土地利用和气候变化对区域净初级生产力影响

1IntroductionThe global change caused by the continuous increasing concentration of atmospheric greenhouse gases has threatened the existence of human beings, and the importance of carbon dioxide emissions as a major environmental issue of international concern has grown substantially in the world (IPCC, 2000). At the same time, the Kyoto Protocol, the first and only realistic plan for achieving a worldwide reduction in greenhouse gas emissions, has been passed. Since there are many uncertai…     

干旱对河西走廊植被净初级生产力的影响

干旱对生态系统碳循环具有重要影响,随着气候变暖,全球干旱事件频率不断上升,研究干旱对植被净初级生产力的影响具有重要意义.提高植被净初级生产力(NPP)的时间分辨率是认识干旱对其影响机制的重要途径.基于5天NDVI遥感数据,以河西走廊为研究区,利用CASA模型估算2010-2015年5天步长尺度的NPP,将5天降水为零定...     

澜沧江下游流域植被净初级生产力(NPP)时空变化及其驱动因素分析

利用遥感、地形、气候等数据,采用CASA模型对研究区2000年、2010年和2018年3月、7月、11月的NPP值进行估算,结果表明:(1)相对于2000年,2010年的NPP值呈下降趋势,2010年到2018年又向较好趋势发展,且NPP值在3个时期的年内变化均为7月＞3月＞11月;(2)NPP低值区主要分布在下游流域...     

官厅水库小流域植被净初级生产力估算

植被是小流域的物质基础,植被净初级生产力的稳定性关系到小流域的健康和可持续发展.以官厅水库小流域为研究区,采用改进型CASA(Carnegie-Ames-Stanford Approach)模型,利用2005年、2010年和2015年以及邻近年份的每年3～11月的LandsatTM/ETM+/OLI影像数据,估算官厅水...     

中国陆地植被净第一性生产力及季节变化研究

利用植被指数与植被吸收的光合有效辐射比例之间的线性关系,由1992年4月～1993年3月12 个月的1 km AVHRR NDVI资料及同期地面气象资料确定地表植被吸收的光合有效辐射,然后由光能利用率得到植被净第一性生产力(NPP).为了更准确计算NPP,本文还考虑了温度及土壤水分条件对光能利用率的影响,最后得到我国陆地植被年NPP分布图,并对中国陆地植被净第一性生产力分布情况的季节变化及不同植被类型的NPP季节变化进行了初步研究.结果表明,我国NPP的分布主要受水分条件的影响,呈从东南到西北递减的趋势,全国年总净第一性生产力约为2.645×109tC.     

青藏高原高寒草地净初级生产力(NPP)时空分异

基于1982-2009 年间的遥感数据和野外台站生态实测数据,利用遥感生产力模型(CASA模型) 估算青藏高原高寒草地植被净初级生产力(NPP),分别从地带属性(自然地带、海拔高程、经纬度)、流域、行政区域(县级) 等方面对其时空变化过程进行分析,阐述了1982 年以来青藏高原高寒草地植被NPP的时空格局与变化特征。结果表明:① 青藏高原高寒草地NPP多年均值的空间分布表现为由东南向西北逐渐递减;1982-2009 年间,青藏高原高寒草地的年均总NPP为177.2×10¹² gC·yr^-1,单位面积年均植被NPP为120.8 gC·m^-2yr^-1;② 研究时段内,青藏高原高寒草地年均NPP 在112.6~129.9 gC·m^-2yr^-1 间,呈波动上升的趋势,增幅为13.3%;NPP 增加的草地占草地总面积的32.56%、减少的占5.55%;③ 青藏高原多数自然地带内的NPP呈增加趋势,仅阿里山地半荒漠、荒漠地带NPP呈轻微减低趋势,其中高寒灌丛草甸地带和草原地带的NPP增长幅度明显大于高寒荒漠地带;年均NPP增加面积比随着海拔升高呈现"升高—稳定—降低"的特点,而降低面积比则呈现"降低—稳定—升高"的特征;④ 各主要流域草地年均植被NPP均呈现增长趋势,其中黄河流域增长趋势显著且增幅最大。植被NPP和盖度及生长季时空变化显示,青藏高原高寒草地生态系统健康状况总体改善局部恶化。     

