基于面向对象的石漠化山区植被信息提取及分布特征研究

重庆东北部地区是重庆岩溶石漠化重点治理区,该区地形复杂,山高坡陡,植被退化现象严重。了解该地区的植被分布特征,对该区环境的改善和石漠化治理具有十分重要的现实意义。基于Landsat OLI等数据,运用面向对象分类方法对研究区植被信息进行提取,然后对分类后的数据进行统计、制图和分析,并在空间布局上进行总结和探讨,旨在了解该区域植被的空间分布特征和规律。结果表明：（1）在eCognition 9.0软件中进行多尺度分割,再结合地物类型特征使用隶属度函数法进行分类,该方法符合山地地物类型的分布规律和特点,分类精度达到81.35%;（2）研究区属典型的中山地区,海拔在500~1 500 m之间的地区约占64.49%,林地和耕地是该区域主要的地物类型,所占总面积为8 872.22 km2,占研究区总面积的96.50%,各地物类型分布受地形地势的影响较大;（3）综合研究区地形因子(高程和坡度)与植被分布的相关性可知,耕地和草灌主要分布在高程为200~1 500 m且坡度等级在2~4级（5°~35°）之间,该区域人类活动频繁,故受人类活动影响较大,植被覆盖度低,群落生长不稳定,容易受到干扰。针阔混交林主要分布在高程>500 m且坡度等级在2~4级（5°~35°）之间。马尾松林、阔叶林和柏木林主要分布在高程大于500 m且坡度等级在2~5级（5°~45°）之间。 关键词： 多尺度分割;面向对象分类;地形因子;植被空间分布     

喀斯特地貌区植被覆盖与地形因子的空间关系分析——以贵州普定县为例

以贵州省普定县为研究区,选取区内植被覆盖为研究对象,综合运用遥感和GIS技术,借助空间叠加分析,研究了区内植被覆盖度分别随地形因子变化的规律,再利用普定县土地利用现状图与植被覆盖分布图和各地形因子叠加综合并结合分布指数分析了地形因子与植被覆盖分布的格局。研究结果表明：（1）向阳坡向、低海拔地区以低植被覆盖度为主;高程1 400~1 600 m的地区,坡度在25°以上的地区,坡向上东北坡、北坡、西南坡、西北坡的地区,地表切割深度30~40 m上的地区为植被分布的优势地形位;（2）在优势地形位上各级植被覆盖的分布面积波动较大,这也体现了植被覆盖的分布格局与地形因子的空间关系具有较大的不确定性;（3）人为因素对植被发育、分布的影响较大,地形因素通过影响会限制人类活动,而间接影响或有利于植被的生长。研究结论有助于揭示普定县植被覆盖的空间分布和变化特征,对喀斯特区域生态环境的评价和改良具有重要的参考价值,同时也为喀斯特地区植被修复、保护和石漠化防治提供决策依据     

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。     

青藏公路路堤边坡水土保持措施及效益分析

公路建设加速了区域的原有侵蚀,为了摸清公路边坡的侵蚀特征,寻找有效的防治措施,在青藏公路边坡布设不同水土保持措施的径流观测小区,进行了两年的观测（2003年和2004年）,结果表明：（1）工程措施具有较好的水土保持效益,其减流（减沙）效益在第一年和第二年分别达到3883％（8189％）和48.72％（9581％）,其中截排水措施的水土保持效益一方面说明公路路面来水也是边坡侵蚀的重要动力,有效拦截路面来水将会极大地减少径流和泥沙,另一方面也说明要提高公路边坡土壤侵蚀的预测能力,应该将路面来水作为重要的驱动力之一;（2）植被措施可以起到一定的减流减沙效果,其中人工植被措施有很大的潜力,其减蚀效益都在50％以上;（3）综合措施表现出了极好的水土保持效益（减流在40％以上,减沙在97％以上）,尤其土工格室+植被措施,兼具水土保持与景观双重效益。该研究可以为青藏高原地区的水土保持设计和生态环境保护规划提供数据支持。〖     

“3S”技术在土壤侵蚀研究中的应用

“3S”技术是进行土壤侵蚀研究的有效工具，可以对土壤侵蚀分布与强度的动态变化进行快速监测，为水土保持决策提供依据。介绍了水力土壤侵蚀分类分级标准；研究了植被覆盖度、坡度和土地利用因子的TM影像判读方法：以TM432合成的假彩色图像和NDVI植被指数灰度图像提取植被覆盖度、DEM数据派生坡度数据、土地利用现状图获得耕地分布。以湖北省东北地区为研究区域，通过对植被覆盖度、坡度和土地利用指标的综合分析确定了该区土壤侵蚀现状和动态变化。在ARC/INFO 软件支持下，利用研究区2000年的TM图像对该区土壤侵蚀强度、空间分布进行了分析，并与1995年调查数据进行了比较，分析了研究区土壤侵蚀动态变化。     

