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。     

长江上游植被净初级生产力年际变化规律及其对气候的响应

在GIS系统支持下,利用遥感和气象资料,构建了基于光能利用率的植被净初级生产力（NPP）模型,估算了1981~2000年长江上游地区植被年NPP分布。分析了不同植被类型NPP的年际变化规律,基于像元空间尺度讨论了植被NPP对气候的响应关系。结果表明：除农作物外,各植被类型NPP均呈增长趋势,其中针叶林增幅最大。NPP出现较明显变化地区可能主要与人为因素作用有关。长江上游年降水量和年均温分布均与年NPP分布相似,从西北向东南逐步递增趋势。长江上游NPP与降水和均温的年际相关性整体不强。呈强正相关性（相关系数大于0.2）的区域,其面积均占据了总面积的近一半,其分布呈现互补关系。呈强负相关性（相关系数小于-0.2）的区域面积较小。随地理位置的不同,气候因子（降水、气温）对NPP的年际变化的驱动作用（强度、方向）不同.     

2000～2018年鄂西山区植被EVI时空变化特征及其地形效应

分析鄂西山区植被EVI的空间分异、时空演变及地形效应,可为该区域生态环境的整体保护与分区保护提供理论支撑,也可为制定具有针对性的植被保护政策提供科学依据.基于MOD13Q1 EVI数据,运用一元线性回归趋势分析方法对2000～2018年鄂西山区EVI时空变化趋势进行了研究,并结合高程、坡度和坡向数据等探讨了其对地形的响应机制.结果 表明:(1)鄂西山区EVI值整体上呈现北部低,中部和南部高,东部低西部高的空间分布特点.2000～2018年鄂西山区EVI平均值介于0.57～ 0.66之间,整体呈现改善态势.(2) EVI变化趋势主要以基本不变为主,占鄂西山区总面积的85.74％;轻微减少和显著减少区分别只占总面积的0.23％和0.17％,分布零散;轻微增加和显著增加区域分别占8.35％和5.51％,主要集中分布在北部和中部的丹江口市、郧阳区、郧西县、谷城县、南漳县、神农架等地区.(3)海拔＜700 m以及坡度＜14°区域是植被主要退化区;中海拔区域(700～1 700 m)以及坡度＞14°区域是植被主要改善区.建议鄂西山区未来注重对低海拔、缓坡区域的植被保护.     

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。     

1989~2015年武汉市城市格局时空演变分析

城市格局时空演变以土地利用变化为承载,为城市用地调控、空间发展政策的制定提供依据。以武汉市主城为实证区,采用1989、1999、2008和2015年4期Landsat遥感影像为数据源,综合空间信息技术、用地扩张量化分析方法研究城市土地利用转换关系,测度建设用地扩张强度、弹性与方向,揭示城市格局时空演变过程。结果表明：1989~2015年间,武汉市主城区土地利用变化以建设用地扩张、未利用地和耕地减少为主,经济增长与建设用地扩张关联度高;主城区建设用地在1999年之后扩张速度明显加快,总体扩张强度逐步加强。建设用地扩张呈现时空不平稳状态,扩张主要集中在以汉阳、青山为代表的城郊过渡带区域,以及硚口、武昌等老城区的更新改造区域,1989~2008年间扩张方向以偏西向为主,2008~2015年间扩张方向以东南向为主,反映城市区域发展阶段的差异和空间开发政策变动的影响。     

基于遥感的上海崇明东滩湿地典型植被净初级生产力估算

湿地是具有丰富的生物多样性和较高生产力的生态系统,在全球碳循环中占有重要地位。湿地植被净初级生产力（NPP）是衡量湿地生态系统健康状况的重要指标。以上海崇明东滩湿地3种典型植被--芦苇、海三棱藨草、互花米草为研究对象,结合实地调查、实验室测定和遥感技术进行湿地植被净初级生产力估算研究。首先,设置湿地3种典型植被样方,测量植被鲜重、高度、密度、盖度和叶面积指数（LAI）等反映植被生物学特性的特征参数,按不同植被类型分别建立基于LAI的样方NPP回归模型;其次,利用一景相近时相的SPOT5影像,经过几何纠正和辐射定标后,采用面向对象分类方法对影像分类,同时,计算出能较好地反映植被特征和消除土壤背景影响的修正土壤调节植被指数（MSAVI）,建立了基于MSAVI的3种典型植被LAI遥感估测模型;最后,分别根据样方3种典型植被的NPP估测模型以及LAI遥感估测模型,进行尺度化转换,估算出崇明东滩湿地典型植被净初级生产力。模型简单可行,精度较高,可为快速定量评估湿地植被碳贡献及碳储量提供依据     

