人工园林大面积种植区植被净初级生产力时空变化研究

云南西南地区自然资源丰富，近年来，随着社会经济的快速发展，橡胶、茶园和桉树等人工园林大规模种植主要占用了天然林和耕地，土地利用结构和空间布局发生了很大变化。为了探讨土地利用/覆被变化对植被净初级生产力（NPP）的影响，以人工园林大面积种植区西盟县为研究区，运用综合模型、CASA模型和MODIS产品（BIOME-BGC模型），对西盟县2000年、2005年、2010年和2015年各地类NPP的时间变化和空间分布特征进行分析。结果表明：（1）2000~2015年，CASA模型模拟的西盟县NPP呈先减少后增加的趋势，MODIS模型模拟的NPP值变化趋势与CASA模型一致，综合模型则呈现逐年增加的趋势；（2）西盟县NPP的空间分布形态从西至东均呈“低值-高值-低值-高值-低值”（“M”）变化，与西盟县水热资源的分布特征和土地利用/覆被变化有关，西盟县NPP空间变化主要集中于人工园林种植区；（3）3种模型中，CASA模型和MODIS产品（BIOME-BGC模型）比综合模型更适用于地形气候复杂多样的山区NPP的模拟计算，其中CASA模型空间精度更高。     

丹江湿地国家级自然保护区及其内外区域2000—2015年土地覆被变化分析

为研究2000—2015年丹江湿地国家级自然保护区及其内外生态状况变化和保护成效,基于高分1号数据生产的2m高分辨率遥感影像数据对丹江湿地国家级自然保护区2015年人类活动状况进行分析,基于30 m分辨率的4期TM遥感影像生产的土地覆被数据和基于Modis遥感影像生产的植被覆盖度数据,对淅川县、丹江湿地国家级自然保护区及其核心区的土地覆被状况、土地覆被转类指数及其土地覆被转类途径的主导程度和3个相关区域范围内的生态系统质量以及不同区域土地覆被变化的主要变化原因进行分析。结果表明,保护区核心区的格局和质量在该区域处于最优,且土地覆被变化状况也以核心区转类指数最高;丹江湿地国家级自然保护区内的主要人类活动影响为耕地,其次包括居民点、采石场、养殖场; 15年间,保护区内外土地覆被均呈现转好趋势,但是保护区内变化优于保护区外,保护区核心区优于整个保护区,且转好的主导因素均是耕地变为湿地; 15年间植被覆盖度变化较小。     

持久性有机污染物土气交换过程影响因素分析

持久性有机污染物(POPs)在全球范围内进行远距离传输过程中,土壤既是污染物的主要汇,又是空气中污染物的潜在来源.土气交换过程是POPs环境归宿的重要环节,该交换过程受POPs理化性质、近地面气象条件、土壤理化性质及植被覆盖等因素的影响.对近期报道的POPs土气交换过程影响因素研究进行了综述与展望,列出了研究中涉及的重要模型及公式.环境温度的变化既能改变目标物在气固相之间的分配行为,影响空气中污染物的干湿沉降和气态交换过程,也能够通过近地面温度场的梯度变化影响污染物在土气交换过程中的垂直紊流扩散.此外,近地面水平风速的变化也会影响目标物的在近地面空气中的垂直紊流扩散.土壤有机质含量及种类控制了土壤中POPs的吸附/解吸过程,土壤温度和湿度影响污染物的土气分配系数,土壤矿物组成也会影响污染物吸附和解吸过程.地面植被能够吸收和吸附空气中气态和颗粒态POPs,通过雨水淋刷和枯落物凋落转移到土壤中;植被覆盖可以减少土壤的温度变化,减少土壤中POPs的挥发.尽管近年已经取得丰硕的成果,但在土气交换过程多因素耦合影响量化评估、动态评估POPs在典型场地原位复杂环境下的土气交换通量、在区域尺度量化植被对城市中POPs土气交换的影响等方面有待开展深入研究工作.     

2000～2015年江汉平原区域植被NPP时空特征及其对气候变化的响应

植被NPP对气候变化的响应是全球变化与陆地生态系统碳循环研究的重要核心内容之一。利用CASA模型估算了2000~2015年江汉平原植被NPP，并利用线性回归与逐像元相关性分析方法定量研究了江汉平原植被NPP的时空变化特征及其与气候因素的相关性。结果表明：（1）16年来江汉平原植被NPP的年总量在25.43~29.76 TgC之间，呈波动增加趋势；（2）江汉平原NPP的空间分布格局具有明显的不均匀特征，形成一系列的高值中心和低值中心，符合“丘陵-平原-河流-城市”的衰减趋势；（3）江汉平原NPP与年降水量、年均温的相关系数分别为0.183 7和0.498 5；经显著性检验可知，江汉平原NPP的产量与年降水量相关性较弱，而与年均温则呈较强的正相关关系；（4）植被NPP与年降水量、年均温呈正相关的像元面积分别占总面积的69.19%和83.41%，主要分布在江汉平原腹部的农耕区域，说明江汉平原农耕区NPP的产量对年降水量与年均温的依赖性较强。     

