基于MODIS的北洛河流域植被盖度变化研究

为揭示国家实施退耕还林还草政策以来北洛河流域植被盖度的时空变化特征,采用MODIS反演的2001—2017年植被覆盖数据,分析了北洛河流域2001—2017年光合植被覆盖度的时空变化特征。结果表明:①2001—2006年、2007—2012年、2013—2017年3个时段植被盖度均值分别为60.2%、63.2%和68.5%,植被覆盖状况空间差异明显,3个时段均表现出上游黄土丘陵沟壑区植被盖度最低、中游土石山林区植被盖度最高的特征;②2001—2017年北洛河流域植被盖度整体上表现为上升趋势,植被盖度上升面积占比为90.9%,其中显著上升、上升但不显著面积占比分别为44.3%、46.6%,黄土丘陵沟壑区、黄土高塬沟壑区、土石山林区植被盖度年均变率分别为1.18%、0.64%、0.42%;③对全流域植被盖度显著提高的主要贡献地区为黄土丘陵沟壑区,贡献率为46.3%,主要贡献县域志丹县、吴起县、富县、甘泉县的贡献率分别为23.1%、20.4%、10.6%、10.2%。     

近20年塔里木河干流生态环境变化遥感监测分析

针对塔里木河流域综合治理后生态环境的变化状况及植被的恢复状况等热点问题,基于遥感时空变化分析方法从土地利用、地表水体和植被覆盖度的时空变化方面分析了近20年来塔里木河干流生态环境的变化状况。结果表明:(1)塔里木河干流土地利用受到人类活动的影响显著,自2000年以来,塔里木河干流耕地面积增加显著,净增2 229 km~2,草地面积整体下降,萎缩3 157 km~2;(2)综合治理以来,下游河段2009—2018时段水体出现频率明显高于2000—2008时段,水体出现频率提高约15%;(3)2000年以来,塔里木河流域的植被覆盖度持续增加,特别是下游河段植被覆盖度增加明显,覆盖度增加18%。但中、上游流域的植被覆盖度的增加趋势主要贡献来源于耕地,中上游地区耕地的增加仍会对塔里木河流域的生态保护和恢复造成一定的影响。     

基于GIS和CSLE的高淳慢城土壤侵蚀评估

本研究以高淳慢城地区为研究对象,采用地理信息系统(GIS)和中国土壤流失方程(CSLE)结合的方法,研究了区域土壤侵蚀的时间和空间变化。结果表明,随着慢城区域开发过程,区域土壤侵蚀模数呈现先增加后下降的变化趋势。慢城地区2007年土壤侵蚀模数明显小于2014年和2015年,2015年土壤侵蚀模数较2014年小幅下降。慢城地区以微度侵蚀和轻度侵蚀为主,土壤侵蚀模数较大值主要分布在中南部、东北部低山丘陵区和西部龙墩河水库附近。4种土地利用中,不同年份平均土壤侵蚀模数均为旱地林地草地水田。高淳慢城区域水土保持工作重点为加强对旱地的治理、缓坡修建水平梯田、陡坡退耕还林还草,慢城地区中南部、东北部低山丘陵区和龙墩河水库地区为区域水土流失治理的重点区域。研究成果对于区域水土流失时空变化精确评价与水土流失科学治理具有重要意义。     

