黔中非农业土壤CH4的地-气交换及其影响因素

利用密闭箱-气相色谱法在2006~2007年对黔中地区退耕荒草地、灌丛、马尾松林和阔叶林土壤甲烷的交换通量进行原位观测。结果表明:亚热带喀斯特非农业土壤是大气CH4的一个吸收汇,相同植被条件下,淋溶石灰土吸收的CH4高于黄壤,而不同植被条件下土壤CH4的交换通量则因土壤类型的不同而有差异。土壤CH4交换通量的季节变化总体趋势表现为两个吸收峰,主要的吸收峰在温度较低的12月至次年2月,另一个较弱的吸收峰在7月至9月。统计分析表明,当温度<10℃时,土壤温度是影响土壤CH4吸收的主要控制因素;温度>10℃时,0~5 cm的土壤水分成为控制土壤CH4吸收的主要因素。     

新疆艾比湖流域平原区景观植被属性特征研究

在对新疆艾比湖流域平原区进行景观生态分类的基础上,利用“3S”技术叠置研究区草地资源类型图与景观类型图,对研究区景观植被属性特征进行分析。结果表明,研究区主要为荒漠、草原和草甸,共有33个植物群落类型,小蓬荒漠、梭梭荒漠、刚毛柽柳荒漠等各类荒漠面积合计约占研究区总面积的74．10％,芦苇草甸、含胡杨的芦苇草甸及矮嵩草草甸等各类草甸及草原面积也较大,占研究区总面积的18．34％。     

基于植被指数和地表温度的冬小麦遥感干旱监测

针对河北省冬小麦主要种植区2007年发生的一次春旱过程,利用MODIS8天合成遥感资料,结合地面站点数据,分析植被供水指数及其多年距平值在冬小麦生长旺期对站点和区域尺度的旱情响应,探求其在河北省冬小麦旱情日常监测中的可操作性。研究结果表明：在三个典型干旱站点,植被供水指数多年距平值与土壤相对湿度多年距平值有较为一致的时间动态;在区域尺度,植被供水指数对水分亏缺状况敏感,与20cm土壤相对湿度的相关性较好。利用植被供水指数建立的遥感监测模型可用于反演冬小麦种植区旱情空间格局,结果与地面观测资料基本吻合。     

黄河流域植被覆盖度变化及驱动因素

利用Google Earth Engine(GEE)遥感云计算平台通过像元二分模型反演出1999~2019年植被覆盖度,采用一元线性回归和变异系数法来研究FVC的变化趋势特征及其稳定性,通过地理探测器进行植被变化的驱动分析。结果表明:黄河流域FVC总体上西北低东南高;中高和高被覆盖区分别占研究区总面积的21.74%和17.87%;近20a年黄河流域FVC已有较好改善,流域中部植被改善最明显,改善区域占流域总面积的48.52%;FVC的稳定性以较平稳为主。降水、日照时间及相对湿度三个驱动因子对黄河流域FVC影响力最强。各驱动因子对FVC影响存在交互作用,以双因子增强或者非线性增强为主,双因子交互作用增强了单因子的影响;本研究也揭示了促进植被生长的各因子最适宜范围,有助于更好地理解自然和社会因素对植被覆盖变化的影响及其驱动机制。     

2000—2018年鄂尔多斯市植被覆盖度变化及驱动因素分析

植被变化是一个复杂而漫长的过程,受气候变化、土地利用、生态工程、城市化等多种因素的影响,其中人类活动是植被覆盖度变化的重要影响因子,评估区域植被覆盖度的人为影响值具有重要的研究意义. 鄂尔多斯市融入新一轮西部大开发、黄河流域生态保护和高质量发展、黄河“几”字湾都市圈及内蒙古自治区的重要经济增长极等国家和区域战略,是国家重要能源和战略资源基地,且位于我国北方防沙带的南侧,对维护国家整体生态安全具有重要作用. 本文以鄂尔多斯市为研究区,利用遥感数据、气象数据、土地利用数据,采用基于变异系数的人为影响模型,分析鄂尔多斯市2000—2018年植被覆盖度的时空变化,定量探究气候与人类活动对植被变化以及生态环境的影响,识别人类活动影响区域,区分正向、负向影响. 结果表明:2000—2018年鄂尔多斯市植被覆盖度平均值呈现波动性上升趋势,从0.23升至0.35,总体呈现由低、中覆盖向中高、高覆盖转化的趋势. 2000—2018年NDVI变异系数为0.005~4.360,植被稳定性较弱,变异系数高值区与气候因子的相关性未达到显著性水平. 人为变异系数为?0.25~1.50,研究区西部受人类干扰程度较大,而东部受干扰程度较小. 人类活动的正向影响区域主要集中在研究区东部,占研究区总面积的54.00%,与近年来生态保护修复治理密不可分. 人类活动的负向影响区域主要分布在鄂托克旗西北部等区域,土地利用类型为工矿用地,且这些区域是采矿场增加区域之一,很大程度上受到矿产开发的影响,同时该区域处于防风固沙屏障区和生物多样性优先区,不仅关系到鄂尔多斯市的人居安全保障,而且关系到内蒙古自治区乃至京津冀、华北及西北地区的生态安全. 因此需进一步加强人类活动管控工作,协调好经济发展与环境保护的关系,保障生态环境质量持续改善,为地方政府生态环境监管与干旱半干旱区生态保护修复提供科学依据,同时为黄河流域高质量发展以及我国北方生态安全屏障构筑提供重要保障.      

