岩溶槽谷区山坡-槽坝土地利用变化的对比研究

揭示当前多因素驱动下岩溶槽谷区典型地貌单元土地利用变化的一般规律,对山坡-槽坝土地利用变化的差异性和耦合作用具有重要的意义。以2005、2010、2014、2017年高清影像为数据源并结合实地调研对解译数据进行对比验证,通过对土地利用变化的土地动态度相关指标计算,揭示了岩溶槽谷区山坡-槽坝的土地利用变化的幅度、动态度以及空间分布的共同特征与差异。结果表明：(1)随着时间的发展,在3个连续阶段岩溶槽谷区山坡-槽坝土地利用变化的幅度与动态度为：2014~2017年>2010~2014年>2005~2010年,且西部槽谷>东部槽谷>中部槽谷,槽坝的土地利用变化动态度较山坡快且稳定。(2)岩溶槽谷区山坡-槽坝的土地利用空间分布的共同特征是：城镇用地、居民用地、水田主要分布于槽坝;灌木林地、有林地、草地、山地旱地等主要分布于山坡上。由于山坡-槽坝自然环境的不同与社会经济的影响,从而形成了西中东部槽谷变化出现各自差异以及土地利用受到局限性。     

贵州喀斯特峰丛山体土壤水分布特征及其影响因素

喀斯特峰丛山体土壤水是喀斯特地区水文及生态环境的重要影响因素。研究喀斯特峰丛山体土壤水分布及其规律对贵州喀斯特地区控制水土流失、防治石漠化、恢复生态环境具有重要的理论和实际意义。选取贵州普定县岩溶区内典型的喀斯特峰丛山体,利用时域反射（TDR）测定山体不同位置在不同植被覆盖、地形、土壤特征及岩石分布下的土壤含水率,分析喀斯特峰丛山体土壤水的空间分布规律及其影响因素。结果表明：各种土地利用类型的山体土壤含水率总体由山体上部向下逐渐减小,土壤含水率随埋深加大显著增加,随坡度的增加而减小。总体上植被覆盖地带土壤含水率高于裸露土壤,相同条件下,林地、低矮灌丛、草地对土壤持水性的影响依次减小。岩石上覆土层较厚时,土壤含水率较高;土层浅薄时,土壤含水率偏低.     

青藏高原NPP时空演变格局及其驱动机制分析

青藏高原植被生态系统对全球变化的响应较为敏感。该研究引入重心模型等方法分析和探讨了2000～2015年青藏高原NPP时空变化格局及其驱动机理,并定量区分了NPP变化过程中气候变化和人类活动的相对作用。结果发现:(1)2000～2015年,青藏高原NPP年均值总体上呈现从东南向西北递减的趋势。在年际变化方面,近16年青藏高原不同生态子区的NPP均呈现不同程度的增加趋势。(2)近16年青藏高原NPP重心总体向西南方向移动,表明西南部NPP在增量和增速上大于东北部。(3)NPP与降水显著相关的区域主要位于青藏高原中部、青藏高原东南部及雅鲁藏布江流域中下游,而NPP与气温显著相关的区域主要位于藏南地区、横断山区北部、青藏高原中部和北部。(4)气候变化和人类活动在青藏高原NPP变化过程中的相对作用存在显著的时空差异性,在空间上呈现"四线-五区"的格局。研究成果可为揭示青藏高原区域生态系统对全球变化的响应机制提供理论和方法支撑。     

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。     

黔中喀斯特石漠化区不同小生境常见木本植物水分来源特征

选择黔中清镇市王家寨小流域内不同石漠化植物群落,通过分析测定喀斯特小生境内5种常见木本植物,鼠李、火棘、烟管荚蒾、圆果化香和云贵鹅耳枥与其潜在水源稳定性氢氧同位素组成,研究植物水分来源特征,并通过线性混合模型确定水源贡献比,探讨喀斯特小生境植物水分利用对石漠化过程的适应与响应。结果表明:多数情况下,研究区不同小生境内各植物种在雨季同时利用土壤水和表层岩溶带水,对土壤水的利用比例大于表层岩溶带水。各植物种对表层岩溶带水的利用比例随着石漠化的进行而减小。常绿灌木火棘、鼠李和烟管荚蒾在轻度、无石漠化样地同时利用土壤水和表层岩溶带水,但在中、强度石漠化则多利用土壤水,落叶小乔木圆果化香和云贵鹅耳枥在无石漠化同时利用土壤水和表层岩溶带水,而在轻度石漠化样地仅利用土壤水,这跟不同样地植被类型、干扰方式、土壤情况及裂隙发育等不同有关。     

