新疆车尔臣河流域土地利用/覆被变化分析

以1990年、2000年与2010年车尔臣河流域Landsat-TM影像数据和中巴资源卫星数据,采用GIS技术分析研究区20 a土地利用/覆被变化。结果表明,1990—2010年,研究区耕地、水域湿地和建设用地呈现增加趋势,分别增加152.69%、343.05%、34.09%,其他用地类型变化不大;新增耕地面积主要来自于3.9%的草地;新增水域湿地面积主要来自于2.63%的沙地和2.03%的草地。研究结果可为区域水土资源可持续利用及生态环境保护提供参考。     

水沙变异对黄河三角洲湿地面积演变的影响

水沙过程是塑造湿地生态系统结构与功能的重要驱动力,控制着湿地的形成与演化。利用1976年-2014年近40年黄河三角洲湿地面积变化的遥感影像数据,系统分析湿地面积、湿地重心和南北区域湿地类型的动态变化进特征。研究结果显示:近40年来黄河三角洲人工湿地面积增加约1 000倍,自然湿地面积呈波动下降趋势,减少约41.9%;芦苇、滩涂、养殖及盐田湿地等典型湿地面积重心整体由西北向东南方向位移;南北部区域的湿地类型的演变出现呈现较为明显的差异特征,其中北部芦苇湿地、滩涂湿地面积呈减少趋势,南部芦苇湿地面积整体呈增加趋势,滩涂湿地面积先增加后减少。研究结果可为水沙变异条件下黄河三角洲湿地生态系统的保护与修复提供科学依据。     

塔里木河干流人工与天然绿洲转化及适宜比例研究

利用1990,2000,2010年3期Landsat TM/ETM遥感影像,基于RS/GIS技术,分别提取土地利用/覆被类型信息,分析1990~2010年塔里木河流域人工绿洲和天然绿洲的变化规律及其比例,探讨该区人工绿洲和天然绿洲的适宜配比。研究结果表明:(1)1990~2010年,研究区域人工绿洲呈不断扩张,天然绿洲面积不断缩小,人工绿洲替代天然绿洲的趋势。(2)1990~2010年,人工与天然绿洲总面积几乎无差异,面积变化主要是人工绿洲与天然绿洲之间的相互转换。具体表现为:天然草地、林地等向人工绿洲中的耕地、建筑用地转化;同时植被长势衰退:高覆盖草地向中、低覆盖草地转化,中覆盖草地向低覆盖草地转化,灌木林地逐渐退化为草地,低覆盖草地向沙漠转化。(3)人工与天然绿洲面积比例在近20 a呈增加的趋势,在1990,2000,2010年,人工与天然绿洲面积比值分别是1∶9,2∶8,3∶7。     

塔里木河中游人工与天然绿洲相互转化过程与适宜比例探讨

利用1990、2000、2010年3期Landsat TM/ETM遥感影像,基于RS/GIS技术,分别提取土地利用/覆被类型信息,分析1990-2010年,塔里木河中游人工绿洲和天然绿洲的变化规律及其比例,探讨该区人工绿洲和天然绿洲的适宜配比。结果表明:1990-2010年,塔里木河中游人工绿洲不断扩张,天然绿洲面积不断缩小,1990-2010年人工绿洲面积增加了2 296.69 km~2,天然绿洲面积减少了2 221.5 km~2,扩张速度为114.83 km~2/a,减小速度为111.08 km~2/a;1990-2010年间,塔里木河中游表现为人工绿洲替代天然绿洲的趋势:草地、林地等向耕地转化,草地、林地等向人工建筑用地转化;植被长势衰退:高覆盖草地向中、低覆盖草地转化,中覆盖草地向低覆盖草地转化,灌木林地逐渐退化为草地,低覆盖草地向沙漠转化;塔里木河中游人工与天然绿洲面积比例在近20年呈增加的趋势,在1990、2000、2010年,人工与天然绿洲面积比值分别是1∶39.7,1∶17.4,1∶9.8,平均每增加1份人工绿洲面积就要失去1.7份天然绿洲面积。     

基于马尔柯夫模型的沙厂水库流域土地利用变化分析

基于沙厂水库流域1990年、1995年、2005年的TM遥感资料和2000年SPORT遥感数据,在GIS技术支持下,建立了沙厂水库流域土地利用数据库;运用马尔柯夫模型,对研究区域内土地利用动态变化进行分析研究。通过对流域2005年的土地利用变化进行验证,对该流域2010年的土地利用情况进行预测。结果表明：①阔叶林、针叶林、灌木林和农田面积呈上升态势,混交林、其他土地和水域面积呈下降趋势;②3期土地利用流向基本一致,林地之间存在互动变化,其他土地,水域和农田向林地方向转移;③阔叶林、针叶林、灌木林、混交林和其他土地是本流域土地利用变化的主导类型和主要方向,整个演变趋势使林草面积显著增加,林地类型以阔叶林和针叶林为主。     

