基于RS和GIS的生态系统健康评价

生态系统健康评价可以认识区域生态系统健康状况、识别生态环境问题,为制定科学的生态保护对策提供依据,对提高可持续发展和环境管理具有重要的指导作用。文章由压力-状态-响应（P-S-R）概念模型建立了生态系统健康评价指标体系和评价模型,运用RS和GIS技术及统计学分析法,形成程序化、系统化的生态系统健康评价技术方法体系,并以高平市为案例,运用定量的方法对其生态系统健康进行综合评价及分级研究,通过对压力、状态、响应评价结果及健康综合评价结果的分析,结合高平市生态系统健康的自然条件状况与人类活动影响,探讨了影响区域健康的因素,为高平市资源的合理利用与保护提供科学依据。结果表明该技术对生态系统健康评价是切实可行的。     

干旱区生态系统耦合关系的特征分析

干旱区生态系统耦合关系的特征差异表现在水热状况、景观带谱、小气候效应以及人为活动等方面。在特定的区域上，经度、纬度、海拔以及下垫面的特征是决定系统耦合特征最为基本的要素；而自然地理要素的变化，则是区分和判定耦合关系及其类型的重要因素。依据自然地理学与景观生态学等学科的理论与方法，结合相关原则，对具有典型意义的MODS耦合关系——昆仑山一和田绿洲一塔克拉玛干沙漠系统，以及天山一阜康绿洲一古尔班通古特沙漠系统的耦合关系的特征进行了比较，并分析了MODS耦合关系的一般规律。     

城市绿色空间及对城市热岛效应的影响

采用遥感技术结合实地测定的研究方法,利用1987年至2001年遥感卫星影像数据,建立了北京市不同年份的城市绿色空间专题图和热岛分布图,分析了13年中北京城市绿色空间及热岛效应的演变特点,评价了城市发展及城市绿化对热岛效应的影响。结果表明:受城市化的影响,14年中北京城市绿色空间变化明显,城市热岛效应也随之发生明显变化;随着城市建设范围的扩大,原有自然植被不断减少,热岛影响范围随之扩大;随着市区内的绿化建设,绿色空间总量增加,热岛效应有缓解的趋势。     

降雨与植被耦合关系对土壤侵蚀的影响分析——以密云水库上游为例

基于TRMM降雨降雨资料时间序列数据和MODIS-NDVI16d合成产品的时间序列数据,分析密云水库上游降雨与植被的耦合关系对侵蚀的影响。结果表明：（1）侵蚀将发生在降雨强度大,同时植被覆盖差的时段,而密云水库上游地区植被的年内生长曲线形态与降雨的分布形态相似性较大,表明研究区的植被具有较好的保护水土能力;（2）研究区侵蚀主要发生在7—8月,而在1—3月以及11—12月几乎不会发生侵蚀;（3）研究区侵蚀的发生与植被覆盖有很紧密的联系,大部分的侵蚀发生在植被覆盖差的＂其他＂类内。研究方法可以清楚地了解研究区内降雨与植被的耦合关系及对侵蚀的影响,研究的结果将为在年内选择具有代表性的时段分析侵蚀状况提供很好的参考资料。     

中国城市工业污染强度与经济增长耦合关系

利用幂函数模型对中国46个重点城市1993-2006年人均GDP和7项工业污染强度指标进行曲线拟合,用于描述和分析我国城市经济发展与工业污染强度的耦合状态,经模型推导提出了“效率弹性系数”,作为度量城市经济与工业污染控制协调发展程度的指标。拟合统计结果显示,中国城市工业污染强度与经济增长的关系曲线形状有明显的幂函数特征。样本城市在“曲线簇”中的位置能揭示“后发优势”以及经济-环境耦合水平优劣的信息。对样本城市效率弹性系数的统计分析证明,该系数可以作为城市经济环境管理的决策依据。     

基于RS和GIS的北京市顺义区生态网络构建与优化

生态网络的构建能够减轻因城市化速度加快导致景观破碎化带来的危害,对城市生物多样性的保护具有十分重要的意义.基于景观生态学和保护生物学相关原理,以顺义区为例,在GIS和RS技术的支撑下,采用最小费用模型来定量表征模拟潜在廊道,叠加绿地、水系、道路网络,构建自然-经济相耦合的复合生态网络,并据此有针对性地提出复合生态网络的优化对策和建议.结果表明:(1)研究区的东部适宜生物的栖息与迁移,其中汉石桥湿地与唐指山生态区位尤为重要;(2)随着生物迁移的廊道宽度增加,研究区生态廊道结构中的生态因素不断下降,建造难度加大;(3)通过将3种网络叠加,发现研究区存在着阻碍物种迁移的待修复的重要生态裂点.研究结果可为研究区生态网络构建和优化提供理论和技术支撑,同时可为其他城市区域生态网络构建提供参考.     

