甘肃省净初级生产力时空变化特征

本研究通过改进的光能利用率概念模型(Carnegie-Ames-Stanford Approach,CASA)和MODIS-NDVI数据估算了2000-2010年甘肃省净初级生产力(NPP)的空间分布格局,并结合气候因子,在不同空间和时间尺度上探讨森林生态区、草原生态区、农业生态区和荒漠生态区的NPP变化特征及与气候变化之间的关系。研究表明:①2000-2010年甘肃省NPP的空间分布差异比较显著,总体上呈现东南高西北低,即从东南向西北是逐渐递减的;其中,森林生态区、草原生态区、农业生态区和荒漠生态区的年均NPP分别为580.12 g·cm-2·a-1、380.12 g·cm-2·a-1、280.71 g·cm-2·a-1和83.27 g·cm-2·a-1。②2000-2010年甘肃省NPP显著增加和轻度增加的面积分别占总面积的6.00%和17.49%,NPP显著减少和轻度减少的面积分别占总面积的12.31%和27.07%,NPP有减少的趋势。③以年为尺度,森林生态区和草原生态区主要受温度影响,而降水量是荒漠生态区和农业生态区的主要控制因子;在月尺度上,气候因子对NPP的作用相当;草原生态区和农业生态区分别对月降水量和月均温存在时滞与累积效应,森林生态区和荒漠生态区对降水量或温度不存在时滞与累积效应。④本文认识和了解不同空间和时间尺度上NPP的变化规律,探讨NPP与气候变化之间的相互作用与机理,为生态系统调节起到重要的理论指导意义。     

基于光谱混合分析和反照率-植被盖度特征空间的土地荒漠化遥感评价

采用线性光谱混合分析模型对Landsat TM遥感影像进行混合像元分解,获取植被、裸土和水体组分的相对丰度分布;在反演地表反照率的基础上,构建了基于Albedo-Vegetation特征空间的土地荒漠化遥感监测模型;以黑河中游部分区域为例,进行了实证研究,并利用实地调查数据进行精度验证。结果表明:此方法充分利用了多维遥感信息,反映了荒漠化土地地表覆盖、水热组合及其变化,具有明确的生物物理意义,而且指标简单、易于获取,精度较高,有利于荒漠化的定量分析与监测。     

河谷型城市城乡结合部景观格局空间尺度效应分析——以兰州市西固区土地利用格局为例

以兰州市西固区土地利用格局为例,利用2005年SPOT5遥感影像和正射航空影像数据,选取14个常用的景观指数,从景观水平和类型水平2个方面分析景观指数随尺度变化的基本规律,采用200m×200m正方形将研究区土地利用数据切分成规则格网,计算每个格网的多样性指数,通过半方差分析研究西固区多样性空间结构特征。结果表明:10m是西固区土地利用景观的本征观测尺度;研究区景观类型和景观格局特征随尺度增大变化显著,体现出一定的尺度依赖性;各乡(镇、街道)的景观指数呈现出城市中心—城乡交错带—乡村的分异特征,梯度变化明显;西固区多样性空间分布属于中等强度空间相关,高值区主要分布于黄河沿岸。     

黄土丘陵沟壑区小流域土壤侵蚀情景模拟——以静宁县清水沟流域为例

基于遥感融合影像和GIS技术,借助通用土壤流失方程计算土壤侵蚀量,采用情景分析法,评价黄土丘陵沟壑区清水沟流域实施不同水土保持和退耕还林（草）措施对土壤侵蚀的影响。结果表明：水土保持措施减少土壤侵蚀的效益显著,相对而言,生物措施减少土壤侵蚀的效益强于工程措施,不同退耕还林（草）方案对流域总体土壤侵蚀影响差异较大。组合情景对土壤侵蚀影响很大,部分组合情景的土壤侵蚀甚至可低于土壤侵蚀背景值。     

基于耦合协调度模型的河西走廊生态环境质量时空格局演化

以“丝绸之路”经济带上的河西走廊地区为研究对象,采用耦合分析法,构建环境承载力与生态弹性限度的耦合协调模型,在分析2001—2016年河西走廊生态环境承载力和生态弹性限度的基础上,探析河西走廊生态环境承载力与弹性限度的耦合协调度,评价生态环境承载力和生态弹性限度耦合协调阶段及区域生态环境质量水平,从区域和城市两个空间尺度分析生态环境耦合协调类型,为探索河西走廊生态环境可持续发展道路提供科学依据。结果表明:①2001—2016年,河西走廊生态环境承载力和生态弹性限度均呈现东南高、西北低的空间格局和缓慢波动上升趋势。②河西走廊生态环境耦合协调度呈现“东南高西北低,优劣破碎穿插”的空间格局特征,耦合协调度在0~0.5之间,生态系统处于低水平和拮抗耦合阶段,生态环境质量处于濒临失调阶段。③河西走廊生态环境承载力与生态弹性限度耦合协调度存在明显区域差异。河西走廊生态环境耦合协调度共分9个等级3个层次3个耦合协调阶段:高水平-磨合阶段区(良好协调、中度协调和初级协调区);中等水平-拮抗耦合阶段区(勉强协调、濒临失调和轻度失调区)和低水平区-低水平耦合阶段区(极度失调、严重失调和中度失调区)。④根据2001—2016年生态环境耦合协调状况将河西走廊五市分为4种耦合协调类型:高耦合协调增长型(张掖市、金昌市)、高耦合协调减少型(武威市)、中耦合协调增长型(嘉峪关市)和低耦合协调增长型(酒泉市)。各地区应因地制宜地制定发展战略,提高生态环境质量,推进生态环境持续协调发展。     