土地利用和气候变化对区域净初级生产力的影响

应用以遥感观测数据驱动的GLO-PEM模式模拟估计的中国北方20年的NPP数据同其20年气候数据结合,同时利用通过遥感宏观调查所得的两期土地利用数据,分析20年气候和土地利用变化对区域净初级生产力 (Net Primary Productivity,NPP) 的影响的时空特征。分析结果表明,20年来研究区域年均温度显著增加 (年均增温0.064 ^oC),年降水量明显减少 (年降水减少率为1.49 mm/年),NPP以减少趋势为主 (年减少率6.9 TgC)。研究区域NPP的变化受旬 (月) 均温和旬 (月) 降水量和季节温度和季节降水的变化影响显著。季节NPP同季节降水和温度的相关性在空间上同植被覆盖表现出高度的一致性,其相关系数大小随着不同植被覆盖类型变化而变化。通过分析可见,就整个研究区来说,发生土地利用变化的区域仅占整个研究区域的5.45%, 气候对整个研究区域NPP的影响占主导地位 (占了总影响量的90%);土地利用发生区域土地利用的作用占了绝对地位,土地利用的影响占了约97%。整个研究区域近20年来因为降水明显减少,温度显著升高,导致NPP明显下降,在两期土地利用间隔时间段内 (约10年) 因气候影响NPP减少了78 (±0.6) TgC。因为土地利用的变化导致NPP减少9 (±0.2) TgC。气候和土地利用共同作用是研究区域的NPP减少87 (±0.8) TgC。     

中国陆地植净第一性生产力及季节变化研究

利用植被指数与植被吸光合有效辐射比例之间的线性关系。由１９９２年４月～１９９３年３月１２个月的１ｋｍ ＡＶＨＲＲ ＮＤＶＩ资料及同期地面气象资料确定地表植被吸收的光合有儿辐射,然后由光能利用率得到植被净第一性生产力（ＮＰＰ）。为了更准确计算ＮＰＰ,本文还考虑了温度及土壤水分条件对光能利用率的影响,最后得到我国陆地植被所ＮＰＰ分布图,并对中国陆地植被净第一性生产力分布情况的季节变化及不同匠ＮＰＰ季节     

关中-天水经济区土地利用变化模拟预测及景观格局动态变化

利用2000年和2010年两期TM影像,应用遥感和GIS技术获取关中-天水经济区2000-2010年土地利用变化数据,对研究区土地利用时空状态进行分析,并借助CA-Markov模型对该地区土地利用变化趋势进行情景模拟,深入分析了10 a来和2020年研究区土地利用变化的数量和空间特征以及由此所引起的一系列生态环境效应,主要表现在：过去10 a来城镇建设用地面积增加迅速,耕地和草地面积则减少,城镇建设用地的扩展是通过占用大量城郊的农田来实现的,通过这10 a间的快速城市化进程看出,研究区的城市扩张和基本农田保护之间已经开始产生矛盾;研究区土地利用实际变迁面积约占全区总面积的24.39%,也就是说全区约1/4的土地在这10 a间都发生了变化,从而反映出人类活动之强烈;未来10 a耕地和草地面积将持续下降,耕地面积的减少速度变快,城镇建设用地面积仍然迅速增加,且主要有耕地和草地转化而来,未来10 a研究区土地利用实际变迁面积约占全区总面积的11.43%。景观指数的分析结果表明了研究区内的景观趋向破碎化、复杂化和均匀化发展,景观的稳定性和抗干扰性减小。     

太湖流域土地利用变化对耕地生产力的影响研究

以城镇化过程持续加速而耕地流失及粮食供需形势日趋严峻的太湖流域为研究区,结合遥感、土壤、气象及农业统计数据,借助AEZ模型和GIS开展1985~2010年土地利用变化对耕地生产力的影响分析及评价。结果表明：① 流域耕地生产力水平较高,高产耕地分布广泛;② 近30 a来就地城镇化和工业化发展导致流域建设用地快速扩张,耕地数量锐减;③ 由于减少的多为城市周边及交通沿线水土条件优越的优质耕地,新增的则多是来源于土地复垦或整理的低产耕地,“高产耕地锐减-低产耕地缓增”导致流域耕地生产力水平下降,且在不同发展阶段下降格局不同;④ 高产田锐减导致流域粮食大幅减产,不同县域由于经济发展水平和耕地利用条件不同,粮食减幅呈现显著空间差异。     