农村小流域景观结构与水质耦合关系分析——以仪征市陈集镇为例

选择江苏省仪征市陈集镇2个典型的农村小流域进行水质监测和景观空间分异耦合关系研究,结果表明:不同地势区景观结构差异明显,水环境特征也有较大差别。随着地势的降低,总氮、总磷浓度在小徐庄流域呈降低趋势,而高塘流域则先升高后降低;总磷、总氮、氨氮、硝态氮浓度与源景观比例、沟渠密度和景观多样性指数具有良好的相关关系,逐步回归分析发现,94%的总氮浓度由源景观比例和沟渠密度决定,80%以上的氨氮和硝态氮浓度由源景观比例决定。因此,可以通过对流域景观结构的优化调整,达到对流域景观中养分的有效管理,实现对农业非点源污染的控制。     

衡阳紫色土丘陵坡地不同恢复阶段土壤微生物与养分的耦合关系

采用空间代替时间序列的方法,对衡阳紫色土丘陵坡地不同恢复阶段土壤微生物特征与养分的耦合关系进行研究。结果表明,1）不同恢复阶段土壤养分存在明显差异,从裸荒地阶段（Ⅰ）、草本阶段（Ⅱ）、灌木阶段（Ⅲ）到乔木阶段（Ⅳ）,土壤含水量、土壤有机质、全氮、碱解氮和速效磷显著增加（P<0.05）,全磷、pH 值逐渐减小（P>0.05）,全钾和速效钾的差异变化不大。2）不同恢复阶段微生物总数显著增加（P<0.05）,其中细菌数量显著增加（P<0.05）,真菌数量的大小顺序为草本阶段（Ⅱ）>裸荒地阶段（Ⅰ）>灌木阶段（Ⅲ）>乔木阶段（Ⅳ）（P<0.05）;放线菌数量的大小顺序为草本阶段（Ⅱ）>乔木阶段（Ⅳ）>裸荒地阶段（Ⅰ）>灌木阶段（Ⅲ）（P<0.05）。裸荒地阶段（Ⅰ）,细菌数量与放线菌数量呈显著正相关（P<0.05）,草本阶段（Ⅱ）,放线菌数量与真菌数量呈极显著正相关（P<0.01）,灌木阶段（Ⅲ）和乔木阶段（Ⅳ）,细菌数量、真菌数量和与放线菌数量之间呈极显著正相关关系（P<0.01）。3）相关分析表明,不同恢复阶段微生物量碳、微生物量氮和微生物量磷之间的相关性性达显著或极显著水平（P<0.05或P<0.01）,土壤微生物量与土壤养分的关系密切（P<0.05或P<0.01）,而微生物数量与土壤养分的相关性较弱（P>0.05）。4）典型相关分析表明,不同恢复阶段土壤微生物属性和土壤养分的耦合关系不同。裸荒地阶段（Ⅰ）,土壤含水量、土壤有机质、全氮和全磷主要影响微生物量碳、微生物量氮和微生物量磷（P<0.01）。草本阶段（Ⅱ）,土壤有机质、全磷和 pH 值起较大作用,主要影响微生物量碳、细菌、真菌（P<0.01）。灌木阶段（Ⅲ）,土壤有机质、全磷和pH主要影响微生物量碳、微生物量氮和真菌（P<0.01）。乔木阶段（Ⅳ）,全磷、碱解氮和pH值主要影响微生物量碳、微生物量氮和细菌（P<0.01）。研究结果对于构建衡阳紫色土丘陵坡地植被恢复技术体系具有理论与实践意义。     

基于RS和GIS黄河三角洲水禽生境因子变化分析

将影响水禽生境选择的因子划分为水、食物、隐蔽物和干扰4类.用遥感(Rs)和地理信息系统(GIS)软件对黄河三角洲地区3期TM数据进行处理,对各生境因子采取一定的分类方法,得出该地区3个时期各生境因子图.通过面积、斑块数变化及转移矩阵的分析可以看出,各生境因子的结构发生了明显的变化,变化表现为干扰加重,积水地区面积增大,谷物草籽面积及适宜隐蔽物范围减少.人类的有意识活动(干扰)是引起各生境因子发生变化的主要驱动力.生境因子变化对水禽生境既有正面影响,又有负面影响.图9表5参30     