Local and global factors in organization of Central-European orthopteran assemblages

Our case study revealed that organization of the studied local assemblages is dominated by mechanisms uniform globally, from which in Central-Europe (1) vegetation height, (2) overall vegetation cover, (3) cover of the dicotyledonous and mesophilous monocotyledonous species, (4) microclimate, (5) annual rainfall and (6) insolation in April have main importance. Life-form- and ecotype-structure of the assemblages in habitats characterized by similar vegetation-structure and microclimate seem to be conservative at Eurasian scale, but species-composition of the local variants is determined by individual effects of zoogeography, landscape structure, landuse and habitat-history.     

江西庐山自然保护区主要森林植被水土保持功能评价

随着环境压力的与日俱增以及森林过度采伐带来的生态危机的加剧,森林生态系统控制水土流失与涵养水源功能的量化及机理研究已成为各国生态学家、林学家、水土保持学家共同关注的课题。以江西庐山自然保护区的6种主要森林植被为研究对象,基于野外调查和室内实验获取的相关数据,采用层次分析法,选取郁闭度、丰富度指数、土壤容重、毛管孔隙度、土壤稳渗速率、枯落物储量、枯落物分解强度、海拔、坡度等15个指标构建多层次多指标的水土保持功能评价体系,根据层次总排序结果,分别计算出各指标的权重,并利用线型评分函数求出各森林植被类型水土保持功能的综合评价值,即6种主要森林植被类型水土保持功能排序为:常绿阔叶林玉山竹林常绿-落叶阔叶混交林落叶阔叶林黄山松林马尾松林。     

基于决策树—山体阴影模型的植被信息提取研究

植被是土地覆被分类的重要内容,植被分类对研究流域生态具有重要参考价值。鄂西犟河流域是南水北调中线工程的重要水源地,该区以中低山和丘陵为主,地形起伏剧烈,导致遥感影像存在大量阴影,制约了植被分类的精度。基于LandSAT OLI影像,使用ArcGIS的Hillshade模块,输入DEM数据和传感器具体参数,计算得到影像成像时刻阴影的准确分布;统计野外采集地物样本点在MNDWI、NDVI和RVI等指数上的差异;结合决策树分类法,分别设定阴影和非阴影下6类样本的阈值进行分类。结果表明:(1)该方法总分类精度能够达到92.93%,Kappa系数为0.912;(2)阴影和非阴影区植被具备明显的同物异谱和异物同谱特征,表现为阳面的植被指数整体高于阴面;3类林地的RVI值由高往低依次为:灌木,混交林和针叶林。(3)传统经验模型在不同纬度的适用性不同,无法精确提取阴影的范围,降低了分类精度;决策树—山体阴影模型作为一种智能分类方法,能够还原Landsat OLI影像准确的阴影分布,提高山地和丘陵等阴影面积大、形状复杂区域的植被分类精度。     

基于MODIS NDVI的攀枝花市植被覆盖变化及其驱动力#br#

攀枝花市位于金沙江与雅砻江的交汇处是长江上游生态脆弱区,也是天然林保护工程和退耕还林工程等的重点实施区。基于2001~2010年MODIS NDVI数据,以及同时期的气象数据和其他辅助数据,利用最大值合成法（MVC）、趋势分析法以及线性相关分析等方法研究了攀枝花市植被覆盖时空变化及其与气候因素和人类活动的关系。研究结果表明：攀枝花市植被覆盖整体较高,属于高植被覆盖区域,年际尺度上,植被覆盖呈上升的趋势,增长速率为0.02/10 a;从年内来看,9月NDVI达到最大值,NDVI最小值出现在3月;植被覆盖在水平空间上呈“南低北高”的分布特征,并在垂直空间上呈现出显著的差异性,研究区植被覆盖分别在海拔2 000~3 000 m、坡度30°~40°达到最大值;受水热条件的影响,阴坡（0°~45°, 315°~360°）植被覆盖高于阳坡（135°~225°）,而平地（-1°）植被覆盖度最低;就整个研究区而言,植被退化的面积与增加的面积分别占0.7%和44.4%,增加的面积远大于退化的面积;年际尺度上植被受气温的影响高于受降水的影响;大规模生态工程建设是研究区植被覆盖增加的主要驱动因素。 关键词： 植被覆盖变化;归一化植被指数;气候变化;人类活动;攀枝花市     

