于其他地区较为迟缓;黄土高原西部,植被覆盖与气温的年内相关程度相对不明显且迟缓.主要是由于黄土高原西北部和西部,降水或气温远低于黄土高原平均水平,而在单气候因素影响下植被生长会受到抑制造成的.     

祁连山草地植被NDVI变化及其对气温降水的旬响应特征

本文利用SPOT VGT-NDVI数据和旬气温、降水数据,分析了祁连山草地植被NDVI时空变化趋势及其 对气温、降水的旬响应特征。结果表明：①1999年-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NDVI和生长季NDVI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6 9776km²和1 5928km²,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祁连山地区气温变化对草地植被 NDVI的影响强于降水,气温、降水与草地植被NDVI的最大相关性滞后期都为2旬左右。春季和秋季NDVI对气温 和降水响应的滞后期较短,而夏季响应滞后期较长;④气温是影响典型草原生长的主要因素,夏季降水是影响植被 生长期内植被生长的重要因子。温度是高寒草甸草地生长的限制因子,而降水量则是沙漠草地、平原草地的生长 限制因子。     

长期生态学研究引领中国沙区的生态重建与恢复

长期生态学研究揭示了干旱沙区土壤水循环的植被调控机理,解决了降水小于200 mm沙区植被建设的关键技术,提出了生态恢复的技术体系及其应用模式;引领了荒漠生物土壤结皮的研究,探明了人工植被稳定性维持的机理,拓展了荒漠系统生态恢复的生态水文学理论基础,推动了干旱逆境生理生态学的研究,在国内外产生了重要影响,为我国风沙危害治理和沙区生态重建与恢复提供了基础理论和技术支撑。     

黄土高原地区植被覆盖变化的时空差异及未来趋势

利用黄土高原1982年-2006年GIMMS—NDVI数据,以投影寻踪分类评价法、标准差、线性趋势分析和Hurst指数为基础,分析了黄土高原NDVI的变化趋势,并且预测了该研究区植被覆盖变化总体趋势及其空间分异。分析结果表明：①近25年来黄土高原植被覆盖变化波动程度较高,但植被覆盖是向着改善的方向发展的。2002年以后NDVI波动程度总体上在减小,意味着近年来植被覆盖整体情况趋于稳定改善的状态;②近10年黄土高原的Hurst指数的均值为0．7195,数值较高,但存在明显差异,东部的Hurst指数高,西部Hurst指数相对较低;黄土高原地区植被覆盖时间序列主要表现为可持续性,即持续改善或者持续退化。在现有基础上,未来的地表植被覆盖改善区有向北部扩展的趋势;退化区有向南部扩展的趋势;③各种植被类型的Hurst指数除城市外平均值均为0．5〈H〈1,即为可持续性序列。其中,林地可持续性最强,除城市外的其他土地利用次之,草地最弱。     

基于GIS的西藏地区森林火险风险区划

选取降水、最高气温、相对湿度、平均风速、积雪日数和雷暴日数等气象因子;高程、坡度和坡向等地理因子;植被类型和NDVI等植被因子及交通、人口、居住地等社会因子作为森林火险的4个风险因子,采用指标归一法、层次分析法和加权综合评价法对西藏地区森林火险进行了定量评价,按火险等级将全区分为低、较低、中、较高和高等5类风险区,分别占40.2%、38.5%、14.4%、5.1%和1.8%,风险等级呈东高西低、南高北低的地理分布。最后利用2001-2012年火情监测公报的96个火点资料,对风险区划进行了评价对比,不同火险等级区的林火发生概率比为:9.8:5.7:3.0:0.2:0,区划结果能够为西藏森林火险防御规划提供参考。     

黄河源区植被净初级生产力时空变化特征及其对气候要素的响应

以2000-2010年MODIS NPP数据为基础,并结合该区同期气温和降水量数据,采用趋势分析和偏相关分析法研究了黄河源区植被NPP年累积量(aNPP)时空变化特征及影响因素.结果表明: 受水热条件和植被类型分布的地带性规律影响,黄河源区植被aNPP呈由东南向西北逐渐递减趋势.常绿针叶林aNPP最高,高寒草原aNPP最低.2000-2010年黄河源区植被aNPP呈显著增加趋势,线性增长率为3.64gC/(m²·a),其中高寒沼泽、常绿针叶林、高寒草甸和高寒草原aNPP的增长率分别为4.47gC/(m²·a)、4.08gC/(m²·a)、3.61ggC/(m²·a)和3.53gC/(m²·a).植被aNPP显著增加区域占研究区面积的46.67%,并主要分布在黄河源区中下游的河谷地带.植被aNPP显著减少区域仅占研究区面积的0.03%,在空间上呈零星分布.植被aNPP与6-9月平均气温和6-7月降水量呈显著正相关性.植被aNPP与温度呈极显著正相关和显著正相关的区域分别占研究区面积的58.53%和18.36%,并主要分布在黄河源区西部、中部和东南部.植被aNPP与降水量呈极显著正相关和显著正相关的区域分别占研究区面积的3.87%和11.27%,并主要分布在黄河区北部.气候的暖湿化是导致黄河源区植被aNPP增加的主要原因.     

