典型喀斯特生态脆弱区近25年来气候变化特征分析——以贵州中部为例

根据1990-2013年研究区13个气象台站年均温和年降水量数据,运用线性趋势分析、Mann-Kendall突变检测法分析近25年来典型喀斯生态脆弱区的气候变化状况及时空特征.结果表明:1研究区内年均温呈不显著升温趋势,线性升温率为0.0126/年,冬季均温变化最为显著;除贵阳站年均温在2000年出现突变外,其余各站点年均温变化趋势基本一致,并呈5年左右小时间尺度周期变化.2研究区年降水量呈显著下降趋势,线性下降率为12.359mm/年,夏季降水量变化对全年降水量变化趋势的贡献最大;各月降水量除12月以外其余月份研究时段内都呈减少趋势;3突变检测发现,研究区1990-2013年间年均温未现明显突变,年降水量在1998-2000年间存在突变点,这可能与当年的厄尔尼诺现象有关.4总体看,研究区1990-2013年间气候呈暖干趋势变化并在夏、冬季最为突出,这将对喀斯特生态脆弱区生态发展轨迹产生较大影响,生态修复过程中应重点关注.     

和田河西岸荒漠林动态变化及其驱动力研究

该文基于遥感和地理信息系统等技术,以干旱区典型荒漠——绿洲——新疆和田河西岸为研究区,利用该地区2000年、2011年两个时段的多源卫星遥感数据(TM、HRV),采用主成分分析法和分层监督分类的方法,分别解译出2个时期的荒漠林数据.并对该区2000-2011年11年间的荒漠林数量、类型及其时空变化规律进行研究,得到该区2000-2011年荒漠林变化情况及其动态变化转移矩阵.结果显示:和田河西岸近11年来荒漠林数量呈增加趋势,其中疏林地变化强度最大;其他林地向有林地转移趋势、非林地向宜林地转移趋势最为明显,荒漠林整体向有利的趋势发展；变化的主导因素是政策因素和人为因素,其次是气候因素.     

青海云杉林叶面积指数空间分布模拟——以祁连山区排露沟流域为例

以祁连山区排露沟流域为研究区,利用高分辨率的遥感数据获取多种植被指数,并与观测的叶面积指数进行回归分析,发现叶面积指数LAI与归一化植被指数NDVI的相天性最好(R2=0.3766),且以LAI与NDVI的关系建立的模犁精度最高(RMSE=0.381).通过t检验,证明NDVI模型明显优于其他植被指数模型,因此把它选为最佳模型,模拟整个研究区青海云杉林叶面积指数的空间分布,为小流域分布式生态水文模型提供重要的参数.     

西鄂尔多斯珍稀濒危药用植物资源调查与评价

利用文献调查法、访谈调查法与实地调查法,对1986~2012年期间西鄂尔多斯地区珍稀濒危药用植物资源及其多样性的时空变化特征进行比较研究,旨在为西鄂尔多斯濒危药用植物资源的有效保护和永续持续利用提供科学依据.结果表明:1986年到2012年,该地区的8个主要药用植物群落在Simpson指数、Shannon-Wiener指数和群落盖度上有明显差异.生物多样性在荒漠草原群落呈现下降趋势,在草原化荒漠群落中变化不大,同时,群落盖度在草原化荒漠却有所增加.由此可见,荒漠草原和草原化荒漠生物多样性保护工作已经取得一定成效,但仍需高度重视和加强.     

树冠周围温度分布特性数值模拟与试验

为了研究树冠对其周围温度场的影响,对真实树冠进行了二维简化并提出分形维数(D)、稠密度(SVF)以及叶面积指数(LAI)等相关结构参数.采用计算流体动力学(CFD)方法对树冠内部结构参数与其周围温度场关系进行数值模拟与分析.通过数值模拟与试验测量相结合,讨论了树冠形态结构参数对树冠周围(主要是树冠后部)温度的影响规律.通过对数值模拟计算结果进行回归分析,给出树冠温度分布与结构参数的关系式.研究结果表明:试验数据与模拟公式计算值基本吻合,只有在叶面积指数过大的极端状态下出现较大偏差,二者在变化趋势上表现出较好的一致性;树冠周围温度与迎面风速成反比,与叶面积指数之间的关系则较为复杂.     

基于M-K检验法与R/S法的宜宾市降水量分析

依据宜宾市1963—2012年的年均降水量数据,运用Mann-Kendall法、R/S法对宜宾市的年均降水量变化趋势及特征进行分析.结果表明:宜宾市近50年年均降水量总体呈波状下降趋势,并以56.36 mm/10 a的速率递减.进一步对宜宾市的年均降水量进行Mann-Kendall突变分析,得出突变年份为1990年,R/S法分析发现宜宾市近50年年均降水量的Hurst指数为0.698 7,具有持续性特征,由此表明在将来一段时间内,其年均降水量仍具有持续下降趋势.同时诊断发现该序列存在变异点,变异年份在1982年.     