向家坝工程扰动区不同修复类型边坡土壤养分及土壤酶活性特征

土壤养分和土壤酶活性是土壤质量评价的重要指标，为明确向家坝工程扰动区不同修复类型边坡土壤养分及土壤酶活性特征，该研究以向家坝工程扰动区4种不同类型的人工恢复边坡：植被混凝土（CBS）、厚层基材（TBS）、客土喷播（OSS）、框格梁（FBS）为研究对象，以天然林（NF）边坡为对照，测定分析土壤养分含量、土壤酶活性及其相关关系。结果表明：（1）4种人工恢复边坡土壤pH均高于NF，且均属碱性；（2）CBS、TBS土壤全量养分和土壤速效磷含量均显著高于OSS、FBS和NF；TBS显示出土壤氮营养的明显优势、CBS显示出土壤磷营养的明显优势；（3）人工恢复样地土壤蔗糖酶、过氧化氢酶和多酚氧化酶酶活整体高于NF；OSS、FBS土壤脲酶、蔗糖酶、纤维素酶和磷酸酶活性差异均不显著；（4）TBS当前状态接近接近NF；OSS、FBS在土壤养分和土壤酶活性两方面均呈现较大的相关性。综上，CBS、TBS两种人工恢复手段对于向家坝工程扰动边坡土壤养分持续性和土壤酶活性影响较好，TBS发展趋近天然林，OSS、FBS对于土壤酶活性影响积极，但养分累积效果稍差。     

Relationship between Habitat Properties and Composition of Communities in Conifer–Broadleaf Forest

Ecological and phytocenotic features of forest communities were studied in the southwest of Moscow oblast. Based on the ecomorphological groups of species prevalent in the herb–dwarf shrub and moss layers, five groups of communities typical of the conifer–broadleaf forest zone were distinguished (small-herb, small herb-large herb, large-herb, moist-herb, and mixed-herb communities), and their composition was analyzed. Discriminant analysis of the species composition of lower vegetation layers revealed significant differences between the syntaxa, with the percentage of correct classification being 89.8%. To evaluate ecological determination of the above groups of communities, a hypothesis was tested concerning the correlation of their composition with ecotope properties. This hypothesis was verified by means of (1) ordination by ecological indicator values and interpretation of the axes, (2) revealing differences in ecological regimes between habitats of the syntaxa, and (3) combined analysis of on-ground and remote sensing data, particularly spectral brightness of satellite images and morphometric characteristics of the terrain surface. The results confirmed the informativeness of the syntaxa distinguished based on the species composition of the ground vegetation layer and mapping of the ecological regimes of habitats.     

基于GIS技术的黔中地区人居环境自然适宜性评价

以黔中地区作为研究区,采用GIS与RS技术,选取地形、土地、植被、气候、水文与石漠化等自然因子,以250 m×250 m栅格为基本单元,在评价单因子人居适宜性的基础上,构建人居环境指数(HEI)模型,探讨黔中地区人居环境自然适宜性特征及其空间差异。研究结果表明：(1)黔中地区人居环境指数介于14.16~88.97之间,平均值为50.02,空间分布上从西北向北、东、南,从中山地貌区域向低中山、河谷、槽坝区域递增,地形起伏度是区域人居环境自然适宜性空间分布差异的主要限制因子;(2)整个黔中地区以一般适宜区为主,占黔中地区总面积的31.76%,其次是临界适宜区,占25.16%,然后是比较适宜区23.13%,不适宜区为10.19%,高度适宜区最少,仅占9.76%;(3)最适宜居住区域主要分布在地形起伏度较小,植被覆盖度高,海拔高度适中,且降雨丰富、地表水资源丰富的中东部区域,不适宜区域分布在毕节市境内七星关区、大方县以及织金县等,平均海拔高度在1 700 m以上的区域,其余零星分布在研究区。 关键词： GIS;人居环境;自然适宜性;黔中地区     

