基于NOAA／AVHRR数据的青海省草地生产力变化研究

近年来，由于气候变化和人类活动的共同影响，生态环境，特别是草地资源发生了较大的变化。本利用美国地球资源观测系统数据中心探路数据库(Pathfinder Data Sets)的1981—1999年序列的NOAA/MAVHRR NDVI资料，阐述了该资料的处理方法、研究草地生产力动态变化的原理和计算方法，并分析了近20a来青海省草地生产力变化的空间和时间特征以及地区差异性。     

青海省2008年生态环境评估分析

利用2008年青海省气象局54个生态监测站定位监测资料和卫星遥感数据,分析了草地资源、水资源及土地荒漠化等生态环境要素的现状,并与历年同期进行比较,定量评价了2008年青海省生态环境状况。     

卫星遥感资料在青海草地资源监测及评价中的应用研究

利用EOS/MODIS、NOAA/AVHRR卫星遥感监测的植被指数(NDVI)、地面定点监测的实际地上牧草产量资料,依据卫星遥感监测原理,在点和面上研究、建立了植被指数与牧草产量之间的关系模式,给出了草地资源卫星遥感监测和评价方法;监测和评价结果显示:2004年青海省草地资源从东南部向西北部逐渐递减,产量最高区处于黄南州南部和果洛州东南部,最低区处于西北部的柴达木盆地,近20a来天然草地资源的分布规律没有发生变化,但草地生产力在逐步下降,草地资源在逐年减少,仅果洛州全州平均牧草产量比1986年下降了4.04%,牧草总量减少85.10万t,理论载畜量减少了63.11万只绵羊单位;暖干旱化的气候变化趋势,是造成青海省天然草地生产力下降,呈现退化趋势的主要原因。     

青海高原生态环境演变特征及态势分析

在广泛收集和整理青海省荒漠化、水资源、草地资源等典型生态环境因子资料基础上,对青海高原典型生态环境演变特征进行了基础性的分析。大量研究结果表明,在气候变化和人类活动的共同驱动下,近几十年中处于高海拔脆弱生境中的青海高原已出现了明显地生态环境退化现象,青海高原气候异常事件频繁、草场退化、土地沙化、冰川萎缩、湖泊水位下降和河流流量减少等一系列生态环境问题日益突出。揭示了自然灾害与生态环境恶化相互关系的机制,分析了未来气候变化情景下青海生态环境演变态势。以配合青海省生态环境建设的基础性、战略性和前瞻性研究,为青海省生态环境与社会经济的协调发展,水土资源的可持续利用提供科学依据。     

气候变化对海北州天然草地生物量及生态环境的影响

利用海北州近40a的气温、降水资料和近年来的天然牧草资料，分析了海北州气温、降水变化特征以及其变化对天然牧草生物量和草地生态环境的影响。结果表明：海北州温度增暖趋势上世纪90年代最为明显，各地温度变化的气候倾向率均为正；降水量的递增在80年代达最高值，90年代有所回落；气候变化对草地生物量和生态环境的影响温度大于降水，降水量对生态环境的影响主要表现在降水量的年际波动和年内各季节分布的差异上。     

青海省龙羊峡库区生态环境变化的遥感分析

采用美国陆地卫星ETM、TM图像，对青海省龙羊峡库区1987、2000年两个时相的生态环境进行遥感分析。结果表明，龙羊峡库区的地貌类型分别为19类，查清了各类型的分布区域和面积。对龙羊峡库区13年间生态环境的动态变化进行分析，发现该地区在水体、沙地、天然草地面积等方面发生了较大的变化。     

青海省草地资源卫星遥感监测方法

文章介绍了青海省草地资源卫星遥感监测的方法，该方法主要包括利用AVHRR资料，结合地面实测青草产量资料，用相关法建立青草产量监测模式，以评价青海省草地资源状况等内容。该方法业务运行效果较好。     

局地性气候变化对青海省海北地区草地地上生物量及草地生态环境的影响

本文利用海北地区近40a的气温、降水资料和近年来的草地生物量资料,分析了海北地区气温、降水变化特征以及其变化对草地生物量和草地生态环境的影响。结果表明：海北地区的气温增暖趋势90年代最为明显,各地气温变化的倾向率均为正;降水量的递增在80年代为最大,90年代有所回落,年降水量变化趋势是海晏、门源和刚察逐渐减少,祁连全境逐渐增多;气候变化对草地生物量的影响气温大于降水,对生态环境的影响,气温影响亦较大,降水量对生态环境的影响主要表现在降水量的年际波动和年内各季节分布的差异上。     

青海省生态环境监测评估系统的构建与服务

2003年,青海省气象局依托青海省气象科学研究所遥感中心和54个气象台站,建成了青海省生态环境监测系统并投入业务化。5年来,广大气象科技工者将生态环境动态监测工作作为服务生态立省战略的切入点,在草地、水资源、土地沙漠化、土壤水分、土壤侵蚀、大气沉降、土地利用,土地覆盖、碳通量、雪情及雪灾、草原和森林火灾、湿地、湖泊等方面开展动态监测,实时发布监测产品,直接服务于青海省生态环境保护和建设,取得了良好的社会效益和生态效益。     

