国家自然科学基金(41001055)
- 作品数：21 被引量：489H指数：14
- 相关作者：杜加强张林波舒俭民房世峰郭杨更多>>
- 相关机构：中国环境科学研究院中国科学院学研究院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金中央级公益性科研院所基本科研业务费专项国家环境保护公益性行业科研专项更多>>
- 相关领域：生物学环境科学与工程农业科学天文地球更多>>
- 1982-2015年黄河流域植被NDVI时空变化及影响因素分析被引量：16
- 2021年
- 在全球变化的背景下,刻画植被动态、定量分析气候和人类活动对植被变化的影响对于改善生态系统结构和功能具有重要意义。基于GIMMS-NDVI3g数据、结合土地利用数据和气象数据,采用趋势分析、残差趋势等方法,多尺度、多时段、多类型研究1982-2015年黄河流域植被动态变化,并定量分析气候变化和人类活动对NDVI变化的贡献。结果表明,(1)1982-2015年间,生长季、春季、夏季和秋季NDVI均显著增加;植被明显改善地区主要分布在黄河中下游,而明显退化区域则主要分布在西南部。基于嵌套数据分析发现,随时间序列长度的增加,NDVI增加区域显著扩大。不同土地覆盖类型NDVI的增长速度不同,耕地和林地的增长速度大于其他土地覆盖类型。(2)黄河流域NDVI与气温的相关性更强,植被与温度/降水量相关性随着时段延长而增强。(3)残差趋势法表明,1982-2015年生长季人类活动对黄河流域植被变化的平均贡献率为69%,空间分布上呈现西北部、东部高而西南部、中部低的特征;人类活动贡献率在不同季节存在差异,但均大于气候变化;人类活动对不同季节NDVI变化的贡献率空间分布存在区域差异。黄河流域植被覆盖改善与人类活动息息相关,建议应进一步发挥其在黄河流域西南部地区植被恢复中的作用。
- 张静张静杜加强张杨成思吴金华刘博
- 关键词：黄河流域气候变化
- 三江源区近30年植被生长动态变化特征分析被引量：17
- 2016年
- 三江源区为长江、黄河、澜沧江提供了丰富的水资源,其地表植被状况与我国水安全和生态安全密切相关。由于所使用的数据时间序列长度有限,以往研究缺乏近30年整体视角的连续时间序列研究,也很少分析多时段变化趋势的持续性。为此,本文利用最新发布的1982-2012年的GIMMS NDVI3g数据集,采用多个嵌套时间序列的分析方法,在多个空间尺度上,研究了近30年来三江源区各季节植被活动的变化趋势和过程。研究表明,1)三江源区生长季和各季节NDVI在近30年均呈增强趋势,春季植被变化具有明显的阶段性,1998年前后NDVI分别呈显著增加、减少趋势。2)生长季、春季和夏季NDVI的增加随时段延长而趋缓,尤其是春季减缓迅速甚至停滞,而秋季植被活动持续增强。3)尽管区域尺度生长季、春季和夏季NDVI变化趋缓,但在像元尺度显著变化的区域范围却多呈增加趋势。4)不同植被类型显著变化的季节、时段存在差异。针叶林和灌丛NDVI主要在春季前几个时段增加显著,荒漠、草甸的增加主要集中在春季、夏季前几个时段。5)各季节NDVI在14个时段增加趋势持续性的差异,引起各季节对生长季植被活动变化贡献的变化。总的趋势是,前几个时段,春季NDVI变化较为剧烈,夏季NDVI的贡献最大,而随时段延长,逐渐过渡到秋季NDVI变化幅度、变化量最大,夏季次之。
- 杜加强贾尔恒.阿哈提赵晨曦房世峰刘伟玲阴俊齐袁新杰徐延达舒俭民何萍
- 关键词：植被类型
- 黄河源区植被覆盖变化对水源涵养能力的影响研究
- 2015年