基于GIS技术的万州区人居环境自然适宜性

科学度量人居环境自然适宜性空间格局,对于界定主体功能区和人口发展功能区、引导人口合理分布与流动,促进人口与资源协调发展具有重要意义。运用GIS技术,建立包括地形起伏度、地被指数、水文指数和自然灾害危险度的万州区人居环境自然适宜程度空间格局。结果显示万州区的人居环境指数介于1642~8460。沿长江一带自然适宜程度最高,西北其次,东南部最差。比较适宜区面积最广,占万州区总面积的31%;一般适宜区居次,占2481%;临界适宜区占1892%;高度适宜区面积占1576%,不适宜地区面积最小,仅占95%。万州区总人口的7713%分布在一般适宜区及其以上的区域,相应面积占全区域的7158%,说明人居环境的自然适宜程度从根本上决定着万州区人口分布的地理格局。实证表明基于GIS技术的测评人居环境自然适宜性的空间格局,能引导人口有序流动和适度聚集,促进人口与经济社会、资源环境的协调和可持续发展提供科学依据和重要参考     

山地城市边缘土地利用格局与变化的地形梯度分布特征分析——以重庆市巴南区为例

地形作为重要的自然基底因子,在很大程度上影响土地利用变化与空间格局形成。以重庆市巴南区为例,借助GIS和RS手段,利用Landsat TM遥感数据和DEM数据,采用地形位指数、分布指数和土地利用程度综合指数等计算方法,对巴南区2000、2010和2015年土地利用格局与变化的地形梯度分布特征进行了分析,探讨了土地利用格局与变化和地形梯度的相互关系,以期为相似地形条件下的山地城市边缘区的人地关系研究提供支撑或参考。研究结果表明：（1）巴南区土地以中、高级地形位为主,海拔200 m以下,坡度8°以下的土地资源较为匮乏;（2）研究期内,中、低级地形位区间内大量耕地转变为建设用地,土地分布结构变化导致二者的分布优势区间均向更高级地形位区间转移;（3）土地利用程度综合指数曲线呈倒“V”型,波峰逐渐向中级地形位区间移动,可以印证在研究期内巴南区低丘缓坡区域内土地利用强度逐渐提升。     

基于InVEST模型的太行山淇河流域土壤侵蚀特征研究

基于土地利用数据、数字高程模型数据(DEM)、土壤类型数据、降雨数据、植被覆盖指数(NDVI),结合地理信息系统(GIS)和遥感,计算降雨侵蚀力因子(R)、土壤可蚀性因子(K)、植被覆盖因子(C)、水土保护措施因子(P),借助InVEST模型对淇河流域2015年山地生态系统的土壤侵蚀进行研究。结果表明:(1)淇河流域微度侵蚀、轻度侵蚀、中度侵蚀、强烈侵蚀、极强烈侵蚀和剧烈侵蚀面积分别为932. 80、617. 13、282. 46、159. 58、141. 64和93. 84 km~2;土壤侵蚀总量为7 225 839. 54 t,平均土壤侵蚀模数为32. 45 t/(hm~2·a);(2)在各土地利用类型中,土壤侵蚀主要发生在林地、草地和耕地。草地和林地多分布在地形起伏度较大的高海拔区,潜在的土壤侵蚀量较大,土壤侵蚀强度也较大。虽然未利用地占流域总面积很小,但侵蚀模数最大;(3)淇河流域土壤侵蚀与坡度、海拔和地形起伏度等地形因子具有密切关系,土壤侵蚀模数随着海拔的升高先增大后降低,海拔在1 200 m处达到峰值,土壤侵蚀模数随着坡度和地形起伏度的增加而不断增大。坡度和起伏度越大,坡面土壤的不稳定性愈大,在外力作用下发生下移的可能性就愈大。海拔600～1 200 m、坡度大于15°、地形起伏度70～500 m的区域土壤侵蚀状况严重,是土壤侵蚀防治的重点区。土壤侵蚀是山地生态脆弱性响应的重要指标,山地流域的土壤侵蚀研究对评估区域生态环境质量有重要意义。     

长江三峡水库气候效应数值模拟

在地形坐标系中建立了一个三维静力平衡的大气-土壤耦合模式,模式详细考虑了复杂地形、植被和水面的热力、动力过程。与其它中、小尺度模式相比其独特之处是：此模式在地表与植被冠层建立的辐射平衡方程和能量平衡方程中,均详细地考虑了坡度、坡向的影响。观测表明,长江三峡江面水温的日变化小于3℃。长江三峡段水流湍急,江水上下交换十分剧烈,各处水深变化较大,使模拟江水的动力、热力过程变得十分困难。所以,在研究中忽略了江水温度的日变化,模式中作为动力、热力外强迫因子,水库建成后的改变仅为水面海拔高度的升高和水面区域的扩大,水面温度是常数。用此模式模拟研究长江三峡建成前后气象要素场的日变化过程,通过计算它们的差别来分析水库的小气候效应。结果表明风、温、湿气象要素场在方圆近10 km范围内均有不同程度的改变,但变化幅度不大。     