基于RS和GIS的武汉市生态系统服务价值变化研究

以武汉市为例,利用从1996年和2001年TM数据中获取的景观数据,估算了武汉市生态服务价值并分析了景观之间的转化所引起的生态服务价值的变化。结果表明:各景观类型中水域景观的生态服务价值贡献系数最大,达到2.869;研究区域生态服务价值总量变化不大,2001年比1996年只下降了3688.79万元,但各景观生态服务价值变动很大,其中库塘生态服务价值增加了2.38亿元,河流的生态服务价值减少了2.33亿元,其变化率分别达到40.74%和-9.16%;由于河湖被占用所造成的生态服务价值损失达到9891.68万元,城市建设占用其它景观类型所带来的生态服务价值损失达到9908.37万元,这说明建设用地的发展对其他自然景观占用已经影响到了武汉市生态系统服务功能发挥。     

遥感与GIS支持下的城市绿地信息提取方法研究--以深圳市为例

城市绿地作为城市结构中的自然生产力主体，在城市系统中起着重要作用。传统的城市绿地调查多采用人工普查并结合统计学方法进行城市绿地调查，需要投入大量的人力和资金，但得到的数据精度和现时性都较差，而采用高分辨率遥感卫星数据与地理信息系统相结合的方法，可以达到对城市绿地遥感数据的快速特征提取和准确的空间统计分析。文章采用基于遥感和GIS相结合的方法，并以深圳市为例，进行了城市绿地特征提取方法的研究和应用分析。     

基于遥感与GIS的土壤侵蚀强度快速估测方法

针对土壤侵蚀问题,提出了一种基于遥感数据、气象数据、土壤数据的区域土壤侵蚀快速估测方法。首先,通过对土壤侵蚀问题形成原因和影响因素的分析,确定土壤侵蚀敏感性因子;其次,利用遥感(RS)、GIS技术提取土壤侵蚀敏感性因子信息;然后,在GIS系统支持下,运用主成分分析方法,进行土壤侵蚀强度分级;以北京密云水库周边区域为例,进行了土壤侵蚀估测方法的应用,并对该区域的土壤侵蚀空间特征进行分析。研究结果表明:(1)区域土壤侵蚀快速估测方法与实际情况有较好的一致性;(2)密云水库周边地区土壤侵蚀以微度和轻度侵蚀为主,所占面积比例为67.51%,中度以上侵蚀仅占面积的1.46%;(3)土壤侵蚀受坡度、地貌影响明显,中度侵蚀主要发生在低山、丘陵区以耕地为主的土地利用上以及坡度在大于25°的阳坡地带。     

广州市城市热岛时间变化特征及与大气总悬浮颗粒物关系的研究(英文)

文章研究了1985-2005年期间广州市城市热岛强度时间变化及与大气总悬浮颗粒物浓度的关系.结果表明.由于经济的快速增长和城市化进程不断加快,广州市城市热岛效应十分明显,年平均热岛强度在0.20～2.10℃之间波动.受季风等大范围气候背景及降雨的影响,月平均热岛强度具有明显的季节变化特征,总体上呈"U"字形变化,其中7月份热岛强度最低,11月份最高.不同时次(02:00,08:00,14:00和20:00)的热岛强度以08:00时最高,而以14:00最低.最低温度下的热岛强度呈现出稳定增长的趋势(平均值为1.09℃),显示出广州近地面平均气温上升以最低温度最为明显.自1994年之后广州市大气总悬浮颗粒物水平呈现出明显的下降趋势,然而1982年到1998年期间仍然超过了国家大气质量二级标准所规定的浓度限值0.200 mg/m3.研究还表明,广州城市年平均热岛强度与年平均大气总悬浮颗粒物浓度之间存在显著的负相关,负相关系数为-0.676.尽管市区大气总悬浮颗粒物可以反射太阳辐射,降低日照时间,最终产生致冷效应,但是广州城市热岛效应是全球气候变暖下的大气增温和悬浮颗粒物降温之间平衡作用的结果.     

基于森林清查和遥感的城市森林净初级生产力估算

城市森林作为陆地生态系统的组成成分之一,研究其在全球碳循环中的地位和作用有很重要的意义.文章以上海城市森林为研究对象,开展基于基于森林清查数据和遥感技术的城市森林净初级生产力(NPP)估算研究.首先,根据选取上海市典型的森林植被类型,设置森林植被样方,测量反映植被生物学特性的特征参数,包括林龄、胸径、树高和叶面积指数(LAI)等,采用能反映林龄和蓄积量共同影响的生产力回归模型估算了样方NPP,建立了基于LAI的样方NPP回归模型;其次,利用一景相近时相的SPOT5影像,经进行几何纠正和辐射定标后,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的区域森林LAI遥感估测模型;最后,根据建立的样方NPP回归模型以及区域LAI遥感估测模型,进行尺度化转换,估算出区域尺度上的上海城市森林净初级生产力.通过比较与前人运用传统方法研究估算的NPP,精度可达到89%,且本模型简单可行.因此本研究可为快速定量评估城市森林碳储量提供依据.     