滇黔桂地区NDVI变化及其对SPEI的响应特征

滇黔桂地区生态环境脆弱,干旱频繁,研究植被对干旱的响应机制对区域水资源的管理调控和干旱综合应对具有重要意义。基于滇黔桂地区1982～2015年的GIMMS NDVI数据和多时间尺度(1/3/6/9/12/24个月)的标准化降水蒸散指数(standardized precipitation evapotranspiration index, SPEI)数据,运用趋势分析法和相关分析法研究植被变化及其对气象干旱的响应特征。结果表明：1982～2015年滇黔桂地区年际及季节NDVI增加趋势显著,岩溶区NDVI增长速率高于非岩溶区;岩溶区植被改善状况显著,但空间分布上具有差异性。年际NDVI对6种时间尺度SPEI的最大相关系数以正相关为主,绝大部分地区NDVI对SPEI-1和SPEI-3响应比较敏感,岩溶区尤为显著。季节NDVI与6种时间尺度SPEI的最大相关系数均以正相关占主导,且响应时间存在季节差异。生长季NDVI与6种时间尺度SPEI的最大相关系以正相关为主,随着SPEI时间尺度的推移最大相关系数呈正相关的区域呈减少趋势,表明NDVI对短时间尺度SPEI响应比较敏感;不同植被类型对6种时...     

桂西北喀斯特地区水土流失敏感性评价

由于碳酸盐岩的可溶蚀性、所形成土壤的不稳定性及碳酸盐岩植被的脆弱性等特征,在碳酸盐岩区水土流失的风险较非碳酸盐岩区更大,水土流失敏感性受岩性的影响比非碳酸盐岩地区更明显。作为生态功能区划的基础性工作,针对桂西北喀斯特地区生态环境特征,以河池市为例,分别建立了碳酸盐岩区域和非碳酸盐岩区域水土流失敏感性评价指标体系。以碳酸盐岩区岩性的差异为主导指标,在GIS技术支持下,对研究区水土流失敏感性进行评价,并分析其空间分布格局。结果显示：桂西北河池市水土流失敏感区面积比例在99%以上,其中碳酸盐岩区域水土流失敏感性明显高于非碳酸盐岩区域;从全市来看,水土流失敏感程度较高,其中高度敏感和极度敏感面积比例分别达到了31%和237%;水土流失重要敏感区主要分布于河池市南部的都安大化和中北部岩溶山原区,这些地区应加强生态环境防护措施。     

云南金沙江流域主要森林植被类型分布格局

云南金沙江流域具有复杂的地形地貌,从地貌格局及气候系统差异上,可将该区域的森林植被类型分异划分为3个区,即西部高山峡谷区、中部中山峡谷和滇中高原区、东部中山山原峡谷区,不同的区域决定不同的植被类型,而典型的植被类型具有指示特定区域的作用。通过分析,把云南金沙江流域不同区域的植被特点、类型进行了阐述。对于该区域的植被恢复,特别是植被类型,是遵照自然规律的原则,保证恢复效果的重要举措。同时,对不同区域森林植被类型及不同区域森林植被垂直差异的论述,阐明了云南金沙江流域不同区域的顶极和亚顶极植物群落,为人工按“近自然化”的原则恢复森林植被提供了参考依据。     

