浙江省植被物候变化及其对气候变化的响应

基于改进的Savitzky-Golay滤波算法重构了2001-2010年MODIS NDVI时间序列数据,反演了浙江近10 a来的植被生长状况,利用分段多项式拟合和动态阈值法提取了自然植被重要物候期(生长季开始时间、结束时间和生长季长度等),分析了植被物候期的年际变化趋势和空间分异特征,并结合同期气象数据,探讨了植被物候变化与气候变化的关系.主要结论如下:①浙江植被覆盖有所减少,整体下降趋势不显著,平均植被生长季为222 d,长度略有延长,其中开始时间提前趋势不显著,而结束时间推迟显著.②植被生长季为3月下旬至11月中旬,植被生长季的开始时间从北往南逐渐推迟,生长季结束时间相对集中,其中生长季延长的区域面积和缩短的区域面积相当.③气象要素与关键物候期参数的相关性分析表明冬季的热量供给是影响浙江植被生长开始的重要因子,植被生长季前期温度积累的增加有利于植被生长;生长季结束时间与当年温度呈极显著正相关,与当年降水和湿润指数的减少呈负相关,但影响不显著,从与各相关月、季度相关分析来看,秋季干湿程度对植被生长季结束时间影响相对较大.     

2000-2013年塔里木河流域生长季NDVI时空变化特征及其影响因素分析

受塔里木河流域综合治理工程实施和近期气候变化的影响,流域植被覆被时空分布产生一定的变化,厘清植被覆被与流域气候变化及人类活动的关系可以为塔里木河流域生态维护与治理提供科学参考依据。为此,论文以NDVI为指示因子,运用趋势分析、R/S分析、偏相关分析以及残差分析等方法,分析了2000-2013年综合治理工程期间NDVI的时空变化特征,并探讨及区分降水、气温气候因子以及人类活动对植被覆被变化的影响范围和程度,结果表明：1）2000-2013年,塔里木河流域植被生长季NDVI总体呈现增加趋势,增加速率为0.8%/10 a,平原区增速明显高于山区;且开都河-孔雀河流域山区、塔里木河干流的上、中游部分地区呈现比较明显的退化趋势。与此同时,塔里木河干流下游生长季NDVI持续改善。2）山区植被覆被变化主要受气候变化的影响,其中温度是高山区植被生长的主要限制因子,温度的增加促进植被的生长;中低山区以及出山口平原地区植被生长季NDVI变化是降水和温度共同作用的结果,且主要受降水的影响。降水与植被生长季NDVI变化呈正相关,温度与植被生长季NDVI变化呈负相关。3）平原绿洲区植被生长季NDVI增加主要是绿洲灌区面积不断增加以及塔里木河流域生态治理工程对植被恢复的结果,人类活动是该区域植被生长的主要驱动力。4）塔里木河干流生态闸工程在恢复下游植被的同时,也在一定程度上影响了上、中游地区的用水,尤其是导致中游植被出现退化趋势,退化速率约为0.1%/10 a。相关部门应进一步加强水资源的合理配置,充分发挥生态闸工程的水资源调度调控作用。     

乌梁素海东部流域非生长季草地土壤细菌群落结构的垂向差异

草地是区域生态系统的关键组成部分,其土壤细菌群落结构在元素迁移及生态多样性系统中发挥着重要作用.为对比分析寒旱区典型草地土壤中细菌群落的空间结构差异,在5月初(新的生长季开始之前,即非生长季),对内蒙古乌梁素海东部流域草地土壤样品进行了采集,获得不同区域30 cm和60 cm深度土壤样品各5个,利用16S rRNA高通量测序方法对样品细菌群落结构进行了分析.结果显示：(1)Actinobacteriota、 Proteobacteria、 Chloroflexi、 Acidobacteriota、 Gemmatimonadota、 Planctomycetota、 Methylomirabilota和Crenarchacota等菌门在30 cm和60 cm样品中相对丰度占比均超过1%,且60 cm样品中相对丰度高于30 cm样品的优势菌门有6个,优势菌属有5个,OTU则为8个.不同深度样品中优势菌门、菌属乃至OTUs的相对丰度变化和其在细菌群落结构中的贡献性趋势并不完全对应;(2)来源于Armatimonadota和Verrucomicrobiota门的norank＿f＿＿norank...     