青藏高原东缘典型流域生态系统#br# 服务的地形梯度效应#br# ——以岷江上游为例

山地生态系统受地形因素影响在垂向上呈现出明显的空间分异特征,厘清山地生态系统服务的空间分异特征是区域土地利用和生态系统管理的基础。以青藏高原东缘典型流域岷江上游为研究区,将2000、2005、2010年土地利用数据及DEM数据作为数据源,运用地形位指数、相对变化率和敏感性系数,研究土地利用变化下的生态系统服务价值的地形梯度效应。结果表明：（1）岷江上游土地利用类型以林地和草地为主,约占总面积的60%和30%;2000～2010年,1~4级地形位上除未利用地外的其他土地利用类型分布指数变化较为明显,林地和耕地不断降低,草地、水域和建设用地不断升高。（2 ）研究期内岷江上游生态系统服务价值总量和各类型生态系统服务的价值随地形位的升高均呈倒V形变化;2000～2010年,研究区1~12级地形位上生态系统服务价值呈增加趋势,13~20级地形位上呈减小 趋势。（3）2000～2010年,各地形位上生态系统服务价值变化趋势与研究区一致;除1级地形位上生态系统服务价值变化幅度略高于研究区外,2~20级地形位上的变化幅度与研究区基本一致。（4）研究 区各土地利用类型的单位面积生态系统服务价值敏感性系数均小于1,单位面积生态系统服务价值的变化缺乏弹性,研究结果可信;2000～2010年各地形位上水域、草地和荒漠敏感性系数不断上升,林地 和耕地敏感性系数不断下降。通过对土地利用变化驱动下的生态系统服务价值的地形梯度效应进行定量测度,明晰了生态系统服务价值随地形梯度变化所呈现的空间分异规律及其变化特征,为保护区域 生态系统,合理利用土地资源提供理论依据。 关键词： 土地利用;生态系统服务;地形位指数;地形梯度;岷江上游;青藏高原东缘     

近34年祁连山南坡植被覆盖变化与气象因子关系研究

基于1982~2015年GIMMS NDVI数据，通过趋势线法和相关性分析方法，对祁连山南坡植被覆盖变化及影响因素进行分析。研究结果表明：（1）祁连山南坡植被覆盖整体呈显著上升趋势，线性回归增速为0.99%/10 a；各季节平均NDVI依次为夏季>秋季>春季>冬季， NDVI变化斜率排序依次为冬季>夏季>秋季>春季； NDVI月变化趋势基本一致，夏季NDVI在2004~2015年最大。（2）近34年来，祁连山南坡大部分区域属于常绿区域，三时间阶段植被增加面积整体表现出增加-减少-增加趋势，且在2004~2015年之间植被增加面积最大，占比为92.66%，增加速度最快的区域在门源县境内。（3）在影响因素方面，研究区NDVI与气温的相关性（0.58）大于降雨的相关性（0.27），研究区生长季 (4~9月)植被覆盖受气温和降水共同影响。     

鄱阳湖水生植被30年演变及其驱动因素分析

基于1983和2013年两次鄱阳湖综合科学考察植被调查结果发现,30年来鄱阳湖水生植被呈退行性演变。主要体现在：（1）水生植被面积大幅缩减,沉水植被面积减少37.7%,菱等敏感物种面积减幅为87.6%;（2）群落结构简单化,组成物种由5～8种下降至3～5种,苦草替代竹叶眼子菜成为优势物种;（3）生物多样性降低,单位面积生物量减少。驱动此演变的主要因素包括：（1）长期持续的低枯湖水位压缩了水生植物的生存空间;（2）湖水氮磷浓度增加恶化沉水植被的生境;（3）洪水灾害干扰沉水植物正常生长发育,诱发沉水植被演替;（4）过度的人类活动直接或间接损害沉水植被。为了遏制退行性演变趋势、保护湿地植被生态系统的健康,建议采取有力的湖泊管理措施,将人类活动控制在湿地生态系统可承受范围之内。     

Indicatory aspect of the geographic analysis of plant communities with respect to floristic composition on mountain slopes differing in exposure (the Polar Urals)

Latitudinal geographic groups of vascular plant, moss, and lichen species included in tundra communities and lower vegetation layers of larch forest and open forest have been analyzed with respect to their distribution according to different altitudinal levels and slopes differing in exposure. Prevailing plant groups have been identified. The results were compared with corresponding data on the composition of plant communities in the neighboring flatland area (Kharp Research Station).