关于中国西南石漠化的若干问题

石漠化是西南岩溶山地脆弱生态系统发生的土地退化。根据已有的经验和研究成果,深入探讨了中国西南岩溶山地喀斯特石漠化的科学内涵、成因、发展过程、评价指标及防治机理等。土壤和植被是岩溶环境中最为敏感的自然环境要素,可能是石漠化过程的主要自然成因,而以土地利用为表现形式的强烈人类活动为驱动力;石漠化的发生发展过程即人为过程→生物学过程→加速的地学过程。石漠与石漠化,二者属于完全不同的范畴,不同空间尺度的石漠化评价应有不同的评价指标、标准和石漠化生态基准的多样性,以便为石漠化的演化研究及生态重建起一定的参考作用。鉴于石漠化现象在我国现实中存在的客观性、在理论概念上的模糊性及在生态治理中的急迫性,有必要加强石漠化在不同时空尺度下的驱动机制研究,特别是人类驱动力的研究,加强原生岩溶生态系统和受损岩溶生态系统运行规律的研究。     

三峡水库156米蓄水位消落区植被恢复遥感动态监测研究

基于2007～2009年的Landsat5 TM、HJ 1A/1B CCD遥感数据,利用像元二分法对三峡水库156 m蓄水位消落区的植被覆盖度进行了计算,分析了消落区植被恢复的时空变化特征,探讨了植被恢复时空变化的影响因子。2007、2008、2009年3 a 156 m蓄水位消落区植被覆盖度分别为512%、515%、492%,其中支流消落区的植被覆盖度高于干流,这与地形条件有关,坡度的大小决定了消落区植被覆盖的空间差异。2008年与2007年消落区植被覆盖状况基本一致,而2009年的植被覆盖度低于之前两年,这与三峡大坝水位调度方案不同有关,退水较晚时,植被生长时间较短,其植被覆盖度较低。研究结果表明,在正常的调度、一定的地形条件下,淹没数月的消落区植被具有一定的自然萌生能力。     

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。     

我国南方不同类型草地生产力及对气候变化的响应

为进一步明晰南方不同类型草地的碳源汇关系,预测未来气候情景下可能的碳循环特征,利用本地参数化的BIOME-BGC模型对2001~2010年低山丘陵草原化草甸、典型草山草坡和典型山地草甸样地净初级生产力(NPP)与净生态系统生产力(NEP)进行了模拟估算。不同类型草地的NPP和NEP 10年间变化趋势不同,低山丘陵草原化草甸、典型草山草坡和典型山地草甸的NPP平均值分别为357.17、232.4和191.96gC/(m2·a);NEP的平均值分别为3.25、21.28和81.96gC/(m2·a)。3种类型草地NPP与温度之间存在显著的正相关关系,NEP与温度之间存在着显著的负相关关系;本模型模拟的NPP和NEP与年平均降水量之间相关性不明显。未来气候情景C1P-1T1下(CO2浓度倍增,年均温增加2℃,降水减少10%),低山丘陵草原化草甸样地NPP增加26.93%,NEP增加160%;典型草山草坡样地NPP增加62.20%,NEP增加153%;典型山地草甸样地NPP增加135%,NEP增加206%。3种南方草地类型在未来气候情景下都将有一定的碳汇增长潜力,其中以典型山地草甸的碳汇潜力最为明显,与降水量相比受温度变化的影响相对较大。     

《岩溶山区农户生计方式与土地环境退化关系研究》书评

正岩溶山区是我国典型的人地关系脆弱区,其主要集中分布在西南地区。西南地区岩溶总面积42. 62×104km~2,其中又以黔、滇、桂三省(区)最为集中,其裸露和覆盖的喀斯特面积达32. 06×104km~2(相当于全国国土面积的0. 3%),占三省(区)土地总面积的39. 71%(1)。但该区域贫困人口却占近全国贫困人口总量的1/2,而且主要分布在农村区域。因此,科学的揭示这一地区农户生计方式及其与土地环境退化的相互关系,对于探索并构筑人地关系和谐的农户生计方式具有重要     