基于MODIS数据的内蒙古草地光能利用率时空变化分析

光能利用率(常以ε表示)直接影响草地植被的能量分配和光合速率,是影响NPP形成的重要参数之一。论文以MODIS数据及地面气象数据为数据源,在GIS和RS的支持下,研究了2003年内蒙古地区生长季草地的光能利用率(ε)及时空变化。结果表明,内蒙古地区生长季草地光能利用率(ε)在0～0·292 9 gC·MJ-1之间,平均值为0·220 4 gC·MJ-1。该地区草地生长季光能利用率空间分布规律明显,总体上呈由高纬度的东北部地区向低纬度的西南部地区逐渐降低的趋势,与该地区降雨空间分布相同。内蒙古地区生长季所有草地类型的平均光能利用率(ε)季节变化呈明显的单峰变化,其增长速率从5月开始为单调递减。     

内蒙古植被覆盖变化及其与气候、人类活动的关系

植被覆盖状况是评估生态环境的重要指标。利用GIMMS数据集的8 km分辨率的NDVI数据和气候数据,对内蒙古地区1982—2000年植被覆盖变化进行了分析,并评估了降水与该地区植被的相关关系,在此基础上探讨了人类活动对内蒙古地区植被覆盖变化的影响。研究中采用了相关分析和残差分析,结果表明,在过去19年中内蒙古地区植被NDVI总体上呈轻微上升趋势,且存在着显著的空间差异。同时内蒙古地区植被NDVI与降水有很好的相关性,植被受降水的影响较大。此外,人类活动对内蒙古一些地区的植被变化也起到了建设或破坏的作用。     

全球气候变化背景下吉林省生长季水热变化及其种植策略研究

论文旨在揭示全球气候变化背景下,吉林省平原地区和林区的低、 中、 高海拔地区生长季水热变化规律,并据此提出各地区作物种植调整途径。研究结果表明:平原地区生长季积温增加和生长季长度延长及初日提前、 终日延后的变化最大,种植策略的调整空间最大;林区中、 高海拔地区的生长季长度和积温变化大于低海拔地区,三个海拔地区生长季长度的变化主要是生长季终日延后贡献的。以玉米种植为例,平原地区可提前播种时间,延后收获时间,改种晚熟品种代替中晚熟品种;为躲避严重的春旱,其西部地区可延后播种时间,仍然种植中晚熟品种。林区低海拔地区玉米种植以中晚熟品种代替中熟品种,林区中海拔地区用中早熟、 中熟品种代替早熟、 中早熟品种,林区高海拔地区可用中早熟品种代替极早、 早熟品种,三个地区主要通过延后收获时间,达到作物成熟所需热量。     

西藏草地生长季产草量动态变化及可持续发展策略

论文利用西藏地区草地产草量实际调查数据和NDVI数据集,建立西藏草地产草量估算模型,定量分析了1987—2010年间西藏草地生长季的产草量时空变化特征。研究表明：1987—2010年间,那曲地区草地产草量增速最大,增幅为54%,而拉萨地区草地产草量呈现负增长,减幅为4%。在空间分布上,总体呈现由西北向东南递增趋势;产草量增加的地区主要位于西藏中北部,南部多为产草量减少的区域。西藏草地产草量增加的区域面积占草地总面积的76.04%;产草量减少的区域面积仅占全区草地面积的23.96%。在年代际变化上,1996—2006年10 a间西藏产草量增加的区域面积显著大于减少的区域面积。为了改善西藏草地生态系统状况,进一步提高草地产草量,论文从草地开发利用、空间格局、病虫害防治和退耕还草生态补偿等方面提出西藏草地资源可持续发展策略。     