基于最大变化率的陕西省土壤侵蚀变化驱动因子分析

陕西省是我国水土流失严重省份和黄河的主要产沙区,为了给陕西省及黄河流域水土流失治理提供理论参考,基于逐月降水量数据和土壤属性、NDVI、DEM、土地利用等数据,采用RUSLE模型计算土壤侵蚀模数,并采用最大变化率法对2000—2015年陕西省土壤侵蚀强度时空变化的主要驱动因子进行了识别。结果表明：陕西省土壤侵蚀分布异质性较强,剧烈和极强烈侵蚀主要分布在陕北地区、少数分布在关中地区北部区域;2000—2015年陕西省土壤侵蚀强度总体呈现下降趋势,其中陕北地区土壤侵蚀强度一直呈下降趋势、关中和陕南地区呈现先升后降的变化趋势;陕西省土壤侵蚀强度时间变化的主要驱动因子,2000—2005年为降雨侵蚀力和植被覆盖,2005—2015年为降雨侵蚀力,2000—2015年长时段总体上为植被覆盖;陕西省土壤侵蚀强度空间变化主要驱动因子为植被覆盖和地形,其中榆林、铜川、宝鸡、西安、商洛、安康、汉中七市的主要驱动因子为植被覆盖,渭南、咸阳两市的主要驱动因子为地形,延安市的主要驱动因子为降雨侵蚀力。最大变化率法可用于识别土壤侵蚀时空变化的主要驱动因子,但在识别时间变化主要驱动因子时对降雨侵蚀力极端值较为敏感...     

阿克苏河流域不同植被类型NDVI时空变化特征

归一化植被指数(NDVI)是反映地表植被生长状况的一类敏感的光谱信号。利用NDVI反演新疆阿克苏河流域内的植被覆盖及动态变化特征,有利于及时准确地获取流域内植被的时空分布,在气候变化背景下深入研究阿克苏河流域植被的生长及变化特征,具有重要意义。根据土地利用类型划分标准,结合研究区现状,将阿克苏河流域植被分为林地、灌木林地、草地、园地和耕地共5种类型,利用2000年2月-2014年12月NDVI 16 d逐月合成数据,分析了研究区不同植被类型的NDVI在各生长阶段的数量变化特征,拟合了不同植被类型的生长状况及其变化曲线。研究结果表明:2000-2014年,阿克苏河流域林地、灌木林地和耕地的NDVI整体呈下降趋势,草地和园地的NDVI则呈现上升趋势;各类植被的NDVI最低值均出现在冬季(1-2月),峰值则出现在夏季(7-8月);NDVI值急剧上升阶段处于3-5月,下降阶段处于9-11月;耕地和园地覆盖度明显增加,林地、灌木林地和草地覆盖度则呈现减少趋势。     

基于LMDI模型的三江源区植被对土壤侵蚀变化影响的定量分析

为了定量评价植被变化对土壤侵蚀量的影响,分别利用像元统计计算及RUSLE模型探讨了2000—2005年、2015—2010年、2010—2015年3个时间段的植被覆盖度及土壤侵蚀模数变化,并引入LMDI因子分解模型从像元尺度定量分析植被对土壤侵蚀模数变化的贡献值。结果表明:三江源地区的植被覆盖度整体呈现出增加的变化趋势,但不同时间段内的变化特点具有差异性;整体上土壤侵蚀模数在不断降低,且各时间段内侵蚀模数变化与植被覆盖度变化的空间分布特点不完全相同;植被对土壤侵蚀变化整体上具有积极作用,贡献值范围集中在-100~100 t/(hm²·a),贡献值的空间分布特点与植被覆盖度的变化特点一致;LMDI模型是一种能够较好地从像元尺度定量分析植被对土壤侵蚀模数变化的方法,可为水土流失治理提供新的思路。研究结果显示三江源地区的生态保护工程已取得一定效益,应继续加强环境保护工程。     

西辽河流域平原区植被与降水及地下水埋深的关系

以西辽河流域平原区为研究区,利用Landsat-5影像,采用最大似然法提取土地利用类型,用归一化植被指数(NDVI)计算得到植被覆盖度,结合地下水埋深、降水量资料进行分析,结果表明:自1989年至2010年,耕地、草地与居民用地的面积均不断增大;林地、未利用地的面积呈现不断减少的趋势;植被覆盖度在1989至1999年间下降,自1999年呈现上升趋势,但2010年的植被覆盖度仍小于1989年。1999—2010年研究区的植被覆盖度受降水量的影响相对较大。在上世纪90年代研究区西北部植被覆盖度受地下水埋深的影响较大。     