锡林郭勒盟风沙源治理区防风固沙功能变化评估

监测评估生态工程区的生态功能变化是实施推进生态治理修复工程的重要参考。基于修正风蚀方程(RWEQ)与GIS技术,评估分析了风沙源治理工程区内锡林郭勒盟的防风固沙功能动态变化,并重点探讨了降水量和植被覆盖度对防风固沙功能的影响。结果表明:2000—2015年锡林郭勒盟年均防风固沙量为14.56亿t,单位面积防风固沙约为74.78 t·hm~(-2),且分别以7.1%和6.3%的年均速率波动增加。整体来看,锡林郭勒盟防风固沙功能由东南向西北及东北方向递减,主要原因是东北部潜在风蚀风险较低。相比2000年,2015年锡林郭勒盟有32.63%的地区防风固沙能力升高,51.82%的地区稳定,另有15.55%的地区防风固沙能力下降。此外,锡林郭勒盟防风固沙功能变化与降水量和植被覆盖度变化均呈显著相关。因此,风沙源治理工程区防风固沙功能的提升应综合考虑气候变化、生态工程和人类活动的影响。     

TRMM和GPM卫星降水数据在中国三大流域的降尺度对比研究

以中国三大流域为研究区域,分别针对TRMM 3B43和GPM IMERG降水数据,构建基于归一化植被指数(NDVI)和数字高程模型(DEM)数据的地理加权回归(GWR)模型,以2014年夏季(6～8月)数据为例,得到了三大流域1 km分辨率的降尺度降水数据,并进一步通过气象站点数据对降尺度结果进行验证.研究表明:(1) GPM原始数据整体精度优于TRMM数据,两种数据在黄河流域的精度评价指标优于长江流域与珠江流域;(2)经降尺度计算,两种数据空间分辨率得到了显著提高,且表现出更多降水变化的细节与趋势,但精度指标对原始数据依赖性大,导致提升并不显著;(3)当联合使用NDVI及DEM作为GWR降尺度模型的辅助变量时,两种降尺度结果的差异值在长江流域与珠江流域的高海拔地区中更为显著;(4)黄河流域中,使用不同辅助变量下的降尺度结果在空间分布上总体相似.TRMM数据使用地形作为单独辅助变量的降尺度结果最佳,而GPM数据不同辅助变量下降尺度结果差异并不明显.     

城市植被对杭州市大气污染物浓度的影响

使用RBLM Chem模式，利用杭州市高分辨率城市建筑资料，通过敏感性试验的方法，定量分析城市植被的直接环境效应。结果表明，城市植被对大气污染物干沉降速率总体上起增加作用。夏季城市植被使城区SO2、NO2、O3、PM25的干沉降速率分别增加015 cm/s、010 cm/s、002 cm/s、005 cm/s，冬季该作用不太明显。城市植被对大气污染物干沉降速率的增加作用白天显著大于夜晚。城市植被可以显著降低城市地区大气污染物浓度，对不同大气污染物浓度的下降作用强弱在昼夜的分布依物种而异。     

基于RS和GIS的都江堰市热岛效应研究

随着人类社会的发展,城市的规模也不断扩张。持续加速的城市化对城市气候及环境产生了深远的影响。本次研究采用遥感与GIS相结合的方法来分析都江堰市城市热环境的时空变化。根据1994和2007年两个时相的LandSatTM影像提取了研究区的土地覆盖、亮温信息和植被覆盖信息。通过统计分析和空间分析对这13年来都江堰的热岛时空变化及其与土地覆盖和植被覆盖变化的关系进行了深入研究。分析结果表明,城市热岛与城区的空间分布之间存在明显的一致性,与植被覆盖有较强的负相关关系。     

基于遥感资料的中国东部地区植被VOCs排放强度研究

本研究充分基于遥感资料获取中国东部地区叶面积指数和叶生物量的最新信息,并广泛调研了植被VOCs排放因子的最新研究进展,以2008—2010年的植被和气象的平均状态为背景,基于MEGAN排放模型,研究了中国东部地区植被VOCs(BVOCs)排放的时空分布特征.结果表明,我国东部地区BVOCs年排放总量为11.3×106t(以C计,下同),其中异戊二烯(ISOP)、单萜烯(MON)和其它VOC(OVOC)质量分数(下同),分别为44.9%、31.5%、23.6%.BVOCs排放呈现明显的季节变化特征,春、夏、秋、冬4个季节分别占全年的11.2%、71.8%、14.1%和3.0%.空间分布上,排放高值区主要分布于大小兴安岭、长白山脉、秦岭大巴山脉、东南丘陵、海南等植被茂密的区域,年均排放强度一般在1500～6000kg·km-·2a-1之间,福建、广东、江西、浙江、湖南、湖北等省份BVOCs的排放总量与平均排放强度均较高.本研究所得到的高时空分辨率的BVOCs排放清单,可以为区域环境与气候的数值模拟研究提供基础.     

长三角地区植被物候时空变化及其对城市化的响应

为理解城市化对植被物候产生的影响,利用长三角地区2001-2018年的MODIS-EVI时间序列数据,采用动态阈值法提取植被物候参数,即植被物候开始期(SOS)、结束期(EOS)和生长期(GSL),分析长三角地区11个重要城市及周边区域植被物候的时空变化.研究表明:2001-2018年长三角11个重要城市出现物候开始期提前、结束期推迟、生长期延长的现象.植被物候沿城区—郊区—农村方向呈现明显的梯度变化,城区植被比农村植被的生长季开始期平均提前9.6 d、结束期平均推迟6.8 d.城市化的发展对物候开始期提前、结束期推迟、生长季延长具有重要影响,但在不同的区域背景下,城市化对植被物候的影响具有差异性.研究表明,地表温度与物候期在城乡梯度上存在明显的非线性函数关系.研究有助于加深城市化发展对生态系统影响的理解,且对城市规划与保护生物多样性具有指导意义.