关中-天水经济区形成基础及空间结构优化

关中-天水经济区是国家西部大开发"十一五"规划中提出的重点建设的经济区之一,由陕西省的西安、咸阳、渭南、铜川、宝鸡、杨凌五市一区和甘肃省的天水市共同组成。经过两省长期的互补互动,各城市之间相互吸引辐射,空间地域毗邻相连,多种基础设施相通对接,从而形成了相对完整的产业带和经济区。从空间结构理论的角度审视,关中-天水经济区还存在核心不强,区内城市等级体系不完善,地区之间产业趋同、关联度弱等明显制约经济区健康发展的因素,因此,需要通过西安、咸阳两地一体化,建立区域副中心和实施大城市发展战略,城市间实施产业的有序转移和扩散等措施,使关中-天水经济区的空间结构进一步得到优化,以产生特有的结构效益。     

基于GIS的干旱区LUCC分析和模拟方法探讨

土地利用／土地覆被变化(LUCC)问题中的过程、趋势、驱动力研究及生态环境综合评价是目前的重点研究领域。在现有的“3S”技术应用于LUCC研究的基础上，对三工河流域近20年的土地利用／土地覆被变化情况进行动态分析，发现耕地大面积增加，增长幅度达到13％，城市、村庄及工矿建设得到飞速发展，城市面积扩大了近十倍；荒草地、盐碱地总体趋势是大面积减少，直接性或间接性的向耕地、灌木林地、城市、村庄发生了转移。同时探讨了利用地理元胞自动机模型(GeoCA)分析的方法对干旱区LUCC进行时空演变研究，目的在于找寻一种对LUCC进行预测分析及模拟的方法。此方法有利于更好地进行生态环境综合评价和土地利用合理规划。     

基于GIS的关中-天水经济区地形起伏度与人口分布研究

地形起伏度作为影响人口分布的重要因素之一,是人居环境自然评价的一个重要指标,在小尺度人居环境自然评价方面也具有较高的准确性和实际应用价值。基于关中-天水经济区栅格数字高程模型,采用窗口分析等方法,利用ArcGIS软件空间分析模块中的邻域分析,提取了基于栅格尺度的关中-天水经济区地形起伏度,并从比例结构、空间分布和高度特征3个方面系统分析了关中-天水经济区地形起伏度的分布规律及其与人口分布的相关性。研究结果为:①关中-天水经济区的地形起伏度以中低值为主,地形起伏度小于2.4的区域占总面积的96.66%,其中平地比例占总体的32.4%;地形起伏度越高的地区,平地比例越低,反之亦然。②关中-天水经济区的地形起伏度呈现南北高中间低的空间格局,最高值为宝鸡市太白县,最低值为关中平原;经度上的变化规律不是很明显,纬度上的地形起伏度无论从南到北还是从北到南都是先下降后增高的。③随着海拔高度的增加,地形起伏度呈现逐渐升高趋势,但变化幅度不大。④地形起伏度对区域人口分布有较强的影响,关中-天水经济区近90%的人口居住在地形起伏度小于1.5的地区,人口密度与地形起伏度的曲线拟合度非常高。     

黑河流域NPP遥感估算及其时空变化特征

植被的净初级生产力(NPP)是研究陆地各种生态过程的关键参数,对区域NPP的研究有利于人类对自然资源的管理和有效利用.本研究使用气象和遥感等数据,应用修正的CASA模型及其他数理统计方法对黑河流域1999—2010年的NPP进行估算,并对其时空变化特征进行了分析.结果显示:在1999—2010年,黑河流域的年NPP总量以3×10¹¹ g·a^-1的趋势增加;该流域NPP空间分布总体上为南多北少、河流两旁及绿洲地区多于其他地区;各类型中,草地生态系统累计的NPP最多;黑河上游NPP量与太阳辐射和降水量呈正相关关系,与年均气温呈负相关关系,上游地区水分和太阳总辐射量因子共同制约着流域的NPP量;中游地区年平均NPP与年平均气温呈负相关,与年总降水量呈正相关,与年总太阳辐射量呈微弱负相关,水分因子制约着植被NPP的生产;黑河流域下游地区植被NPP的年均累积生产量与年平均气温呈正相关,与年总降水量呈负相关,而与年总太阳辐射量无明显相关性,气温是下游植被NPP生产的制约因素.     