2010～2019年雅鲁藏布江中游植被变化及其对气候因子的响应——以拉林铁路段为例

基于2010～2019年MOD13Q1/NDVI数据,结合研究区地形、1∶100万植被类型图和气象数据,采用趋势分析法、相关分析方法,探讨在气候变化背景下雅鲁藏布江拉林铁路段植被覆盖的时空演变规律及植被与气温、降水的相关性研究.结果 表明,2010～2019年研究区生长季NDVI值呈波动上升趋势,增速为0.2％/10a...     

1982—2009年青藏高原草地覆盖度时空变化特征

利用GIMMS和SPOTVGT两种归一化植被指数(NDVI)数据对青藏高原地区1982—2009年期间草地覆盖的时空变化进行研究,结果如下:①青藏高原草地植被覆盖的年际变化存在着显著的空间差异。趋于升高的区域主要分布在西藏的北部和新疆的南部;趋于下降的地区主要分布在青海的柴达木盆地、祁连山、共和盆地、江河源地区及川西地区。②青藏高原草地覆盖度年际变化趋势分析表明,在90%的显著性检验水平上,降低和增加面积的比率为0.31,草地植被覆盖水平总体趋于升高态势。③以10 a为步长的分析表明:草地盖度呈现持续增加的区域主要分布在西藏北部;阿里地区草地盖度表现为先减少后增加;雅鲁藏布江流域草地盖度呈现先增加而后减少;而持续减少的区域主要分布在青海省以及川西地区,其中青海省分布最广;统计结果显示,高原大部分地区草地盖度具有升高的态势。     

MODIS NDVI与MODIS EVI对气候因子响应差异

以喀斯特地区植被为研究载体,利用2001-2010 年MODIS NDVI、MODIS EVI 序列和气候资料,分析两种植被指数与同期及前1-9 期水汽压、降水量、相对湿度、最高气温、最低气温、平均气温、露点温度、气压、风速、日照时数多个气候因子的相关性及响应差异,为合理选择植被指数序列对植被进行监测研究提供参考。结果表明:①喀斯特地区植被EVI和NDVI与多数气候因子显著相关,但二者对气候因子的响应有明显差异。除日照外,EVI 与其他各气候因子相关性明显高于NDVI。与NDVI相关性较高的气候因子为日照、最高气温、平均气温,其对应的相关系数平均为0.616、0.535、0.474;而与EVI相关性较高的气候因子为水汽压、平均气温、露点温度,其对应的相关系数平均为0.857、0.844、0.839。②喀斯特地区植被EVI和NDVI对多数气候因子的响应存在明显的滞后性,较之于EVI,NDVI对气候因子的响应更为滞后。EVI与气候因子的相关系数最高时期多出现在前1 期,NDVI与气候因子的相关系数最高时期多出现在前2 期。两种植被指数对日照、风速的响应无滞后性。除相对湿度、日照、风速外,各站点两种植被指数与其他各气候因子在0-9期的响应趋势均较一致。     

内蒙古天然草地资源精细化气候区划研究

根据内蒙古107个气象站资料,利用梯度距离平方反比法,推算出内蒙古自治区气候数据的千米网格数据图形。根据内蒙古实际草原类型和畜种结构的分布规律,确定了内蒙古5类草原类型、6个产草量等级和5类主要放牧家畜地理分布的气候区划指标。利用气候区划指标,对栅格点气候数据进行分级,绘制了内蒙古自治区天然草原草地类型、产草量和主要放牧家畜地理分布的区划图,并分区进行评述。研究结果可为内蒙古畜牧业生产区域合理布局提供科学依据。     

