黄土高原近30年植被变化特征及其气候驱动

The use of Normalized difference vegetation index (NDVI) data acquired with multiple satellite sensors has become a necessity in research fields such as agriculture, Land-Use and Land-Cover Change (LUCC) and changes in the natural environment. In this paper, vegetation 10-day composite (VGT-S10) NDVI data with a 1 km×1 km resolution, covering the period from April 1982 to December 2011 and Advanced Very High Resolution Radiometer (AVHRR) Global Inventory Modelling and Mapping Studies (GIMMS) NDVI data with a 8 km×8 km resolution, covering the period from April 1998 to December 2006 were used. The VGT NDVI covering the period from 2007 to 2011 was converted to the GIMMS NDVI for the same period. The vegetation trend during 1982 to 2011 was calculated using the extended NDVI data set. Climate change has a large impact on the vegetation dynamics. A series of statistical analyses were employed to demonstrate the relationship between NDVI and meteorological data during 1982 to 2005. A multiple correlation analysis was applied to validate the association between the two climatic factors and monthly maximum NDVI (MNDVI). The partial correlation coefficient of MNDVI and each climate factor were calculated respectively to describe the singular influence of each meteorological variable. The results indicated that temperature made a significant positive influence on vegetation growth in the whole Loess Plateau. Precipitation is the most important climatic factor that closely correlates with MNDVI, particularly in arid and semi-arid environments. However, in some wet regions, precipitation is not a limiting factor on vegetation growth.     

邢台市区道路可悬浮灰尘重金属污染特征及来源识别

为探究工业企业转型城市的道路可悬浮灰尘中重金属的来源特征,在邢台市区采集50份道路灰尘样品,利用X-Ray荧光光谱仪测定可悬浮灰尘中Cr、 Mn、 Co、 Ni、 Cu、 Zn、 As和Pb的含量,采用富集因子法评价重金属的污染水平,利用相关分析、主成分分析和聚类分析判别重金属之间的关系,识别其可能来源.结果表明,Co、 Cu、 Zn和Pb的平均含量是其相应河北省土壤背景值的2倍以上.富集因子评价结果显示,邢台市道路可悬浮灰尘中Co、 Cu、 Zn和Pb整体呈现中度富集,Ni、 As、 Cr和Mn无富集或轻微富集.综合样品中各重金属元素的含量特征与多元统计分析结果,邢台市区道路可悬浮灰尘中Cr、 Mn和Ni主要来源于自然和工业混合源,Zn、 Pb和Cu来源于交通和燃煤源,As来源于自然源,Co主要受工业活动的影响.     

西安南郊夏季空气二氧化碳浓度时空变化

利用红外CO_2监测仪对西安南郊3种人工植被不同高度下空气CO_2浓度分别进行了3次昼夜观测,探讨了不同高度空气中CO_2的浓度动态日变化规律及其影响因素。结果表明:西安南郊地区夏季一昼夜内空气中CO_2浓度具有明显变化,从当日上午08:00到次日上午08:00,空气中CO_2浓度变化呈现出由高变低再变高的规律,这种变化特点与昼夜温度变化基本一致,但两者在时间上并不完全同步。CO_2浓度昼夜变化分为四个阶段,第一阶段在08:00—12:00,为CO_2浓度较高阶段,平均浓度为516μL?L~(-1);第二阶段在13:00—21:00,为CO_2浓度最低阶段,平均浓度为483μL?L~(-1);第三阶段在22:00到次日04:00,为CO_2浓度较低阶段,平均浓度为502μL?L~(-1);第四阶段在05:00—07:00,为CO_2浓度最高阶段,平均浓度为533μL?L~(-1)。在2 m高度范围内,空气中CO_2浓度与高度呈负相关关系,与空气湿度呈正相关关系,风速对CO_2昼夜浓度影响较小。白天光合作用强,空气对流作用强,空气中CO_2浓度明显低于夜间。     

人为气溶胶排放导致最近80年东亚夏季风在过去四个世纪以来空前减弱

亚洲夏季风(Asian Summer Monsoon,ASM)对亚洲数十亿人口的生存、亚洲生态系统和生物多样性的分布、以及农业生产(粮食安全)和工业活动影响严重。因此了解ASM过去时空变化及其动力学过程对陆地生态系统、水资源、森林和景观研究至关重要。近几十年,器测记录显示以降水量为代表的ASM强度一直在减弱,但这一减弱趋势的起始时间和动力学过程尚不清楚。为此,第一次集成了ASM西部-中部边缘带10个对降水敏感的树木年轮宽度年表,重建了公元1566年以来反映ASM强度变化的降水序列。重建结果不仅捕捉到了ASM过去4个世纪以来强弱变化历史,也反映出历史上蝗灾与弱季风的关联。特别是发现了最近80年具有过去448年中前所未有的、最为强烈的、显著且持续时间最长的ASM强度减弱趋势。这一减弱趋势与在温室效应影响下ASM本该增强的预期大相庭径。耦合气候模型实验表明,北半球人为硫酸盐气溶胶排放的逐渐增加,对ASM减弱起了决定性作用。     

基于RS和GIS的陕西省洛川县土地利用类型和植被覆盖变化特征

明确土地利用类型转变和植被覆盖度变化的范围、幅度和归因是评估生态工程环境效应的前提。然而,在黄土高原塬区县域尺度类似的研究鲜有报道。基于长时间序列NDVI数据和Landsat系列卫星数据,探究了黄土高原洛川县土地利用和植被覆盖度的变化状况。结果表明：退耕还林（草）工程实施以来,洛川县植被覆盖度从0.6（2000年）增至0.9（2020年）,耕地面积减少了481.8 km²,其中212.8 km²为坡度＜15°的适耕区转为苹果园,耕地改种苹果后植被覆盖度从0.5增至0.8。由于坡耕地还林草的面积在洛川县土地变化总面积中仅占1.5%,远小于其他地类改种苹果的面积（占20.0%）,因此,洛川县植被覆盖度的提升主要是政府大力推广苹果树种植的结果。本研究可为黄土高原经济林建设提供基础数据和科学参考。     

无人机数字摄影测量与激光雷达在地形地貌与地表覆盖研究中的应用及比较

无人机数字摄影测量（UAV-DAP）与激光雷达（LiDAR）凭借其机动灵活、高效便捷和高分辨率的特点,在地形地貌、生态监测、工程勘察、环境规划、林业资源清查等领域得到广泛应用。本文针对数字摄影测量与激光雷达的技术特征和应用趋势,着重比较两者在数据采集、数据处理、应用领域以及成本耗费等方面的区别,分析了两种技术在林业资源清查、地形地貌研究、灾害防控等领域的最新应用动态,并且基于两者的技术特点和发展动态提出了进一步的可能应用前景。基于运动结构重建算法的数字摄影测量技术获得的数字地表模型在一定条件下可以达到激光雷达技术的超高空间分辨率程度（如0.2 m×0.2 m）,但是数字摄影无法穿透植被冠层,而激光雷达可以较好地穿透植被层从而获取植被及地表信息。然而数字摄影测量技术设备简单、操作方便,成本低廉,并具有较高的空间分辨率,因而能够和高精度、高耗费、大数据量的激光雷达技术形成优势互补。无人机数字摄影测量与激光雷达技术是林业资源清查、地形地貌研究、灾害防控等领域在快速响应、高精度调查、多时期扫描等方面进一步发展的重要突破口。