中国藏北高寒生态遥感植被变化及成因分析

 利用NOAA/AVHRR-NDVI遥感数据研究了近20年藏北高寒生态系统植被变化趋势,发现藏北植被覆盖呈现出东部高,西部低的态势;依次是农作区和森林区>高寒草甸>高寒草原>高寒荒漠草原。空间分布显示NDVI显著增加或减少的区域分布在地势比较低的东部和中部地区的森林区和高寒草甸区,在海拔较高的西部地区的高寒荒漠草原NDVI变化趋势处于轻微变化或无变化。分析造成植被变化的气候原因（温度、降水,风）和人为原因,认为不同区域植被动态变化的主导因素不同;藏北东部地区,植被变化受人类活动因素影响比较显著;中部地区,同期气候条件有所改善,植被覆盖呈增加趋势,年平均最低温度和降水对植被生长具有正效应,而风力和辐射减少引起该区植被蒸散下降也有利于植被生长。藏北地区西部为无人区,不受人类活动太大的影响,因而藏北西北部的植被变化可能更多的表现出藏北高原植被的自然变动。     

森林叶面积指数遥感研究进展

介绍了叶面积指数(LAI)的不同定义,论述了LAI遥感定量估算的经验模型和物理模型.分析了森林LAI遥感定量反演和LAI多尺度问题的国内外研究进展.针对目前的研究进展和存在问题,就森林LAI遥感定量反演的研究趋势和方向进行了展望.     

陕甘宁黄土高原区植被覆盖空间格局演变

在遥感和GIS技术的支持下,利用2000—2016年MODIS I_(NDV)数据,结合一元线性回归法和F检验分析了陕甘宁黄土高原区植被覆盖的空间格局及其变化趋势,并从气候和人类活动2个方面探讨了影响植被覆盖变化的主要原因.结果表明,2000—2016年陕甘宁黄土高原区植被覆盖度呈上升趋势,而在空间上表现为由东南向西北逐渐递减的变化规律;超过50%区域的植被有明显增加,且主要集中在陕西黄土高原区,其余大部分地区植被变化不显著;极端气温对植被生长有明显抑制作用,而相对适宜的温度(9～10℃)会促进植被生长;降水与植被INDV的相关性以300mm等降水量线为界,以北表现为负相关,以南则呈正相关.研究结果可为当地的生态环境保护、生态系统恢复和可持续发展提供理论依据.     

基于MODIS反演的2000—2011年江西省植被叶面积指数时空变化特征

叶面积指数(LAI)是陆地植被的重要结构参数之一,是陆地生态系统生产力模型和气候、水文、生物地球化学等模型的关键输入参数。笔者基于MODIS-MOD09A1反射率数据,利用4-尺度几何光学模型反演了2000—2011年江西省植被LAI。结果表明:(1)江西省植被LAI呈现出明显的季节变化,1年中1—2月LAI值较低(最低为1月,平均值为0.85),3—4月随着植被生长,LAI值逐渐增大,到6—8月,LAI达到最大值,最大值为7月的4.8,约为最小月份平均值的5.6倍,9月以后,LAI值逐渐减少;(2)2000—2007年江西全省生长季LAI呈增加趋势,2008—2011年LAI平均值呈下降趋势,2000—2011年全省生长季LAI平均值呈下降趋势,平均下降0.048;(3)江西省不同植被类型的LAI值差异较大,2000—2011年间,各植被类型LAI平均值从大到小顺序为:常绿针叶林(5.67)、常绿阔叶林(4.57)、混交林(4.01)、落叶阔叶林(3.17)、农作物/自然植被混合(2.08)、高郁闭度灌木(1.92)、农作物(1.85)。2000—2011年江西全省植被LAI的平均值为3.60。     

内蒙古草原返青期对气候变化的时空响应

为了研究内蒙古草原返青期对气候的响应,利用2001—2011年的遥感增强型植被指数(EVI)反演内蒙古草原区的返青期,并结合同期研究区内34个气象站点的气温和降水量数据,对该地区返青期的线性趋势及其对气候要素的时空响应特征进行分析.结果表明:内蒙古草原气象站点间的春季水热条件和返青期差异明显,总体上研究区南部的返青期偏早,在研究区中部和北部的返青期偏晚,最大相差46 d;在研究时段内,草原返青期在8%的站点上有显著的变化趋势.在时间序列上,24%的站点的返青期与其前期气温显著负相关,50%的站点返青期与其前期降水量显著负相关,早春气温的升高和降水量的增加会促进返青期的提前.空间分布上,在降水量充沛且降水量增加较快的区域,返青期提前趋势越大;反之,在降水量缺乏以及降水量减少较快的地区,返青期没有提前甚至有推迟趋势;气温对返青期趋势的作用比降水更复杂,这是由于气温的升高在带来草原返青所需热量的同时,加重了部分地区的干旱胁迫.     