江苏省13城市1996～2008年碳排放时空变异分析

运用秩相关系数、变差系数、曲线拟合等方法,以市域为基本单元,以人均碳排放量、碳排放强度、脱钩指数等为指标,对江苏省1996～2008年的碳排放时空变异特征进行分析,研究得出：(1)近13 a来,江苏省碳排放量不断增加,年均增长率高达13%,2008年已达20 000万t;经济较发达城市人均碳排放量较大,但碳排放强度相对不大;经济落后城市人均碳排放量小,但碳排放强度增加较快。(2)江苏省13城市人均碳排放、碳排放强度差异在不断缩小。(3)从人均碳排放看,江苏省及各市人均碳排放都随人均GDP呈线性增加关系,而南京、苏州、扬州、徐州作为各个区域发展较好的中心城市,人均碳排放随人均GDP增加最快。(4)从碳排放强度看,江苏省碳排放强度与人均GDP呈倒U型曲线关系,其拐点在人均GDP 25万元左右;但是各个城市碳排放强度与人均GDP呈波浪型曲线关系。(5)从脱钩指数看,脱钩水平受经济政策、产业结构、清洁技术水平的影响较大     

干旱对湖北省森林植被净初级生产力的影响

20世纪初至今中纬度地区气象干旱频发,而干旱对生态系统生产力及碳循环产生重要影响,森林生态系统作为陆地生态系统最大的碳库,在应对气候变化中发挥着不可替代的作用。净初级生产力作为陆地生态系统碳储备的首要环节,直接表征了区域生产能力和碳平衡调节能力。基于CASA模型估算了2001~2010年湖北省森林植被净初级生产力,基于SPI指数和SAINPP指数探究了干旱对其生产力的影响。结果表明,湖北省气象干旱的范围和强度对森林生态系统净初级生产力影响显著:(1)发生轻度、中度和重度干旱时,NPP分别会降低26.09%,32.67%和38.28%;(2)在大面积遭遇干旱的年份,NPP低值的森林面积明显增加,且干旱范围越广,植被生产力均值越低;(3)森林生态系统生产力降低的面积比例随干旱强度的增加呈线性趋势上升,SPI值小于-0.4,森林生态系统将有一半区域生产力水平降低;当SPI小于-1.6,超过80%的森林生产力都会降低。     

1983～2012年长江流域地表净辐射变化特征

本文采用统计相关分析、Morlet小波分析、Rodionov时间序列分析与GIS空间分析等技术方法,分析了1983年7月至2012年9月长江流域SRB和CERES地表净辐射月产品的时空变化特征.结果表明:拟合后遥感产品比气象辐射站点观测值整体高15.8％,平均误差为15.31 W/m2,均方根误差为21.58W/m2.长江流域地表净辐射多年均值为78.0W/m2,整体呈下降趋势,于1996年突降,存在16年和10年周期;季相上,呈夏＞春＞秋＞冬.空间上,呈现西部地区＞东部地区＞中部地区;1996～2012年相较1983～1995年净辐射整体下降,其中上游流域降幅大于中下游;净辐射降低主要出现在5～7月,降幅较大地区主要是长江上游流域部分地区和长江中游流域纬度较低地区.研究结果对于认识长江流域的气候变化条件下的能量和水分循环过程等具有重要意义.     

近40年气候变化对江西自然植被净第一性生产力的影响

根据全球气候变化的趋势,采用植被净第一性生产力模型,对江西省南昌、吉安、赣州3地近40年气候变化对自然植被净第一性生产力（NPP）的影响进行研究,并模拟了3地自然植被NPP在未来气候3种水热条件下的变化趋势。此外还以1980年江西全省自然植被NPP为例分析了自然植被NPP的区域分布特征,结果表明：3地近40年自然植被NPP平均值分别为1319 、1311和1320 t/hm2〖DK1〗·a,总体上都呈上升的趋势。 当年均气温增加2℃且降水量增加20%时,NPP值增加了149%~1585%;随着年均气温增加2℃且降水量减少20%,NPP减少了477%~516%;当年均气温增加2℃且降水量不变时,NPP增加了530%~569%。江西自然植被NPP区域分布特征由东、南、西3个方向向北呈放射状分布,随着地形由高山向丘陵、平原的方向变化而减小。     