基于DMSP/OLS数据的中国碳排放时空模拟与分异格局

精准模拟和精细尺度获取碳排放的时空动态信息，对于合理制定差别化的区域碳减排政策具有重要意义.利用DMSP/OLS夜间灯光数据在完成年内和跨年数据的校正、像元去饱和、异常值剔除的基础上，提取了城市建成区范围，并以中国大陆为研究对象，根据夜间灯光数据和碳排放统计数据之间的定量关联，构建面板数据模型模拟了2000~2013年中国的碳排放量；采用Theil-Sen Median趋势分析方法与Mann-Kendall检验，探讨了14年间中国碳排放量的时空变化趋势及空间分布特征.结果表明：系统校正后的DMSP/OLS夜间灯光影像构建面板模型模拟的碳排放量拟合精度较高，2002，2007和2012年多尺度回归检验的决定系数R²值分别为0.893，0.955和0.951.2000~2013年中国碳排放时空演化差异显著，稳慢增长型和迅猛增长型分别占碳排放区域总面积的77.6%和19.4%，稳慢增长型面域宽广，迅猛增长型主要位于都市区及都市连绵区.受城市规模及城市化发育程度的影响，迅猛增长型空间结构呈"空心型"与"中心型"空间指向性分异.研究提出，促进经济增长方式和发展模式的实质性转变、因地制宜差别化的减排措施与省区联动策略的实施是"精准减排"目标实现的重要途径.     

基于空间回归模型的中国碳排放空间差异模拟

以中国碳排放数据库的多年分省碳排放数据为基础,选取植被指数NDVI、夜间灯光影像DMSP-OLS、生产总值、工业总产值和人口数5项指标,采用1 km×1 km格网,运用空间滞后回归模型对中国2000年和2013年的碳排放进行时空分布模拟,并对空间模拟结果进行误差分析及纠正,获得地均碳排放强度的空间分布图,以弥补传统碳排放统计空间展示效果差、空间分辨率低等缺陷.结果发现,中国碳排放的空间分布格局差异显著,地均碳排放强度分布呈现由东部地区向中西部地区逐渐递减的阶梯状区域分布差异,东部地区的碳排放高值聚集区域大致呈现面状聚集分布特征,区域之间碳排放的差异较小,西部省会城市、工矿城市与农村地区碳排放量差异显著.2013年的地均碳排放强度明显高于2000年,且高值区域的分布范围明显扩大,低值区域分布范围面积明显减少.     

中国国家森林公园空间可达性测度

以国家森林公园为例,基于GIS技术,通过最近邻指数和热点聚类法分析中国713个国家森林公园的空间结构特征;运用栅格成本加权距离算法,计算1991年和2010年中国国家森林公园的空间可达性,并测算县域单元的整体可达性;利用空间关联方法分析了县域可达性的空间差异。结果表明:中国国家森林公园的空间分布总体上呈现出聚集分布的特点,国家森林公园的平均可达性时间从1991年的168.18min缩短为2010年的137.86min;可达性在全国的分布差异十分明显,可达性空间分布具有明显的交通指向性;县域可达性热点区域的分布呈现显著的热点–次热点–次冷点–冷点自东向西带状分布的格局。     

基于GIS的黑河流域生态环境敏感性评价与分区

针对黑河流域存在的主要生态环境问题,利用调查资料和相关研究成果,在GIS支持下,对流域生态环境敏感性进行综合评价,明确了生态环境敏感性分布规律及其地域差异,在此基础上,对生态环境功能区进行划分,并对各区存在的主要生态问题提出整治对策,为流域生态环境建设和保护规划方案的制定提供依据。研究结果表明:①黑河流域的生态环境敏感性区域分布比较广泛,其中土壤侵蚀高度敏感区占2.05%,主要集中在祁连山区;②沙漠化极敏感区面积占37.06%,主要集中在流域下游额济纳旗和金塔县;③土壤盐渍化敏感区主要集中在流域中部绿洲,对于这些敏感区域的保护,应该作为生态环境保护和建设的核心。依据评价结果,流域划分为7个生态功能区。     

基于熵权物元可拓模型的黑河中游生态环境脆弱性评价

针对黑河中游生态环境特点,基于PSR模型,选取9项能反映其生态环境脆弱性而彼此之间相互独立的评价指标体系,采用物元可拓理论和熵权法构建生态环境脆弱性的综合评判模型,对黑河中游各地区生态环境脆弱性进行了评价.结果表明:民乐县和甘州区整体生态环境脆弱性相对较轻,嘉峪关市中等,肃州区、高台县和临泽县较重,山丹县最严重;各地区对不同评价指标的敏感程度也各不相同.评价结果符合当地实际情况.