山东半岛东部湿地景观格局变化及驱动力分析

以1990年、2000年、2010年的遥感影像为基础数据,采用景观生态学相关方法分析了山东半岛东部(烟台市、威海市)湿地景观格局的变化特点,并选择部分能代表气候及人类活动的因子,分析当前湿地景观格局变化的驱动力。结果表明:自然湿地总面积呈减少趋势,其中海域湿地与河流湿地降幅最大,但人工湿地面积增长迅速;景观格局指数显示,研究区景观形状趋于复杂化,斑块类型更加多样化,景观破碎化程度日益提高;研究区湿地生态系统的景观格局是自然环境和人类活动综合作用的结果,气候波动、人口增长、经济和城镇化发展、政策制定对湿地的景观格局影响深刻,人文驱动力中人口因子占主导地位。     

阿穆尔河流域水环境变化条件下的生态环境分析

阿穆尔河流域水环境变化条件下,运用GIS和RS技术,对阿穆尔河流域的2期NOAA影像数据和1期MO-DIS影像数据进行解译判读,获取不同时期阿穆尔河流域湿地与生态要素数据,为研究区的生态地质环境治理提供数据依据。通过动态度模型和转移矩阵模型,对研究区1992年-2010年间的湿地与生态的动态变化情况进行了量化的分析。结果表明:1992年-2010年18a间,沙化土地的动态度最大,为15.25,属于急剧变化型,沼泽和湿地面积大面积减少,林草混杂地面积减少,沼泽、湿地、林草和混杂地快速转化为林地和耕地,在近10a间,沙化土地面积又有增加趋势,主要转入类型为林地和草地混杂地。     

三门峡库区水沙变化与湿地景观格局演变关系

采用时间序列分析方法中的Kendall秩相关检验,对潼关水文站1980—2010年的水沙过程及降水量变化趋势进行检验,结果表明年均流量、年均输沙率、多年年均降水量均有明显的减小趋势;通过选取1980年、1990年、2000年、2010年同期遥感影像数据以及2005年2月、6月、8月、11月遥感影像,在ENVI中利用非监督分类方法、最大似然法及人工辅助方法进行遥感影像湿地信息专题解译,解译后将专题数据导入GIS中进行空间信息处理,分析水沙情势变化对三门峡库区湿地景观格局演变的影响。结果显示:流量和输沙率的减小导致库区湿地水面面积和滩涂面积明显下降,2010年库区水体面积较1980年减小19%,滩涂湿地面积减小37.4%;水库调度对年际库区湿地面积影响不大,对年内湿地景观格局影响显著;水库蓄泄水导致水面面积增减及滩涂面积反向变化。     

黑河和白河流域湿地变化及其归因分析EI北大核心CSCD

通过构建决策树模型对黑河、白河流域沼泽化草甸湿地、沼泽湿地、湖泊等主要湿地类型进行划分,选取3种景观格局指标分析湿地类型的变化特征,采用主成分分析方法对湿地变化的驱动因素进行分析。结果表明:2000年以来,黑河、白河流域湿地总面积呈增加趋势,沼泽湿地变化趋势与草甸湿地相反,存在此消彼长的特征;两河流域湿地变化的地域分异显著,黑河流域草甸湿地面积呈扩大态势,破碎化程度降低,沼泽湿地有所减少,但斑块密度降低,存在局部连片情形;白河流域沼泽湿地面积增加,适宜地形和水文条件下,草甸湿地和周边草甸可转为沼泽湿地;两河流域湿地变化具有“社会经济+农牧业因素+气候变化”交互作用的特征,社会经济类因素对年代际尺度湿地变化起主导作用。     