基于遥感反演的喀斯特地区城市热岛效应与叶面积指数相关性分析——以贵阳市为例

探讨城市热岛效应与叶面积指数相关性,为缓解城市热岛效应提供科学依据。采用2002年Landsat TM、2013年Landsat OLI/TIRS数据,利用遥感反演技术,提取研究区地表温度和叶面积指数,分析两者在不同岩性条件下的相关性。研究表明:2013年相较2002年高温区、次高温区面积增长,中温区、次低温区、低温区面积下降。研究区地表温度与叶面积指数呈显著负相关,相关系数最高为0.718,最低为0.620。岩性对城市热岛效应与叶面积指数相关性无明显影响,城市热岛的分布规律及强度等级与叶面积指数在次低温区至高温区呈现负相关。叶面积指数变化对地表温度影响存在差异性,叶面积指数上升不会造成地表温度明显变化,叶面积指数下降将对地表温度造成较大影响。     

基于ICESat-2/ATLAS数据结合克里格插值进行区域尺度森林LAI估测

森林叶面积指数(leaf area index,LAI)是探究植被与气候相互作用关系的关键参数.为更加科学、高效获取森林LAI空间格局信息，研究基于星载光子计数激光雷达ICESat-2/ATLAS数据进行大尺度森林LAI估测，以探讨星载光子数据在山地森林LAI建模中的潜力和可行性.以香格里拉市为试验区，对试验区有林地光子点云数据进行去噪、分类等预处理.随后提取各个林地光斑的特征因子属性，并结合47块森林LAI样地实测数据，分别采用逐步回归和随机森林回归模型构建了基于研究区光斑尺度的森林LAI模型.为实现研究区森林LAI的连续估测，研究对经优选的光斑特征因子进行克里格插值，形成其各自属性值的栅格图层，并利用LAI最佳模型进行研究区森林LAI的整体估测.结果表明，Landsat percent,Canopy photon rate,Minimum canopy height和Number of canopy photons等4个光斑特征因子与LAI样地实测值呈显著相关，可作为LAI的建模因子.随机森林模型对研究区LAI的预测能力优于逐步回归模型，其R²和RMSE分别为...     

漓江上游水源林地区植被净初级生产力的时空变化

为了定量评估漓江上游水源林地区植被的恢复状况,在森林叶面积指数、生物量等观测数据的基础上,提出多植被指数和地形因素输入神经网络估算山区复杂地形森林叶面积指数方法,修正BEPS模型参数,利用模型和Landsat卫星时序数据估算年净初级生产力NPP,并分析时空变化规律.结果表明,2000～2016年研究区植被NPP整体保持较高数值,年NPP均值在400～500g C/(m~2·a),以阔叶林最高,次之为竹林,针叶林远低于阔叶林.随高程的上升,NPP呈先增后减的变化趋势,在海拔1 300m～1 400m达到最高值.高程每上升100m,年均NPP在海拔400～1 200m增加约10g C/(m~2·a),在海拔1 600～1 800m、1 800～2 100m分别减少约15g C/(m~2·a)、20g C/(m~2·a).归一化年NPP在0.7～1.0的高值区面积比例由2000年的26.9%逐渐上升,到2010年达到43.3%后略有下降,维持在40%左右,而数值在0～0.4的低值区面积比例由15.3%逐渐下降,保持低于10%.年太阳辐射的增加,年降水量的减少,将导致年NPP的增加,且年太阳辐射的影响强于年降水量.研究区森林植被尤其是部分阔叶林逐渐得到恢复.     

河套灌区近50年气候变化特征及趋势分析

以河套灌区为研究区,收集、整理和分析了河套灌区由西向东的磴口、杭后、临河、五原、前旗5个区域近50年的气候资料:包括降水量、气温、日照总时数、无霜期、平均风速、蒸发量等,分别运用线性趋势法、Mann-Kendell法和小波分析等手段,研究了该地区不同时段、不同区域的气象因子的趋势性、突变性和周期性.结果显示:近50年来灌区年平均气温呈逐年上升的趋势,并且通过了M-K显著性检验.50年间增温幅度约为2℃,各月极端气温差约为41℃,且各月气温呈明显的升高趋势,突变点为1990年;灌区年降水量在波动中呈微弱增加的线性趋势,增加总量不足10mm;而灌区年蒸发量自2000年以来呈现出明显的增加趋势,增加的蒸发量体现在春季的2、3、4月份;灌区年平均风速有明显的降低趋势,突变点为2000年;年日照总时数有变短、年无霜期有增加趋势,但二者变化趋势并不明显.     