植被恢复背景下黄河中游及6个典型流域蒸散发及其组分变化格局

植被变化可通过改变下垫面条件的方式,调节植被蒸腾与土壤蒸发的分配比例,进而影响区域乃至全球水循环过程。自20世纪90年代以来,我国开展了大规模的植被恢复工程,全国植被覆盖度得到了极大提高,其中尤以黄河中游最为显著。以黄河中游6个典型植被恢复流域为研究对象,利用PML_V2模型和水文气象数据,验证了该模型模拟植被快速变化环境下的蒸散性能,并分析了2003—2018年间植被恢复工程背景下,黄河中游蒸散发（ET）及其组分（植被蒸腾Ec,截留蒸发Ei,土壤蒸发Es）的时空变化格局。结果表明：（1）对比流域水量平衡ET与PML模型结果,发现该模型在黄河中游具有较好的适用性（NSE >0.6）。（2）Ec对ET的分布格局起着主导作用,蒸散发及其组分的空间格局由夏季风作用下的植被空间分布所控制。Ec与ET的空间分布格局较为相似,Es与其相反。ET、Ec、Ei均呈显著增加趋势,Es则呈显著减小趋势,尤以流域中下游最为明显。（3）植被恢复背景下,黄河中游典型流域的蒸散发及其组分发生了明显的变化。相较于所在流域,流域中植被恢复区ET、Ec、Es、Ei分别偏高2.20%、5.86%、0.86%、7.44%,速率分别偏高-0.51 mm/a、0.55 mm/a、-1.11 mm/a、0.05 mm/a。     

“双碳”背景下中国能源消费碳排放与植被固碳的时空分异

为理解中国能源消费碳排放(ERCE)与植被固碳(VCS)的演变特征及空间差异,基于气象数据、遥感数据、土地覆盖数据及统计资料等,分别在全国尺度、省域尺度和县域尺度上,定量分析2000~2017年我国ERCE和VCS的动态变化与空间分异格局,并利用碳压力指数(CPI),表征二者之间的相互关系.结果表明:(1)我国ERCE和人均ERCE在2000~2017年间表现出显著增加趋势(P<0.01),但二者分别在2013年和2012年以后出现小幅下降;空间上,二者呈现出“北高南低、东高西低”的差异特征;(2)VCS和人均VCS均在2010年以后呈现快速增加趋势(P<0.01),幅度分别为148.09×10⁶t/a和0.04t/(人·a),东北、西南和黄土高原等区域VCS和人均VCS的增加幅度明显高于其他地区;(3)全国约有近1/3的省份CPI多年平均值在1以上(即ERCE高于VCS),其中上海、天津、江苏、山东、宁夏的CPI平均值较高,且增幅也相对较大,反映出这些区域具有较大的减排压力.研究结果可为我国不同区域碳减排政策的制定提供科学依据.     

从田块到水体：基于源-流-汇理念的非点源污染全过程核算方法

目前,国内外已开展了大量农业非点源污染核算研究,但大部分经验模型缺乏对非点源污染入水体过程的考虑,而机理模型则受到资料限制,大尺度应用难度较大.针对传统研究面临的未考虑入水体过程、难以精细化模拟等核心问题,本研究基于源-流-汇理念和栅格汇流算法,构建了耦合源负荷核算、入水体过程核算、植被截留核算等模块的农业非点源污染物全过程核算方法(Grid confluence based agricultural nonpoint source pollution calculation method,GC-ANPSM).案例研究表明,GC-ANPSM方法具有较好的适用性,径流模拟误差为24.3%,总氮模拟误差为9.78%.该方法可为少监测资料地区的农业非点源污染物全过程核算提供理论和技术基础,同时为制定农业环境保护政策提供决策依据.     

近40年来山东省南四湖水生植被演变及其驱动因素

基于2019年南四湖水生植被调查结果,结合历史资料,分析了1983～2019年全湖水生植被演变情况。结果表明:1)近40年来,南四湖优势种数量下降,结构发生改变,耐污种菹草代替不耐污种轮叶黑藻、微齿眼子菜等成为优势种;2)物种丰富度急剧下降,由74种下降为16种;3)水生植被总面积大幅缩减,挺水植物面积减少93.7%;4)单位面积生物量减少,植被生产力降低。造成这种水生植被演变的主要因素包括:1)湖泊水位波动对植被生长影响显著,2002年的极度干旱压缩了水生植被的生存空间;2)湖泊营养水平变化诱发优势种演变更替;3)人类活动干扰水生植被的生长与分布等。建议控制湖区内不当的人类活动,更好地保护南四湖湿地生态系统的健康,促进水生植被的恢复。     

黄土高原子午岭植被自然恢复下的固碳特征

为分析黄土高原生态脆弱区植被自然恢复的碳汇效应和植被群落特征变化对生态系统碳密度的影响,采用时空互代的方法,研究了子午岭地区150 a恢复年限内8个演替阶段{坡耕地、撂荒10 a草地、20 a草地、白刺花[Sophora davidii(Franch.) Skeels.]、白桦(Betula platyphylla Suk.)、油松(Pinus tabulaeformis Carr.)、辽东栎(Quercus wutaishanic Mary)+油松(Pinus tabulaeformis Carr.)混交林和辽东栎}下植被-土壤系统的固碳特征,探讨了群落特征变化对植被-土壤系统碳密度的影响.结果表明,调查植被群落盖度从坡耕地阶段的85%波动增加到乔木阶段的100%.物种数量、Margalef指数、Shannon-Wiener指数、Pielou指数和Simpson指数总体呈现出先快速增加后缓慢降低直至趋向稳定的变化特征,演替中期(白桦)达到峰值.植被各组分(地上生物、地下根系、枯落物)的生物量和碳密度在演替过程中呈指数函数关系增加,即白桦以前增加缓慢,白桦和油松阶段显著增加(P<...