- 黄河源区是三江源自然保护区的重要组成部分，对我国北方地区的生态安全、水安全起到重要的保障作用。从上个世纪70年代开始，黄河下游频繁断流，特别是进入90年代，黄河源头也出现断流，黄河流域的水资源日趋短缺。黄河是我国北方最重要的水资源，水资源的供需矛盾十分突出，频繁的断流现象给沿黄地区的社会经济发展造成了很大的损失。青海省黄河源区为黄河流域提供了近一半的径流量，其生态环境备受世人关注。保护黄河源区的生态环境，提高水源涵养能力，是从根本上解决黄河断流和枯水的方法之一。系统地研究黄河源区的气候、蒸散发、径流、植被覆盖变化及其相互作用，建立定量化的水源涵养能力表征体系，对于探讨黄河源区近年来的生态系统演变及其服务功能的变化，具有重要的科学意义和实践价值。
- 杜加强
- 关键词：水源涵养能力植被覆盖变化黄河源区三江源自然保护区黄河流域
- 三江源区高寒草甸退化对土壤水源涵养功能的影响被引量：66
- 2013年
- 三江源区是我国重要的水源涵养区,研究草地退化对土壤水源涵养功能的影响,可为三江源区水源涵养功能的科学评估与合理监测提供科学依据。以实地采样与室内测试分析相结合的方法研究了三江源区内不同土壤类型高寒草甸生物量特征、土壤水文物理性质及土壤水源涵养量。结果表明:高寒草甸在重度退化阶段地上生物量、地下生物量、毛管孔隙度、总孔隙度、自然含水量、最大持水量、土壤水源涵养量显著低于未退化和中度退化阶段(P<0.05)。随着高寒草甸退化程度加剧,土壤容重逐渐增大,且非毛管孔隙度规律不显著。未退化、中度退化、重度退化草甸的土壤水源涵养量范围分别为1884.32—1897.44t/hm2、1360.04—1707.79t/hm2、1082.38—1550.10t/hm2。中度退化草甸土壤水源涵养量比未退化草甸低9.37%—10.35%,重度退化草甸低18.31%—27.82%。草甸退化进程中土壤总孔隙度与毛管孔隙度的降低是影响土壤水源涵养量下降的直接原因,而草甸退化进程中地上生物量与地下生物量的减少则是间接原因。度量三江源区高寒草甸土壤水源涵养功能时应着重考虑毛管孔隙度的蓄水作用。研究表明高寒草甸地上生物量与土壤水源涵养量之间存在显著的正相关关系(P<0.05),该结果能够推动水源涵养功能评估向空间化、精细化发展,为探索利用遥感技术监测三江源区水源涵养功能提供参考依据。
- 徐翠张林波杜加强郭杨吴志丰徐延达李芬王风玉
- 关键词：高寒草甸土壤容重孔隙度持水量
- 基于MODIS和Landsat的青藏高原两代GIMMS NDVI性能评价被引量：7
- 2016年
- 由于AVHRR NDVI数据集本质上具有动态变化的特点,使得数据重叠时段(1981-2006年)的第1代GIMMS NDVIg(简称NDVIg)数据集与第3代GIMMS NDVI3g(简称NDVI3g)数据集也不完全相同。如何理解、对待这些差异,是综合利用两代数据集的研究成果、科学客观地评估地表植被历史变化状况、预测未来变化趋势、指导生态保护与建设工作的前提和基础。该文利用MODIS NDVI和Landsat数据,评估了青藏高原两代GIMMS数据集的性能,并对比分析了区域尺度和像元尺度两代数据集在监测植被长期动态变化方面的异同。结果表明,NDVI3g捕获植被物候变化的能力与NDVIg相当,但NDVI数值明显大于NDVIg,甚至大于MODIS NDVI;与NDVI3g相比,在NDVI分布格局和动态变化方面,NDVIg与MODIS NDVI和Landsat更为相似;尽管两代GIMMS数据集1982-2006年生长季NDVI变化趋势类似,但GIMMS NDVIg倾向于检测到更多的显著变化区域;夏季和秋季的结果与生长季类似,但春季GIMMS NDVI3g则检测到了更大范围的NDVI显著增加,与NDVIg结果的差异主要集中在青藏高原腹地。NDVI数据集是众多生态模型的基础数据,NDVI数据集之间的差异可能会导致模拟结果出现偏差。在使用NDVI数据之前,对NDVI数据的适用性进行评估,是获取更符合当地实际情况、更为客观真实结果的前提。