中国陆地生态系统近30年NPP时空变化研究

通过陆地生态系统碳循环模型(CASA模型),利用AVHRR的NDVI长期监测数据,逐像元模拟1981~2008年中国陆地生态系统NPP的时空变化,分析其对气候因子的响应关系。结果表明,中国陆地生态系统NPP总量在3.38 ~4.35 Pg C/a之间变化,平均约为3.8 Pg C/a,且研究期间呈上升趋势。在青藏高原、新疆天山地区和东北大小兴安岭、长白山等冷湿区,NPP年总累积量和年均温呈显著正相关,和年降水量呈显著负相关;地处华北的太行山、燕山等山区和内蒙古中部草原区等干燥环境区,NPP与年降水呈正相关关系;青藏高原及新疆地区和华北平原、四川盆地等农业区,NPP与年均温呈正相关关系。     

基于交通通达性的关中—天水经济区县际经济联系测度及时空动态分析

基于关中—天水经济区58个县级城市公路、铁路站点、航空机场的加权平均旅行时间、经济联系强度和隶属度数据,运用GIS网络分析和探索性空间数据分析方法,从公路、铁路站点、航空机场不同交通方式的角度全面剖析1980-2014年关中—天水经济区县际经济联系网络空间格局与演化特征。研究发现：关中—天水经济区县级城市不同交通方式通达性提高幅度与其经济联系总量增幅呈现耦合性,但前者存在显著的空间自相关和集聚性,后者存在弱相关性和集聚性,城市综合质量与基于不同交通方式的城市经济联系总量呈显著正相关;基于不同交通方式的县际经济联系中龙头城市、孤岛城市、孤点城市并存,大多城市处于自我发展阶段,区域一体化进程缓慢;形成西咸—宝鸡—天水串珠状组团多核经济联系空间格局,组团之间经济联系微弱,沿交通干线形成横向弱经济联系轴线。     

淮海经济区经济发展差异研究

本文以淮海经济区126个县为研究单元,以1995年、2000年、2005年3个年份为研究时间截面,以淮海经济区所辖20个地级市的统计年鉴为数据源,综合运用SPSS和ArcGIS软件,分析淮海经济区经济发展差异的时间演变后发现:1995-2005年淮海经济区的县可分为发达型、较发达型、中等型和滞后型;淮海经济区整体发展比较滞后且经济发展差异有拉大的趋势;苏北、鲁南的经济发展水平明显高于豫东、皖北,2000年后鲁南的经济发展速度明显快于苏北;皖北一直是淮海经济区经济发展的低谷;淮海经济区约30%的县经济发展较为稳定。在此基础上,依据经济发展水平差异,把淮海经济区分为中部发达区、南部较发达区、北部较发达区和西部滞后区。最后,从打破行政区边界壁垒、启动淮海经济区区域规划、建立全国统筹区域综合配套改革试验区等方面对淮海经济区未来发展提出建议。     

关中—天水经济区协调发展进程的社会网络分析

对城市间经济联系的分析能了解区域的协调发展状况.用修正后的引力模型分别计算出关中—天水经济区中6个城市在1999,2002,2005,2008年的经济联系值,采用社会网络分析软件Ucinet对关中—天水经济区各城市间经济联系值进行了网络密度、点的中心度、中心势、凝聚子群、凝聚子群密度、核心—边缘结构等指标分析.结果表明,关中—天水经济区的经济协调发展程度不高,有向着协调发展的趋势.因此,提出了关中—天水经济区早日实现成为全国内陆型经济开发区目标的一些建议.第一,加快推进西成一体化建设,着力打造西安国际化大都市,进一步做大增长极.第二,边缘区域中城市应充分发挥自己的角色,以实现经济区协调发展.第三,经济区内各城市要突破地理位置的束缚,形成网络开发的模式.