湟源县气候及其变化与种植结构调整规划

本从20世纪90年代湟源县气候变化特征入手，运用青海省气候资料中心对本省近百年的气候资料分析预测结果，分析湟源地区近10年的气候变化及未来10年气候趋势，为本县合理调整种植结构、生态环境综合治理及长期规划，提供理论依据。     

气候变化对库布齐沙漠生态环境的影响及其适应性对策初探

通过近30a的气候资料分析表明,库布齐沙漠气候有暖湿化的趋势,且其东部较为明显。近20a来,库布齐沙漠以油蒿(Artemisia ordosica)为主的稳定性沙生植被增加、半流动沙丘的面积显著减少;但放牧等人为干扰也使部分草场退化面积增加;库布齐沙漠的植被净初级生产力随年际间的气候波动而变化明显。气候暖湿化趋势虽然对库布齐沙漠东部生态恢复的贡献大于西部,也使得风沙防治工作相对减轻;但沙漠生态系统目前的状况可能还不足以应对未来气候变率增大带来的种种生态危害。基于此,就库布齐沙漠下一步的生态环境建设给出了一些建议。     

气候变化对黑河流域生态环境的影响

本文介绍了黑河流域的气候概况，分析了近40a流域内以气温和降水为主的气候要素变化，得出黑河流域发生了以“增暖”为主要特征的气候变化。流域生态环境受气候变暖的影响明显。在灾害性天气强度、森林面积、土地荒漠化、湖泊萎缩、草原退化等方面日趋恶化。并就如何保护黑河流域生态环境提出了建议。     

多年冻土对青藏高原草地生态承载力的贡献研究

草地生态系统是一个复杂的社会、经济、生态系统,多年冻土作为高寒草地生态系统结构和功能维系的重要因素,是客观刻画高寒草地生态承载力不容忽视的重要方面。文中采用结构动力学方法,从草地质量、草地干预、草地潜力、草地压力4个维度建立高寒草地生态承载力结构动力学模型,分析青藏高原多年冻土区草地生态承载力的变化以及主要结构要素,量化多年冻土变化对青藏高原高寒草地生态承载力的贡献率,结果表明：(1)多年冻土区草地生态承载力呈增加趋势,尤其是1998年以后上升显著,这主要归因于草地生长季节降水增加、气温升高、净初级生产力增幅驱动以及生态保护工程建设的共同作用。(2)多年冻土活动层厚度变化与草地生态承载力呈负相关,多年冻土活动层厚度对草地生态承载力的贡献率约为10%,即多年冻土活动层厚度每增加1个单位,将导致草地生态承载力下降0.1个单位。由于青藏高原空间差异显著,加之气候变化的不确定性,这一贡献水平只是一个粗略的参照值。     

内蒙古草原气候特点与草原生态类型区域划分

为了合理开发利用气候资源，给草原畜牧业生产的分区管理提供科学依据，文章对内蒙古草原气候特点及气候对牧草生长、畜种分布和土壤环境的影响进行了分析，发现内蒙古气候湿润度的某些等值线与土壤带的分界线几乎完全重合，表明土壤带的形成与气候条件密切相关。而气候和土壤环境是草场类型及其生态系统的主要影响因素，因此以气候湿润度为主要依据，结合内蒙古土壤带的水平分布特征，进行草原生态类型区域的划分不仅具有合理性，而且具有稳定性。指出近年来的气候增暖以及由此引起的其他气候变化，虽使草原生产力有一定的提高，但并未使内蒙古草原的生态类型有所改变。     

内蒙古农牧交错带草地生产力对气候要素的响应——以多伦县为例

利用内蒙古农牧交错带多伦县50余a的气候资料,基于Miami和Thornthwaite Memorial气候模型,分析了该地区草地生产潜力对气候要素的响应。结果表明,Thomthwaite Memorial模型更能反映草地生产潜力随气候要素的变化规律。温度升高和降水增加均对当地草地生产潜力起正作用。其中,相对温度而言,降水对草地生产潜力的限制作用更为明显。另外,利用多伦县1999～2002年的畜牧业统计资料,对天然草地和人工草地的有效生产潜力和实际产量作了对比,其中天然草地的草地生产潜力开发度很低,仅为26％,具有很大的开发空间。人工草地的实际产量和草地生产潜力开发度相对更高,显示了它作为提高该地区牧草产量有效途径的可能性。最后通过对比多伦县2000～2002年的理论和实际载畜量,提出该地区草原处于高超载状态,平均超载率高达79．3％。     