- 杜加强王跃辉师华定房世峰何萍刘伟玲阴俊齐
- 关键词：像元
- 青藏高原MODIS NDVI与GIMMS NDVI的对比被引量：36
- 2014年
- 连续一致的NDVI时间序列数据是陆地表面特征长期监测的基础和前提.AVHRR NDVI和MODIS NDVI作为时间记录最长和时空分辨率较高数据的典型代表,是未来植被动态监测极为重要的数据源.深入理解两种数据之间的关系,是延续陆地植被长期监测的关键.利用2000—2006年重叠时段的GIMMS NDVI和MODIS NDVI数据,在青藏高原整体、亚区域、植被类型和像元等多尺度对比分析了两种数据的数值差异和动态变化的一致性,并使用495幅20 km×20 km的Landsat影像计算的NDVI,独立地评估了两种数据集的性能.结果表明:GIMMS NDVI和MODIS NDVI捕获青藏高原月尺度物候变化的能力基本相同(显著性水平大多达到0.001);不同植被类型之间两种数据的相似性差异显著,高覆盖的林地一致性较差,均质化较强的草地、农田的一致性较强;像元尺度,两种数据集在82%的研究区域显著一致;在反映植被空间分布方面,MODIS NDVI的数值更接近Landsat NDVI,而GIMMS NDVI在植被动态变化上与Landsat NDVI更相像,不同植被类型之间差异显著,林地MODIS NDVI与Landsat一致性更好,而草地、农田则是GIMMS NDVI更好.融合两种数据,建立一致的NDVI时间序列数据是可行的.在耦合数据时,需要考虑不同植被类型、不同物候期、不同空间尺度对结果的影响.对于针叶林、阔叶林等植被类型,以及物候过渡期的春秋季进行两种数据集成时需要慎重处理.
- 杜加强舒俭民王跃辉李盈昌张林波郭杨
- 关键词：MODISNDVINDVILANDSATNDVI一致性青藏高原
- 青藏高原月NDVI时空动态变化及其对气候变化的响应被引量：14
- 2019年
- 青藏高原脆弱的高寒植被对外界干扰十分敏感,使其成为研究植被对气候变化响应的理想区域之一。青藏高原气候变化剧烈,在较短的合成时间研究气候变化对植被的影响十分必要。因此,本文利用GIMMS NDVI时间序列数据集,研究了1982-2012年青藏高原生长季月尺度植被生长的时空动态变化,探讨了其与气温、降水量和日照时数等气候因子的响应关系。结果表明:在区域尺度上,除8月外,其他各月份植被均呈增加趋势,显著增加多发生在4-7月和9月;大部分月份的ND-VI增加速率随着时段的延长显著减小,表明NDVI增加趋势放缓;在像元尺度上,月NDVI显著变化的区域多呈增加趋势,但显著减少范围的扩张多快于显著增加。4月和7月植被生长主要是受气温和日照时数共同作用,6月和9月受气温的控制,而8月则主要受降水量的影响。长时间序列NDVI数据集的出现为采用嵌套时段研究植被生长变化趋势奠定了前提,而植被活动变化趋势的持续性则有助于形象表征植被活动变化过程、深入理解植被对气候变化的响应和预测植被未来生长变化趋势。由此推测,青藏高原月NDVI未来增加趋势总体上趋于缓和,但在像元尺度显著变化的区域趋于增加。
- 郑海亮郑海亮房世峰刘成程杜加强