岔巴沟流域植被变化特征及其对水沙的影响

基于30 m×30 m分辨率陆地卫星(Landsat)遥感数据分析1987—2018年岔巴沟流域植被覆盖度的时空演变特征并生成流域土壤面蚀等级图,分析其对流域产流产沙的影响。结果表明:岔巴沟流域植被覆盖度整体呈现快速增长趋势,从1987年的24.7%增加至2018年的53.1%;流域植被覆盖度构成发生很大转变,2002年以后中、高覆盖度区域比例大幅上升,增长主要集中在丘陵沟壑地区;随着植被覆盖度的增长,流域产流产沙呈现减少趋势,地表面蚀有所减少,植被对产沙影响大于对产流影响。     

北洛河上游基流分割适宜性方法及基流特征

退耕还林工程实施以来北洛河上游植被恢复效果显著,为探究该区域基流分割的适宜性方法及植被变化对基流量的影响,采用基流分割中的HYSEP法、数学滤波法、基流指数法3类方法(9种计算表达式)对吴旗水文站1971—2014年的实测径流数据进行了基流分割估算,同时采用Mann-Kendall法和Pettitt法对基流量变化特征进行了分析。结果表明:数字滤波中的F_1法较适宜于北洛河上游地区基流分割;北洛河上游1971—2014年基流指数呈显著增大趋势,突变年为2002年;退耕还林的水土保持效益对涵养水源有很大作用。     

仓子小流域土地利用与土壤侵蚀时空变化分析

通过实地调查、遥感影像、航片等方式，采用CLSE方程及转移矩阵揭示了辽西低山丘陵区仓子小流域1993-2020年土壤侵蚀与土地利用时空变化特征。结果表明：(1) 1993-2020年仓子小流域独立工矿用地、农村居民点以及灌木林地持续增加，旱地逐渐减少，2005年退耕还林草工程的实施明显加快了土地利用变化速率；(2)土壤侵蚀呈减弱趋势，强烈及以上强度侵蚀面积占比逐渐减小，而微度侵蚀占比持续增大，侵蚀模数从最初的28.1t/(hm²·a)波动下降到7.0t/(hm²·a)；(3)不同用地类型的土壤侵蚀强度排序：灌木林地<草地<旱地<独立工矿用地，退耕还林草工程队有效遏制土壤侵蚀具有显著欧勇。     

陕北无定河流域土壤侵蚀与植被覆盖和降雨关系研究

基于2000—2014年陕北无定河流域日降水、DEM、土壤类型、MODIS NDVI等数据,利用修正通用土壤流失方程(RUSLE)估算了流域土壤侵蚀情况,定量分析了植被覆盖和降雨在土壤侵蚀中的作用,结果表明:(1)无定河流域土壤侵蚀以微度侵蚀为主,平均占流域面积的88.35%,各土壤侵蚀等级面积比例随等级的升高而降低。2000—2014年微度侵蚀面积比例为下降趋势,轻度及以上等级面积比例均为上升趋势。(2)不考虑降雨因子影响时,无定河流域仍以微度侵蚀为主,且为增加趋势,而其他土壤侵蚀等级均为下降趋势。不考虑植被覆盖因子时,流域土壤侵蚀与模型计算结果的变化趋势基本一致。(3)植被覆盖对土壤侵蚀面积比例和变化速率的贡献率分别为13.67%和24.55%,而降雨作用达到86.33%和75.44%,表明降雨是流域土壤侵蚀的主要动力和控制因子,降雨变化主导着流域土壤侵蚀变化过程。     