伊犁河流域归一化植被指数的时空变化及其对气候的季节响应

基于影响归一化植被指数(NDVI)变化的主要气候因子:气温和降水量,以及2000-2013年16 d合成的MODIS NDVI与同期气象数据,分析了伊犁河流域植被覆盖变化趋势及其对气温和降水量的季节性响应特征.结果表明14 a来,伊犁河流域绝大部分区域NDVI并未发生显著变化,但植被覆盖呈退化趋势的面积远大于呈改善趋势的面积;春、夏、秋三季的植被覆盖均呈退化趋势,降水量与植被NDVI的季节相关性不显著;伊犁河流域4种主要植被类型在三个季节均呈退化趋势,其中草原植被的退化趋势最为显著,而草甸、灌丛、林地在夏季的退化趋势较春、秋两季更为显著.各季节不同植被类型的NDVI与气候因子的关系表明,春季和夏季NDVI与温度关系密切(P0.05),秋季NDVI的变化是温度和降水量共同作用的结果.     

近48a长江源区降水时空变化特征

基于1966—2013年长江源区及周边在内7个气象站点的逐日降水资料,采用降水倾向率、Mann-Kendall趋势检验、Morlet小波分析及Hurst指数法等方法,分析了长江源区近48年来降水量时间序列空间分布特征、年际和年内变化趋势以及其周期性变化特征,并对降水未来的演变趋势进行了预测。分析结果表明:①长江源区降水量存在明显的空间变化差异,总体分布趋势为由东南向西北递减;②近48年长江源区降水量呈现较为明显的增加趋势,增加速率为17 mm/10a,多年平均降水量为351.5 mm;③长江源区降水量年内分配极不均匀,主要集中在汛期,约占全年总降水量的89.6%,而非汛期降水量仅占10.4%,且降水量具有较明显的季节差异,夏季降水最大,秋季次之,其次是春季,冬季降水量最小;④长江源区降水量变化存在28 a左右的第一主周期,第二、三、四主周期分别为21 a、12 a和5 a;⑤长江源区各气象站点及全流域的Hurst指数均大于0.5,表明降水量未来趋势与过去一致,即其未来仍将延续降水量增加的变化趋势。     

基于Holdridge生命地带模型的欧亚温带草原东缘生态样带植被格局变化研究

选取欧亚温带草原东缘生态样带为研究区,根据气象数据和CIMP5气候情景数据,利用Holdridge生命地带模型对研究区植被类型进行模拟,得到研究区植被格局及未来气候变化下植被格局的空间变化.结果表明:Holdridge生命地带模型经指标细化,能够很好地模拟研究区植被类型及其空间分布;在RCP2.6情景下,温性典型草原面积减少,温性荒漠草原面积少量增加,温性草甸草原和泰加林面积增加;在RCP4.5情景下,温性荒漠草原和温性典型草原面积增加,温性草甸草原和泰加林面积减少;在RCP8.5气候情景下,温性荒漠草原和温性典型草原面积增加,温性草甸草原和泰加林面积减少.     

细河流域不同等级降水量及降水强度变化特征

根据细河流域内雨量站1966—2015年的日降水量数据,采用趋势系数法和气候倾向率法计算细河流域近50a的不同等级降水量与降水强度的变化趋势,通过MannKendall突变检验法检验突变,利用反距离权重空间插值法研究了空间分布特征.结果表明:细河流域近50a年降水量呈逐年增加的变化趋势,增加速率为0.432mm/a;年降水强度呈逐年降低的变化趋势,降低速率为0.162(mm·d-1)/a.各等级降水中小雨降水量及小雨降水强度均呈减少趋势,且小雨降水强度减少趋势较为明显.2003年中雨降水量发生增加突变,1983年小雨降水强度发生了减小突变.在空间分布上,小雨和中雨降水量由东北向西南呈逐渐递减至逐渐增加的变化趋势,暴雨及大暴雨降水量由东南向西北呈逐渐递减至逐渐增加的变化趋势.     

由冠层孔隙度反演植被叶面积指数的算法比较

植被的叶面积指数（LAI）是植被最重要的生态参数之一，也是估算多种植被冠层功能过程的关键参数迄今已提出的LAI的获取方法可归纳为直接测定和间接估算两大类．本文以河北省黄骅市为研究区，从遥感光学模型建立机理及数量分析的角度，对由植被冠层孔隙度反演植被LAI的4种间接估算方法进行了试验和比较．研究结果表明，LAI与植被盖度之间呈明显的正相关关系，即随着LAI的增大，植被盖度也在增大．在这4种估算方法中，LAI-2000算法最适用于研究区植被LAI的估算．