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。     

长江经济带全要素碳生产率的时空演化及提升潜力

将碳排放引入全要素生产率分析框架之中,利用Malmquist指数对长江经济带2000~2013年的全要素碳生产率进行测算。实证研究结果显示:(1)从时间维度来看,在此期间长江经济带碳生产率一直处于震荡上升的趋势,而全要素碳生产率处于较平稳的状态,年均增长率为2%;(2)从空间差异来看,长江经济带上中下游碳生产率区域差异明显,下游中游上游,全要素碳生产率下游区域高于中上游区域,而中游区域和上游区域则处于"追赶-超越-被反超"的状态;(3)上游区域全要素碳生产率增长的动力为技术效率的提高,中游区域全要素碳生产率平均下降了0.1%的原因为技术进步恶化的幅度已经完全抵消了技术效率提升带来的变化,下游区域主要是通过技术创新推动最优生产前沿向外移动使得全要素碳生产率平均增长了4.4个百分点;(4)安徽和贵州两地碳生产率提高的空间最大,而云南、四川和重庆地区也可通过技术进步、技术创新促进碳生产率的提高,上海、浙江、江苏和江西的碳生产率提升空间最小。     

近55年来华东地区旱涝时空变化特征

基于华东地区89个气象站点近55年逐月降水资料,运用趋势分析法、IDW空间插值法、标准化降水指数(SPI)等方法,分析了1960~2014年期间我国华东地区旱涝灾害时空变化特征,并探讨了淮河南北旱涝的时空差异。结果表明:(1)近55年华东地区降水量整体呈波动上升趋势,其中淮河以北地区降水量呈波动下降趋势,而淮河以南呈上升趋势。(2)从年尺度旱涝变化看,华东地区雨涝频率大于干旱频率,但干旱强度大于雨涝强度,且淮河以南地区的干旱强度大于淮河以北,而雨涝强度小于淮河以北。(3)华东地区南北旱涝站次比呈反向发展趋势,即淮河以北旱灾影响范围不断扩大,雨涝影响范围不断减小,淮河以南与之相反。(4)华东地区严重旱涝频率在空间分布上呈南北反向格局,即淮河以北旱灾频率高,涝灾频率低;淮河以南涝灾频率高,旱灾频率低。     

不同土地利用类型的地表特征参量的遥感反演研究——以猫跳河流域为例

利用2007年5月Lansat5 TM数据,运用单通道算法,基于全国遥感监测土地利用/覆盖分类体系,对贵州省猫跳河流域的地表特征参量进行了反演,得到不同土地利用类型下的典型地表特征参数值。在3种主要的土地利用类型中,林地的植被指数最高、地表温度最低,农田的植被指数最低而地表温度最高,草地介乎林地和农田之间。城镇建设用地主要表现为热岛效应,而水域则主要表现为地表温度（LST）和归一化植被指数（NDVI）的双低特征。进一步对二级土地利用类型的分析表明,由于结构、功能的不同,土地利用二级类在地表特征参量方面也表现出了有规律地变化。有助于深入认识不同土地利用类型的物理特征,可以丰富主要土地利用类型的影像分类的先验知识,有望将不同土地利用方式的生态环境效应研究推进一步     

基于洪水过程的农业洪灾变化遥感快速评估模型及其应用

洪涝灾情的准确测度需要同时兼顾淹没区的面积大小和淹水时长信息。利用淹没区内由水和作物等多种地物所组成的"复合水体"不同于水体的波谱时间变化特性,将不同洪灾时期的水体指数和植被指数进行信息复合,以有效凸显水体和洪涝淹没区之间的影像差异,据此进行了灾初期、峰期和中后期等3个时次受淹范围的有效识别。在此基础上,根据洪涝灾情随着淹没时长而加重以及灾区内淹水时长非均匀分布的特性,建立基于淹没时长的受淹面积不等权参与的洪灾扩展动态度指数(Variation Index of Flood,VIF)和区域灾情比较指数(Comparison Index of Flood Disaster,CIFD)两种模型,并将模型应用于鄱阳湖区2016年夏季农业洪涝灾害的时空变化遥感监测。结果显示,应用上述两种模型不仅可以准确获取鄱阳湖区本次农业洪涝灾情的演变趋势,而且能够方便地对比分析区域内不同地方的受灾程度。鄱阳湖区在2016年6月23日~7月25日期间的洪涝灾情具有由弱增强再趋弱的特征,其VIF指数由初始阶段(6月23日~7月9日)的3.75降至后续阶段(7月9日~7月23日)的1.29;鄱阳县是研究区内受灾最严重的区域,其CIFD指数值居于研究区内各受灾县市之首,该县受灾总面积以及多次被淹的灾区面积均高于其他县市。