河北省土壤侵蚀类型及时空分布特征分析

通过对河北省土壤侵蚀的分析,研究该区土壤侵蚀的类型和空间分布特征。结果表明土壤侵蚀以水力侵蚀为主,区域内河流的土壤侵蚀模数变化幅度较大,虽具有相同流域面积,但侵蚀量却相差数百倍。土壤侵蚀受地形、土壤性质、降雨量和植被覆盖率等的影响,通过1980年前后各水系侵蚀量对比分析,发现植被的改善对减少该地区土壤侵蚀起到了重要作用。分析该区土壤侵蚀量时空分布的结果显示,土壤侵蚀量年内和年际变化幅度均大于降水量变化幅度,年一次较大降水的侵蚀模数占全年平均侵蚀模数的24.5%～100%,最大年泥沙侵蚀模数是多年平均值的2.2～14.1倍。分析并掌握河北省土壤侵蚀主要类型及时空分布特征,可以为主管部门制定水保措施、治理水土流失提供科学依据。     

2000—2012年黄土高原植被覆盖的时空变化

归一化植被指数(NDVI)是综合表征植被覆盖状况的重要指标之一。采用2000—2012年黄土高原1 km×1 km分辨率的MODIS NDVI影像数据,分析了退耕还林(草)工程实施以来黄土高原各省(区)、典型流域和土壤侵蚀类型区植被覆盖的时空变化特征,揭示了黄土高原退耕还林(草)措施的生态成效。结果表明:2000—2012年黄土高原植被覆盖整体呈增大趋势,且在时间和空间上有所差异。从空间尺度上看,黄土高原植被覆盖呈整体改善、局部退化趋势,植被覆盖增加了9.81%,尤以黄土丘陵沟壑区陕西省榆林、延安地区最为显著;从时间尺度上看,年际、春、夏、秋季NDVI呈增大趋势,冬季NDVI呈减小趋势;按省(区)来看,陕西省增幅最大(为0.47%),青海省增幅最小(为0.16%),山西、宁夏、甘肃、内蒙古分别增长0.38%、0.33%、0.31%、0.23%;按黄河中游典型流域来看,延河流域增幅最大(为1.14%),无定河流域次之(为0.59%),渭河流域增幅最小(为0.43%);按黄土高原侵蚀类型分区来看,水力侵蚀区植被覆盖增长率较大,风力侵蚀区则较小。NDVI增加主要发生在春、夏两季。     

黄土高原水-土-植被系统土壤侵蚀模型研究

根据1954—1986年黄土高塬南小河沟人工草地和自然草地径流场小区观测资料,分析了水-土-植被耦合情况下降雨与土壤侵蚀量的关系,结果表明土壤侵蚀是草地坡度、植被盖度、降雨强度等综合因子共同作用的结果,据此提出了在综合因子影响下的西峰地区草业用地侵蚀量预测经验模型。研究发现,40%⁶0%植被覆盖度是植被对土壤侵蚀起明显干预作用的分界区间,因此西峰地区人工草地植被覆盖度不宜小于60%。     

基于CSLE模型的南、北盘江流域水土流失定量分析评价

水土流失定量评价可为防治水土流失灾害和开展生态环境建设提供科学依据。以多源遥感影像为信息源,基于ArcGIS平台的空间分析与数据管理等功能,获取南、北盘江流域土地利用、植被覆盖、地形坡度等数据,应用中国土壤流失方程(CSLE)计算土壤侵蚀模数,得到南、北盘江流域水土流失监测成果。结果表明,2021年南、北盘江流域水土流失面积共23 966.97 km²,以轻度侵蚀强度为主,流域东北部水土流失较西南部严重;水土流失主要发生在耕地、林地和草地,占总水土流失面积比例达90%以上,各等级园、林、草植被覆盖度均以轻度和中度侵蚀水土流失为主,整个区域水土流失主要发生在6～35°的坡度等级上。整体而言南、北盘江局部区域水土流失问题仍然突出,需以预防和治理相结合的手段改善该区域水土流失状况。     