Crustacean habitat potential mapping in a tidal flat using remote sensing and GIS

To make a macrofaunal (crustacean) habitat potential map, the spatial distribution of ecological variables in the Hwangdo tidal flat, Korea, was explored. Spatial variables were mapped using remote sensing and a geographic information system (GIS) combined with field observations. A frequency ratio (FR) and logistic regression (LR) model were employed to map the macrofauna potential area for the Ilyoplax dentimerosa, a crustacean species. Spatial variables affecting the tidal macrofauna distribution were selected based on abundance and biomass and used within a spatial database derived from remotely sensed data of various types of sensors. The spatial variables included the intertidal digital elevation model (DEM), slope, distance from a tidal channel, tidal channel density, surface sediment facies, spectral reflectance of the near infrared (NIR) bands and the tidal exposure duration. The relation between the I. dentimerosa and each spatial variable was calculated using the FR and LR. The species was randomly divided into a training set (70%) to analyse habitat potential using FR and LR and a test set (30%) to validate the predicted habitat potential map. The relations were overlaid to produce a habitat potential map with the species potential index (SPI) value for each pixel. The potential habitat maps were compared with the surveyed habitat locations such as validation data set. The comparison results showed that the LR model (accuracy is 85.28%) is better in prediction than the FR (accuracy is 78.96%) model. The performance of models gave satisfactory accuracies. The LR provides the quantitative influence of variables on a potential habitat of species; otherwise, the FR shows the quantitative influence of a class in each variable. The combination of a GIS-based frequency ratio and logistic regression models and remote sensing with field observations is an effective method to determine locations favorable for macrofaunal species occurrences in a tidal flat.     

基于LandsatTM影像的武汉市热岛效应研究

采用定量遥感与GIS相结合的方法,利用武汉市2006年TM遥感影像,定量分析武汉市植被指数和热岛效应的关系和空间分布。在空间剖面上,研究了植被指数（NDVI）与地表辐射温度的关系并对植被指数（NDVI）与地表辐射温度进行了回归拟合。在此基础上,研究了武汉市热岛空间分布,解释了武汉市热岛等级空间分布的特点。研究结果表明：植被指数（NDVll与地表辐射温度存在着明显的负相关性;随着植被覆盖的变化,城市建设用地的地表辐射温度明显比其他土地类型敏感;城市中工业区和人口活动密集的商业区热岛强度高;水体和绿地对于分割城市热岛和缓解热岛效应有显著作用。该研究可为城市生态规划、用地合理布局等提供参考。     

辽东湾双台子河口湿地翅碱蓬（Suaeda salsa）生物量遥感反演研究

通过现场采集辽东湾双台子河口翅碱蓬（Suaeda salsa）光谱数据,收集标准样方（1 m×1 m）的翅碱蓬生物量（Biomass）,建立相关植被指数与翅碱蓬生物量的遥感反演回归算法,发现辽宁双台子河口湿地翅碱蓬生物量与植被指数PVI、SAVI和MSAVI的相关系数R2较高,直线回归方程相关系数分别达到0.626、0.698和0.679。同时,利用得到的估算模型,结合1990—2005年的双台子河口的TM影像数据,反演该区域翅碱蓬分布面积和生物量。结果发现：辽东湾双台子河口湿地翅碱蓬面积变化呈先降后升的趋势。通过植被指数（NDVI、RVI、PVI和MSAVI）和生物量的算法反演,发现翅碱蓬生物量曲线与分布面积曲线的变化趋势一致。     

城市居住区景观绿化格局改善热环境变化的遥感监测分析

以上海中心区域同地段的独立小区为研究对象,利用遥感技术对影响居住区内热环境改善方面的几个主要关键因子（居住区面积、建筑容积率、绿化覆盖率、乔木配置和斑块破碎率）进行了分析模拟,以期为解决居住区热环境状况,提供准确、有效的科学数据。结果表明,在区域平均气温达35℃时,居住区绿化覆盖率每增加10%,可降温0.15℃;居住区乔木面积比每增加10%,可降温0.17℃;居住区平均斑块面积每增加100 m2,可降温0.1℃。总体上,居住区的热岛效应随着绿化率、乔木比例和平均斑块面积的增加而降低,居住区温度与着绿化率、乔木比例和平均斑块面积之间存在显著的负相关,通过这3个指标拟合建立的居住区＂热环境指数＂,可以为航片拍摄获取每个居住区的热环境状况而成为可能。