浅析生态文明理念对内蒙古草原旅游资源开发重要性

生态文明是继农业、工业文明之后,适应新形势而提出的.以直接解决与人类生存相关的生态问题为己任,用于指引人们实现可持续发展为目标.在内蒙古地区,草原是最具内蒙古特色和开发价值的资源,然而在近几十年的开发中严重违反了生态文明理念,以致出现草场退化、生物生存危机等状况.在当前内蒙古草原出现的严重问题的情况下,很有必要去探寻生态文明理念的重要价值.结合中国传统文化中天时地利人和的重要思想,实现在“因时制宜、因地制宜、以人为本及各方因素协调共促”理念下新的草原开发.     

1981—2010年内蒙古草地土壤有机碳时空变化及其气候敏感性

草地土壤有机碳储量巨大,其较小幅度的波动即可能显著反馈于气候变化. 基于1981—2010年内蒙古自治区境内及其周边共计92个气象台站气候要素插值数据,采用空间化的生物地球化学模型——CENTURY 4.5,模拟分析近30年来内蒙古草地表层(0~20 cm)土壤有机碳的空间格局与动态变化特征,并通过构建气候变化情景探讨其对主要气候要素的敏感性. 结果表明:近30年内蒙古草地表层土壤有机碳密度平均值约为1.99 kg/m2(以C计),在空间上呈由东北向西南逐渐减少的分布特征. 近30年来内蒙古草地表层土壤有机碳密度略有增加,年均增幅约0.22%,其中草甸草原的增速〔14.25 g/(m2·a)〕最大,荒漠草原的增速〔1.36 g/(m2·a)〕最小. 草地表层土壤有机碳密度年际变化差异明显,1980s至1990s的增加较为缓慢,1990s至2000s的增幅约为前者的2倍,其中草甸草原和典型草原土壤有机碳增幅较大. 气候敏感性分析结果显示,区域降水量变化可能是近30年内蒙古草地表层土壤有机碳密度变化的主要影响因素,但不同草地类型表层土壤有机碳密度对气候变化的敏感性存在较大差异;典型草原与草甸草原表层土壤有机碳变化主要受控于降水量变化,荒漠草原则主要受控于温度变化.      

内蒙古草原挥发性有机物排放通量的研究

2002年夏季,利用静态箱方法,对我国内蒙古草原生态系统挥发性有机物的排放进行了首次测量,同时观测了太阳辐射、温湿度等参数.结果表明,异戊二烯是草地挥发性有机物排放中的主要成分.异戊二烯的排放有明显的日变化、逐日变化和季节变化规律.因子分析表明,可见光辐射、温度、水汽含量是影响异戊二烯排放的主要因子,而且可见光辐射是控制其排放过程的最主要因子.根据相关分析,在考虑影响异戊二烯的排放因子时,不仅要考虑通常的影响因子--可见光辐射、温度,还要考虑水汽的作用.箱方法的使用不可避免地造成箱内外太阳辐射、温湿度等的差别,因此,必须考虑修正采样箱对挥发性有机物排放通量带来的影响.2002年夏季,异戊二烯排放通量(C)的最大值为1649.3μg/(m²·h).6、8、9月采样期间异戊二烯排放通量的日平均值分别为886.6、707.0、427.2μg/(m²·h).     

基于IOCS的内蒙古潜在植被NPP空间分布特征研究

以综合顺序分类系统(IOCS)为基础,利用1985-2009年内蒙古及周边常规气象站的观测资料,采用NPP分类指数模型模拟内蒙古各潜在植被类型NPP,分析其空间分布特征及NPP与气候因子之间的关系。研究表明:①内蒙古地区植被NPP在空间分布上表现出一定的经向分布特征,多年均值介于0~366.5 gC·m^-2·a^-1之间,高值区中心分布在大兴安岭东北部;②各潜在植被类型中,碳汇潜力贡献率最大的潜在植被类型为微温微干温带典型草原类(ⅢC),其值为23.6%;最小的为寒温微干山地草原类(ⅡC),接近于0;③内蒙古潜在植被类型NPP表现出明显的干湿地带性和纬度地带性,且随寒温→微温→暖温、微干→微润→湿润→潮湿的变化其NPP值逐渐增大;但暖温极干暖温带荒漠类(ⅣA)和暖温干旱暖温带半荒漠类(ⅣB)并不符合这一规律,主要原因是较高的温度和较少的降水,达不到植被物质生长的需求。     