基于RUSLE模型的贵州省三穗县土壤侵蚀研究

土壤侵蚀是生态文明建设面临的重要问题。以贵州省三穗县为例,利用日降雨量、土壤类型、土地利用、DEM和NDVI等数据,并结合RUSLE模型分析三穗县1990—2015年的土壤侵蚀动态变化特征。结果表明:①三穗县1999—2006年的土壤侵蚀模数较低且变化趋势稳定,1990—1997、2006—2015年波动呈显著上升趋势,2003年的土壤侵蚀模数最低,2014年的土壤侵蚀模数最高,在26 a间总体呈上升趋势;②三穗县的水土保持措施因子、植被覆盖与管理因子总体都呈上升趋势,尤其在2008—2015年的升高趋势较为显著,但期间降雨侵蚀力因子和土壤侵蚀模数也较高且升高趋势明显;③微度侵蚀和轻度侵蚀的面积较大,中度和强度侵蚀次之,极强度和剧烈侵蚀面积较小。总体来说,三穗县在1993—1998年和2008—2015年这2个时期的土壤侵蚀较为严重。研究结果为三穗县的土壤侵蚀及石漠化治理成效评估及进一步生态环境建设工作提供科学依据。     

基于MODIS的陕西省植被变化遥感监测分析

为全面认识陕西省植被覆盖变化的时空特征,利用MODIS归一化差值植被指数(NDVI),采用最大值合成法和像元二分模型对陕西省2000—2014年植被覆盖度进行提取并分析其时空变化规律,从气候因子和人类活动两方面对NDVI变化的原因进行探讨。结果显示:2000—2014年陕西省NDVI值呈波动上升趋势,总体上以0.4%/a的速率增长;植被覆盖呈明显的地域分异特征,从陕北到陕南植被覆盖度呈现由低到高的趋势;陕西省NDVI与年降水量呈显著正相关关系,可决系数为0.383;年降水量的增大及退耕还林、封山育林等工程的实施是植被覆盖度增大的主要原因。     

黄土高原不同生物气候区土壤侵蚀动态变化研究

基于地理信息系统(GIS)和遥感(RS)技术,利用修正的通用土壤流失方程(RUSLE)模型,结合遥感影像、数字高程数据(DEM)、土壤类型数据及相关统计资料确定了模型参数因子,在重点分析我国黄土高原不同生物气候区降雨侵蚀力因子和植被覆盖因子时空变化特征的基础上,计算出各区2000~2012年土壤侵蚀模数,分析了土壤侵蚀强度的时空动态变化特征。结果表明:区域多年平均土壤侵蚀量为1.35×109t,土壤侵蚀模数为2 264 t/(km2·a)。土壤侵蚀强度以微度侵蚀和轻度侵蚀为主,侵蚀面积比例为74.31%;近13 a来,黄土高原的土壤侵蚀强度呈显著降低的变化趋势(P=0.03),平均每年减少54.22 t/(km2·a)。土壤侵蚀正在向微度、轻度土壤侵蚀转变,土壤侵蚀模数减少的区域占整个侵蚀区域的69.05%,增加的区域占30.95%。研究结果对黄土高原区域生态恢复和生态建设具有一定的指导意义。     

山美水库集水区植被恢复效应的SWAT模拟

库区流域水土流失是水库淤积的主要因素.应用基于SWAT构建的晋江东溪流域产流产沙模型,在对东溪上游山美水库集水区内的土壤侵蚀空间分布,以及不同土地利用方式的水土流失状况进行分析的基础上,模拟了库区不同植被恢复情景下的水文效应.结果表明,山美水库泥沙主要来自桃溪,研究区土壤侵蚀以微度和轻度侵蚀为主,耕地的土壤侵蚀最为严重;退耕还林还草减沙效果明显.     

清水河上游流域植被覆盖时空演化特征分析

为掌握清水河上游流域2000年以后植被覆盖时空演化情况,以固原原州区Landsat系列遥感数据为基础,建立了基于NDVI的像元二分法植被覆盖度评估模型.通过植被覆盖度分级、转移矩阵及差值计算等方法,系统分析了研究区域植被覆盖时空分布特征、动态变化及生长趋势等,主要得到以下结论:2006年以前植被覆盖总体处于较低水平,2...