旅游发展对九寨沟自然保护区景观格局变化的影响

自然保护区是保护生物多样性的基石,旅游是保护区的重要发展方式。立足于景观尺度,基于3S技术和景观指数,研究了1975~2007年九寨沟自然保护区在旅游业快速发展背景下景观格局的变化。结果表明：近33 a来,保护区各类景观都发生了不同程度的变化;草地、疏林/灌丛、耕地为净减少,而林地、冰雪/裸岩、建设用地、水域为净增加;从转出的比例上看,建设用地最大(13207%) ,其次是耕地(100%)、草地(606%)、疏林/灌丛(535%)、林地(447%)、冰雪/裸岩(321%)、水域最小(207%);在人类活动和自然过程的共同作用下,到1997年景观破碎化程度不断增加,到2007年则有所恢复。总的来讲,采伐活动与自然恢复之间的综合作用是九寨沟景观变化的主要驱动因素,旅游业发展对景观变化的影响相对较小。旅游发展促进了保护区整体植被的恢复,但也增加了景区内的建筑用地面积,改变了景区局部地区的植被格局。只有坚持“保护第一”的原则,对旅游进行科学的规划管理才能实现保护与发展的共赢     

1996～2015年云贵川草地生态系统生产力的时空格局

云贵川草地是中国草地的重要组成部分,在我国生态文明建设和响应全球气候变化中具有重要的地位,分析其净初级生产力（NPP）变化格局具有重要意义。利用研究区的AVHRR、MODIS遥感影像等数据及周边地区的气象资料,结合改进的CASA模型,对云贵川地区草地1996～2015年20 a间的NPP及草地植被相关生态特征进行估算,并对其时空特征及影响因素进行分析。结果表明：（1）20 a间云贵川草地NDVI值变化规律性明显,97.18%的草地面积年平均NDVImax呈现增加趋势。（2）20 a间云贵川草地NPP总体上呈现出“西北低、西南高、东部居中”的空间格局,年均NPP值为420.85 gC·m-2。 （3）时间格局上,20 a间整个云贵川区域逐年平均NPP值虽然有一定的波动性,但仍以7.2322 gC·m-2·a-1的速率在增加。20 a间夏季NPP平均值最高,为160.25 gC·m-2;春季次之,NPP平均值为 109.10 gC·m-2;秋季与春季相比,NPP值稍低,为106.10 gC·m-2;冬季最低,为54.03 gC·m-2。     

后寨河流域岩溶含水层脆弱性及其对土地利用方式的响应

由于强烈的溶蚀作用,岩溶地区溶蚀裂隙、管道等高度发育,并相互贯通,形成岩溶区特有的地下、地表“双层空间”结构体系,地下空间成为地下水存储和运移的重要场所。岩溶地区由于土层浅薄或缺失,并且溶蚀裂隙、管道、落水洞、竖井等高度发育,使含水层更易受地表状况的影响,土地利用/覆被变化在很大程度上影响着地下水的水质、水量,岩溶水质的变化能集中反映人类活动胁迫下岩溶含水层脆弱性程度的增加。以典型岩溶单元--贵州普定后寨河流域为例,分析了流域水文地质背景下的岩溶含水层本质脆弱性,结合流域地下河水近20年的水化学资料,分析了含水层脆弱性对土地利用变化的响应。结果显示：土地利用/覆被变化、农业活动、城镇建设及居民活动都对地下水质变化有明显影响。因此,调整土地利用结构,恢复岩溶植被,改善生态环境是保护和改善岩溶水资源的重要途径。     

2000～2018年中国植被生态质量时空变化特征

监测植被变化对评价中国生态环境质量和生态过程具有重要意义.以MODIS数据反演得到的中国总初级生产力、叶面积指数、植被覆盖度、温度植被干旱指数和陆面温度5项指标为基础,构建了植被生态指数(VEI),并利用SEN+Mann-Kendall、Hurst指数及变异系数等方法对2000～2018年中国植被生态质量的时空变化特征、可持续性及稳定性等方面进行了分析.结果 表明:(1)从空间分布看,植被生态质量差和较差区面积占全国植被覆盖区总面积的25.46％,主要分布在新疆的大部分地区、甘肃西北部、青藏高原中西部及内蒙古中西部地区,优良区占比42.91％,主要分布在东北的东部和北部地区、华东的中部及南部地区、华中和华南以及秦岭地区;(2)从年际变化看,植被生态质量呈现出较为明显的增长趋势,年增长率为0.1％;(3)从空间格局变化趋势看,植被生态质量呈增加、基本不变和降低的面积分别占植被区总面积的34.82％、54.19％和10.99％;(4)从稳定性和未来变化趋势看,在过去的近20年我国植被生态质量的变化幅度较小,稳定性较好;我国植被生态质量未来的变化趋势与过去近20年一致,即将保持继续改善的趋势;(5)从不同植被类型看,13种植被类型的生态质量均呈改善趋势,且常绿阔叶林、落叶阔叶林和稠密灌丛的生态质量最优,永久湿地、草地和稀疏灌丛的生态质量较差.     