“亚洲水塔”变化对青藏高原生态系统的影响

青藏高原及周边地区作为"亚洲水塔",拥有广大的冰川、冻土和湖泊,是重要的储水区域,为陆地生态系统提供了最基本的水分资源。生态系统赖以生存的水分资源主要来自自然降水,同时温度的改变会通过调节蒸发散而影响土壤湿度,从而影响生态系统过程。文章从生态系统群落组成和结构,植被物候、覆盖度和生产力,以及生态系统水源涵养功能等多个角度,综述近年来水资源变化给青藏高原生态系统带来的影响,旨在深入了解内部机制,为理论研究和环境治理提供参考。在群落组成和结构方面,水分条件改变引起群落盖度和多样性改变,影响草地群落物种的比例及其相对重要性,进而驱动群落演替。在物候方面,增加季前降水使春季物候提前,生长季降水的增加使秋季物候推迟,季前降水同时调节了物候对温度的响应。植被覆盖度和生产力总体态势为变好,但局部变化存在差异,增温和降水的非协调性变化对植被造成复杂的影响,体现在不同地区的生态控制因子存在差异。水源涵养功能是土壤-植被-大气系统相互作用的结果,受到气候、植被、土壤和人类活动等多种因素影响。在未来需要用系统的思想和方式,关注气候要素和植被覆盖变化对水源涵养量的耦合作用,探究各组分的作用效果和强度。     

青海湖北沙柳河镇土壤水与土壤水库研究

根据土壤含水量和粒度测定,对青海湖北侧沙柳河镇附近土壤含水量与土壤水库进行了研究。结果表明：青海湖北侧土壤含水量随着深度的增加而减少,在0.6m深度以下土壤含水量严重不足;该区土壤水库蓄水性非常特殊,上部蓄水量多,下部蓄水量少。该区土壤厚度小,土壤水库容量小,蓄水能力小,干旱年易于发生草原退化。沙柳河镇土壤水集中分布在土壤的上部,初步认为这是该区土层冻结期较长和低温导致蒸发作用较弱决定的,这对该区根系较浅的草原植被的生长发育是非常有利的。在近年降水增多条件下,该区土壤水分能够满足草原植被的生长。该区不适于发展乔灌木植被,适合发展根系短、耗水较少的草原植被。     

黄土高原旱作田土壤水分效应研究

在年降水量450-600mm的黄土高原旱作区，耕作土壤持水性好，渗透性强，具有显著的水分吐纳和调节功能，2m土层内可容纳550-600mm的水分，雨季降水是土壤水分补给的主要源泉，土壤蓄水量的高峰期和低谷期落后于降水的高峰和干旱少雨期。蓄水量低谷期出现在6月中旬，元月上旬前后是蓄水最稳定时期。     

延河流域阔叶林地上生物量遥感监测及空间分布特征分析

黄土高原地区水土流失严重、生态环境恶化,研究其代表区域—延河流域有利于指导植被建设。本文利用2009年生长季的环境减灾小卫星影像,以基于遥感的统计模型法估算了延河流域的阔叶林地上生物量,分析了阔叶林地上生物量与自然、社会条件等方面的相关性,探寻了影响阔叶林地上生物量空间分布的因素。分析结果表明:延河流域阔叶林地上生物量均值为34.45t/hm2,其空间分布特征是南高北低,东西低中部高,其最高值可达209.2t/hm2;气候、地形、植物种类、人为活动四项因子都对生物量的空间分布产生了影响,但制约该地区森林发育的最重要因子还是气候影响中的水分;人类生产生活与阔叶林地上生物量有着相似的分布区域,形成了经济发达地区阔叶林生物量高于欠发达地区的格局,主要原因是当地人为改善环境及国家政策的实施。     

沙棘的生态地理分布及其植物地理学意义

沙棘hippophae rhamnoides subsp．sinensis是分布于我国境内的一个亚种，是沙棘属中的原始类群。沙棘的分布区大体呈西南—东北走向，从西藏东北部起，经黄土高原，直至大兴安岭西南角。本文通过对分布区与各生态因子等量线相似性比较，并结合野外考察，探讨了沙棘对各生态因子的耐性限度、最适值以及限制因子。研究发现，沙棘灌丛不仅有一个比较稳定的分布区，而且受大的气候带的控制，表现出明显的水平地带性规律，其分布与我国的三大地理气候区分异规律相一致，正处在我国三大植被区的过渡地带。因而，沙棘的分布可以作为我国三大植被区分界的一个标志，这打破了以往认为灌丛没有明显水平地带性规律的概念。另外，本文还就沙棘分布区与建立人工沙棘园及我国种植制度区划和植树造林之间的关系进行了讨论。     

乌审旗植被覆盖度动态变化及其与降水量的关系

利用GIMMS（Global Inventory Modelling and Mapping Studies）数据集的8km的AVHRR NDVI（均一化植被指数）数据，分别用年最大NDVI的平均值和年最大NDVI的斜率对1981年～2003年23年间的内蒙古乌审旗植被覆盖度的空间分布及其动态变化进行了分析，并通过比较降水量与年最大NDVI的年际变化以及分析降水量与年最大NDVI之间的相关系数研究了降水对乌审旗植被覆盖的影响；利用1986年，1994年的TM和2002年的ETM+数据分析了乌审旗植被的主要变化类型。结果表明，这23年间植被覆盖度和降水量的年际变化趋势基本一致，年最大NDVI与前一年8月至当年7月的降水有最好的相关性，并且在地表覆盖为草地和灌木林地的地区，二者的相关性要高于地表覆盖为耕地和乔木林地的地区；植被覆盖度最低值分布在地表主要覆盖为沙地的乌审旗西北部，植被覆盖度最高值分布在地表覆盖为耕地的东南部；人类活动的积极影响使得植被覆盖度总的趋势是在增加的，但由于气候的干旱趋势使中部一些乡镇的植被覆盖度是在减少的，其余的地区都是在增大的，且变率很大。