定量评估气候变化对长江中下游地区植被GPPGS变化的影响

在区域和植被类型尺度上定量厘定气候因子对长江中下游地区生长季植被GPP（GPP_GS）的直接、间接和综合影响,可为全球气候变化背景下区域植被资源管理与恢复提供科学依据.利用MODIS GPP数据、气象数据和植被类型数据,结合Theil-Sen Median趋势分析和Mann-Kendall显著性检验探究长江中下游地区植被GPP_GS时空变化特征,并通过通径分析揭示气候因子对长江中下游地区整体和不同类型植被GPP_GS变化的直接影响、间接影响和综合影响.结果表明：①2000~2021年长江中下游地区植被GPP_GS呈波动上升趋势,上升速率（以C计,下同）为2.70 g·（m²·a）^-1 （P<0.01）.不同类型植被GPP_GS均呈极显著上升趋势（P<0.01）,其中,灌丛上升速率最高,为3.31 g·（m²·a）^-1,栽培植被上升速率最低,为2.54 g·（m²·a）^-1.②长江中下游地区GPP_GS呈上升趋势的面积占比为88.11%.不同类型植被GPP_GS呈上升趋势的面积占比均大于84%.③通径分析结果表明,降水和最高气温对植被GPP_GS的直接影响呈显著正向影响（P<0.05）,而太阳辐射呈不显著正向影响（P≥0.05）.最高气温、降水和太阳辐射对植被GPP_GS的间接影响均呈非显著负向影响（P≥0.05）.在直接影响和间接影响的综合作用下,降水和最高气温对植被GPP_GS呈不显著正向影响（P≥0.05）,而太阳辐射对植被GPP_GS呈不显著负向影响（P≥0.05）;不同植被类型上,降水是影响栽培植被GPP_GS变化的主要气候因子,最高气温是影响针叶林、阔叶林、灌丛和草丛GPP_GS变化的主要气候因子.④长江中下游地区植被GPP_GS变化主要受最高气温、降水和太阳辐射的直接影响,降水的直接影响对植被GPP_GS变化的主导区域占56.72%.研究结果可为量化长江中下游地区植被固碳潜力和全球气候变化背景下制定因地制宜的生态恢复治理政策提供参考.     

基于MODIS影像内蒙古草地火排放污染物动态研究

运用自主设计生物质燃烧系统,测定草本燃烧排放因子,基于MODIS火点数据,运用排放因子法对内蒙古区域2000~2017年草本燃烧排放污染物时空格局进行分析.结果表明,狼尾草、芦苇、拂子茅和狗尾草CO₂、CO、NO_x、C_xH_y、PM_2.5、TC、OC和EC排放因子范围为1402.6~1550.1,140.3~253.8,0.67~1.55,21.5~93.7,3.74~6.89,1.66~3.06,1.42~2.71和0.23~0.44g/kg;区域生物质密度时空分布不均匀,地上生物质密度总体呈东北向西南递减趋势.草地总燃烧生物量为8061.46kt,排放各污染物CO₂、CO、NO_x、C_xH_y、PM_2.5、TC、OC和EC总量分别为：11296.13,1609.79,10.80,408.96,44.50,20.06,17.23,2.83kt;共发生49374次草地火,火面积和火点密度从东北向西南逐渐递减,月变化呈双峰分布,主峰火点（3月）显著高于次峰（9月）.