面向事件过程的长江流域极端降水时空变化特征

基于1961～2019年逐日降水格点数据,对长江流域偏前型、偏后型、均衡型和单日型极端降水时空变化特征进行分析。结果表明：(1)在变化过程上,1961～2019年,长江流域偏前型极端降水先增加后下降,偏后型、均衡型极端降水变化以平稳波动为主,单日型极端降水持续上升;(2)在空间格局上,长江流域偏前型、偏后型极端降水量呈现“东南高—西北低”的分布格局,均衡型极端降水高值区分布于金沙江、鄱阳湖流域,单日型极端降水空间特征表现为“中间高、两侧低”;(3)在影响因素上,长江流域及其子流域不同类型极端降水与两类厄尔尼诺(东部型-Ni1o 1+2区和中部型-Ni1o 3.4区)正相关占比为79.2%,且与Ni1o 1+2区的相关性高于Ni1o 3.4区;(4)1998年长江流域极端降水以偏前型为主导,7月20～26日偏前型极端降水事件为1998年夏季洪涝灾害的核心致灾因子。     

长江上游流域生长季植被覆盖度时空变化特征及其成因

植被覆盖度是衡量区域植被生长状态及描述生态环境质量的重要指标,基于MODIS MOD13A3遥感数据和气象数据,采用趋势分析法分析长江上游流域生长季植被覆盖度时空变化特征,进一步采用偏相关分析、残差分析法揭示植被覆盖度变化对气候和人类活动的响应机制。结果表明：(1)2000～2019年长江上游流域生长季植被覆盖度呈显著上升趋势(P<0.05),增长速率为1.3×10^-3/a,多年平均植被覆盖度为0.64,呈东部向西北部逐渐下降趋势;(2)植被覆盖度空间分布异质性显著,61.5%的区域呈改善趋势,主要为分布在嘉陵江流域及乌江流域的栽培植物,退化区域占38.5%,主要为分布在金沙江流域及岷江上游流域的针叶林、草甸及灌丛;(3)植被覆盖度以海拔3.5 km为界,呈先上升后下降态势,海拔低于3.5 km,植被覆盖度变化随海拔变化梯度较小,海拔高于3.5 km,植被覆盖度随海拔变化梯度较大;(4)以降水为植被覆盖度变化主要影响因子的像元面积占57.5%,分布多集中在嘉陵江流域及乌江流域,以气温为主要影响因子分布较分散;(5)2000～2019年长江上游流域人类活动对植...     

金沙江流域植被覆盖时空变化特征

金沙江流域是长江上游生态脆弱地区,是长江上游水土保持重点防治工程、天然林保护工程和退耕还林工程等生态建设工程的重点实施区。首次利用遥感数据的归一化差值植被指数,采取线性相关分析方法,借助地理信息系统软件,定量化的分析金沙江流域生态建设工程对流域植被的影响。研究结果表明：1999～2008年,金沙江流域年均NDVI在波动中呈显著增加趋势,变化趋势的空间分布存在明显的区域差异,增加速率最快的是农田植被,增加趋势最显著的是灌丛植被;季节平均的NDVI空间分布与年内变化具有明显的空间分异性,不同季节NDVI的变化趋势也存在空间分异性,春、夏、秋和冬季金沙江流域NDVI呈增加趋势的像元分别占总像元的1650%、830%、1170%和1403%;春、夏和秋季都是灌丛NDVI的增加占主导地位,冬季则是草地NDVI的增加占主导地位。基于分析,在“长治”工程、天然林保护工程和退耕还林工程等生态建设工程的综合治理和气候变化的双重影响下,金沙江流域环境向有利的方向发展