气候变化对生态保护工程的影响

通过分析1978-2013年三北（东北、西北、华北）防护林建设区降水、气温等气象要素变化与植被生态质量的相互关系,以及1961-2013年我国主要草原区气象要素变化与草原生产力的相互关系,指出2000年以来北方降水增多导致三北防护林地区植被生态质量持续好转,且2000年以来在降水增加、生态工程实施的情况下,北方草原生态恶化的局面有所改变。进一步根据RCPs排放情景和预估的我国未来气候变化,指出未来30～60年我国北方地区气候呈现暖湿化趋势,利于巩固和扩大三北防护林和草原生态建设成果,缩短生态恢复的时间;但气候增暖会增加森林和草原火灾及病虫害的发生范围和频率。在对策上,指出应充分利用北方气候暖湿化的正效应,加快三北防护林建设和北方草原生态恢复;同时加强防护林和草原适应气候变化和防灾减灾的科学研究。     

天山北坡典型草地净初级生产力对氮沉降及气候变化的响应阈值研究

生态阈值现象普遍存在于自然系统中.气候变化幅度过大,超出了生态系统本身的调节和修复能力,生态系统的结构功能就会遭到破坏.新疆干旱区气候波动明显,该区草地生态系统对大气氮沉降和气候变化的响应是否存在阈值,有待深入研究.本文以天山北坡沿海拔梯度分布的四种草地类型（高山草甸（AM）、中山森林草地（MMFM）、低山干草原（LMDG）和平原荒漠草原（PDG））为研究对象,基于DNDC模型,揭示氮沉降及气候变化对天山北坡草地生态系统净初级生产力的影响.研究结果表明：1）草地净初级生产力 （NPP）对氮沉降增加的响应存在阈值,PDG、LMDG、MMFM和AM的响应阈值分别为20±5.77、60±26.46、50±15.28和30±11.55 kg·hm^-2.2）四种草地类型的NPP从大到小依次为MMFM、LMDG、PDG和AM,水热条件是决定NPP的主要因素.3）PDG草地NPP对温度升高的响应存在阈值,而对于其他类型的草地,在目前的研究中尚未得出确切结论.4）PDG和LMDG草地NPP与降水有明显的正相关关系,而AM草地NPP的变化与降水变化呈负相关.不同草地类型对降水变化的敏感程度也有较大差异,PDG最大,其次是LMDG,之后是AM和MMFM.     

2000—2020年呼伦贝尔地区归一化植被指数时空变化及其对气候的响应

利用2000—2020年MOD13Q1和气象观测数据, 结合Sen趋势分析、M-K显著性检验、变异系数、Hurst指数、相关系数等对呼伦贝尔地区归一化植被指数(NDVI)时空变化及气候响应进行分析。结果表明: 呼伦贝尔地区多年生长季平均NDVI为0.63, 平均年变化倾向率为0.028/10 a, 大部分地区呈增加趋势, 其中大兴安岭森林大部及岭西耕地增加显著。呼伦贝尔地区生长季NDVI的平均变异系数为0.08, 其中呼伦贝尔草原西部的波动较大。Hurst指数表明, 呼伦贝尔地区生长季NDVI整体变化呈反持续性趋势, 结合现有NDVI变化趋势, 未来将呈下降趋势, 对生态环境的保护工作较为不利。大兴安岭森林生长季NDVI与气温呈正相关, 耕地与草原区呈负相关, 而呼伦贝尔大部分地区的生长季NDVI与降水普遍呈正相关, 其中呼伦贝尔草原和大兴安岭两麓耕地的生长季NDVI与降水相关显著, 说明气温是制约北部大兴安岭森林生长的主要因素, 而降水是制约呼伦贝尔草原生态平衡和农牧业发展的主要因素。     

1993～2003年郑州市土地利用/覆被变化特征研究

以河南省郑州市为例,利用RS、GIS软件对1993年和2003年两时次TM、ETM 影像进行遥感解译,采用GIS空间分析和数理统计分析等方法,研究了10 a来该市土地利用变化过程尤其是土地沙化的变化过程及其社会经济驱动机制。结果表明:10 a来,西部山区、东部沙化地区以及黄河沿岸地区土地利用类型的变化比较大,特别是东部地区用地变化比较剧烈;旱地、草地、工交建设用地面积明显增加,沙化土地、水田、林地、水体面积呈现减少的趋势;沙化现象得到了有效遏制,草地面积的增加,改善了研究区的生态环境。此外,林地面积的大量减少,应引起重视,可实行退耕还林或植树造林以建立良好的生态环境。     

MODELLING CLIMATE CHANGE IMPACTS ON ECOSYSTEMS USING LINKED MODELS AND A GIS

Future climate change scenarios have been applied to a linked model at five UK sites. Results indicate a decrease in grassland productivity under a changed climate, resulting from lower soil water content, with possible large consequences to future UK water resource planning. The effect of running the grassland sub-model in isolation, compared with running it as part of a linked model showed that linked models should be used for climate change impacts studies. The location specific response to climate change was also highlighted. The model is mechanistic, consists of four sub-models (grassland, water balance, nitrate and evapotranspiration) and is spatially explicit.