1980～2015年长江流域土地利用变化分析

基于长江流域1980,1990,1995,2000,2005,2010,2015年7期土地利用数据,通过土地利用转移矩阵以及多种指标,分析了1980~2015年间长江流域土地利用的时空变化过程。研究表明：近35 a来耕地和草地呈下降趋势,而林地、水域和城乡用地面积明显增加,未利用地总体呈下降趋势;随着时间的推移,各地类的变化形式由以交换变化量为主导转变为以净变化量为主导,说明各地类逐渐倾向于在原有空间位置发生面积变化,而不是在流域内发生空间位置转移;长江流域土地利用综合动态度从大到小排列依次是1990~1995年、1980~1990年、2005~2010年、1995~2000年、2000~2005年、2010~2015年。1980~1990年和1990~1995年这两个时期的综合土地利用综合动态度明显大于其他各时期,即这两个时期长江流域土地利用变化程度最为剧烈。     

额尔齐斯河水库群多尺度耦合的生态调度研究

针对我国额尔齐斯河流域生态问题,给出了水库群生态调度的定义。以保障河流健康、河谷生态系统安全为目标,构建了宏观、中观、微观相互嵌套多尺度耦合的水库群生态调度体系;结合生态调度的原则和依据,建立了水库群多尺度耦合的生态调度多目标模型,以及水库群中长期、短期和实时生态调度模型;提出了多时间尺度耦合的水库生态调度技术、多目标非线性水库调度模型求解技术和生态系统漓漫灌溉技术;定义了漓漫灌溉,构建了生态漓漫灌溉系统。应用上述体系、模型和方法,计算结果表明,中长期调度方案能满足额尔齐斯河流域水资源综合利用各部门的供水量及保证率要求,尤其是满足河谷林草生态供水的破坏深度要求和最大连续缺水年数的限制;水库群实时生态调度模型的计算结果表明:模型计算的河谷林草、湿地的水库人工生态洪水过程与实测值比较接近,相对误差为0.04%,说明模型结果合理。实时监测了河谷林草的漓漫灌溉效果,包括范围、面积、水深等,监测结果表明:水库人工生态洪水过程基本满足河谷林草漓漫灌溉面积、水深等生态需水要求。研究成果对额尔齐斯河维持河流健康、保障生态安全、解决国际河流的水资源综合利用问题、发展水库群生态调度的理论和方法,具有重要的理论意义与应用价值,可供我国北方河流生态调度借鉴。     

鄱阳湖淹没范围、水深和库容的遥感研究

鄱阳湖湿地是国际重要湿地,也是长江的主要蓄洪区,研究鄱阳湖淹没范围、淹没水深和库容对长江流域水文和湿地保护都有重要意义。通过对13个时相的Landsat卫星遥感影像进行非监督分类提取湖泊水体淹没范围,叠加鄱阳湖区地形图,获取水体边界的水位,通过空间内插计算鄱阳湖水位空间分布,进一步计算水深空间分布和库容量,在此基础上,根据鄱阳湖都昌水文站观测水位,计算鄱阳湖水位-面积曲线和水位-库容曲线。结果表明:鄱阳湖水位存在高水位时空间一致性,低水位时水位存在较大的空间差异,湖泊水位差可达到5 m;水位-淹没面积曲线和水位-库容曲线分别可以由对数方程和二次曲线方程拟合。     

Emergent vegetation in Netley-Libau Marsh: Temporal changes (1990–2013) in cover in relation to Lake Winnipeg level and Red River flow

A time-series (1990–2013) of classified vegetation cover maps was produced for Netley-Libau Marsh, a 26,000 ha coastal wetland on Lake Winnipeg, to assess its current status and verify earlier trends of emergent vegetation loss. Open water area in the marsh was measured from late-summer Landsat images for 20 years; three classes of vegetation types (emergents, wet meadows, upland) could also be identified for 12 images covering the same period. Temporal changes in area and distribution of marsh vegetation were related to adjoining Lake Winnipeg water-level and Red River discharge, as well as marsh connectivity and bathymetry. From 1990 to 2002, an increase in open-water areas and decrease in emergent vegetation coincided with rising levels and flows. The year 2003 marked major wetland regeneration and a decrease of open-water area under extremely low water-levels and flows. From 2005 to 2013, open-water area remained consistent, under high but variable levels and flows. A strong negative correlation was found between area of emergent vegetation and mean Red River discharge in the previous June-July. Superimposition of the limit of new emergent vegetation observed in 2003 with depth contours surveyed in 2010 revealed the dynamic nature of marsh bathymetry. Periods of extremely low water as short as one year (2003) induced a marked expansion in emergent vegetation cover that persisted over the next ten years despite higher water-levels. Rather than being gradual, changes in the spatial extent of Netley-Libau Marsh vegetation appeared to proceed by fits and starts, wherein periods of relative stasis were disrupted by major changes in abundance.     

长江中游区湿地现状及保护对策分析

综合利用研究区域354景高分辨率遥感影像数据,对长江中游湿地分布现状进行了解译与分析,并结合保护体系建设现状及存在的问题,提出了长江中游湿地保护对策与建议。分析结果表明:长江中游区河流型湿地面积为4836.82 km~2,湖库型湿地面积为11000.98 km~2,分别占中游区总面积的0.71%和1.62%;至2016年底,长江中游共建立县级以上湿地自然保护区80处,省级以上湿地公园314处。从现有的保护体系建设来看,存在保护体系覆盖面积小、覆盖范围窄、覆盖布局不合理等问题。针对以上问题提出加大湿地保护力度、合理划定生态红线、优化湿地保护体系、完善湿地保护立法等对策。开展长江中游区湿地空间分布和保护体系建设分析,对长江流域经济、社会和生态的可持续发展具有重要的科技支撑作用。     

1960年-2010年淮河流域降水量时空变化特征

采用淮河流域25个代表性站点降水量资料,运用线性回归法、累计距平法以及Mann-Kendall趋势检验与突变检验的方法综合分析了该流域降水量在时间上与空间上的变化特征。结果表明:在时间尺度上,淮河流域多年降水量总体上呈现微弱的上升趋势,但中间多年都保持下降的趋势,突变起始年为1965年;在空间尺度上,淮河流域降水量由南向北逐渐减少,上游、中游多呈现上升趋势,下游多呈现下降趋势。对淮河流域时空上的降水量的趋势特征和突变特征分析,可以为淮河流域的洪涝灾害防治提供参考依据。     

黄河上游唐乃亥流域径流统计特征分析及气候影响

根据黄河上游唐乃亥以上气候资料, 统计分析了近 50年气候变化特点并以其与唐乃亥站径流关系为依据,分析了气候变化对唐乃亥站径流量的影响.结果表明:黄河上游径流呈现以枯水期占优势的丰、枯水交替变化规律,其完整的丰枯循环周期约在18 a;1920～1998年的年径流量呈现弱增长趋势,2000年以后进入一个丰水段;该区年均径流量为617 m3/s,主要集中在6～10月份;月均径流、降水和气温在变换趋势和影响月份上具有高相关性;在全球变暖的大环境下,研究区气温处于波动上升状态,20世纪90年代以后,降水、径流均呈下降趋势.     

1990—2011年若尔盖高原土地覆盖变化

以1990—2011年的Landsat TM遥感影像为数据源,利用ENVI的面向对象法和Google Earth提取地物信息及自然水系与人工沟渠的分布格局,结合1967—2012年降水量和气温数据,分析气候变化对土地覆盖的趋势性影响。结果表明:2011年建设用地和荒漠的面积分别是1990年的5.84倍和1.35倍,林地面积主要受人口增长和伐木等人类活动影响以0.66 km²/a的速率不断减少,水面面积受水文周期和降水量影响呈现波动性变化,草地面积增加,植被覆盖度先减后增,泥炭沼泽湿地面积由于气候变暖、人工开渠和自然水系溯源下切的叠加作用影响以78.62 km²/a的速率快速萎缩;若尔盖高原人工沟渠控制的泥炭沼泽有完全由人工沟渠排水和自然水系与人工沟渠共同排水两种输水模式;持续的人工沟渠排水活动显著影响着泥炭沼泽的蓄水量,制约着泥炭沼泽的维持并加速泥炭沼泽脱水萎缩。     

三峡库区澎溪河消落带生态系统修复实践探索

三峡水库蓄水后水位季节性波动给消落带带来了极大的环境胁迫。如何进行消落带生态系统修复,优化其生态系统服务功能,基于自然的解决方案是解决消落带复杂环境问题的重要途径。以位于三峡库区的澎溪河流域消落带为例,在阐述消落带生态系统修复设计策略和技术框架的基础上,结合持续10余年的消落带生态系统修复实践,分析了植物物种筛选及种源库建立、近自然植物群落构建、多功能基塘修复、复合林泽修复、多维湿地修复、地形-底质-植物-动物协同修复等技术的综合应用及其成效。结果表明,所筛选的植物耐淹性能及存活状况良好,修复后的消落带植物群落结构稳定,生物多样性提升、面源污染削减效果明显。澎溪河流域消落带生态系统修复实践解决了大幅度水位变化和冬季深水淹没的三峡水库消落带生态修复难题,创新性地构建了水库消落带生态系统修复技术体系,为大型湖库消落带生态修复提供了可推广、可复制的技术方法及实践模式。