- 关键词：NDVI月尺度气候影响青藏高原
- 近30a新疆月NDVI动态变化及其驱动因子分析被引量：39
- 2016年
- 不同生长阶段的植被对水热条件的需求、对气候变化的敏感性可能不同。监测不同月份植被动态变化及其对气候变化的响应,对于深入理解植被与气候的关系具有重要意义。基于MODIS NDVI数据集拓展的AVHRR GIMMS NDVI时间序列,该文研究了近30 a新疆生长季各月植被生长的动态变化,分析了气候变化和人类活动的可能影响。结果表明,已有研究指出的1982-2006年的植被生长显著增加(P<0.05)在后续几个时段仍然持续,但5-10月区域平均NDVI增加量随时段长度的延长而显著减少(P<0.05),除11月外,其他月份多存在1998年或1997年前后,NDVI由增加到减少的逆转现象。但在像元尺度,显著增加和显著减少的区域多随时段延长呈极显著增加趋势(P<0.01),尤其是显著减少区域在各月中均快速增加,导致区域尺度NDVI增加趋势的放缓。各月份NDVI对气候变化的响应不同:生长季开始的3-6月和生长季结束的9-11月NDVI对气温、蒸散发等与热量有关的因子变化更敏感,而7-8月则与降水量、湿润指数等水分因子的相关性更强。3-5月农田NDVI的显著减少除气候因素外,种植结构和灌溉方式的改变也是重要原因。时段长度不同得出的结果有所差异,延长时段长度、注重变化过程分析是未来植被动态监测的重要研究内容。
- 杜加强赵晨曦贾尔恒.阿哈提房世峰香宝阴俊齐何萍袁新杰方广玲舒俭民
- 关键词：气候变化植被气温降水量
- 基于InVEST-Biodiversity模型的闽江流域生境质量变化评价被引量：30
- 2015年
- 基于InVEST模型的Biodiversity模块,测定闽江流域的生物多样性生态服务功能,运用模型结果中的生境质量指数和生境稀缺度指数评估闽江流域生态环境质量,对区域生态环境保护具有参考价值。经模型运算得到:2000年、2005年、2010年闽江流域生境质量指数得分分别为27.90、27.82、27.79,10年间下降了0.39%,2005—2010年期间较2000—2005年期间下降速率降低了62.50%;台江、鼓楼、仓山、长乐地区是生境质量较低的地域,其生境质量指数得分10年间均值为0.15、0.23、0.33、0.53;道路、居住地、工业用地、采矿场4种地类对闽江流域生态环境的干扰是生境质量变化的主要驱动因素;森林地类生境稀缺度指数下降了89.80%,生境质量指数10年间均值为0.99,占地面积增加了0.09%。研究表明,10年间闽江流域整体生境质量处于良好水平,且保持稳定。
- 白健刘健余坤勇张林波李新通王德旺
- 关键词：生态环境质量闽江流域
- 近50a黄河上游气候变化趋势和干湿界线波动分析被引量：13
- 2013年
- 利用黄河上游地区13个气象站点1959—2008年的气候资料,研究了黄河上游地区多个气候要素的变化,以30 a为时间尺度研究气候变化趋势的可行性。结果表明:区域东南部站点呈干暖化趋势,其他站点以湿暖化为主,变湿的趋势不显著,而变暖的趋势普遍且显著;东南部向着干旱化的方向发展,其他区域不显著;年平均气温和最低气温在1959—1988年、1969—1998年和1979—2008年3个时段呈持续增加趋势,最高气温仅在近30 a呈整体增加趋势;在最低气温和最高气温的共同作用下,1979—2008年年均气温的增幅最大;低海拔站点日照时数持续、显著减少,而高海拔的玛多、达日两站则呈显著增加趋势;相对湿度恰好相反,低海拔站点多呈增加趋势,高海拔站点多呈减少趋势。区域风速总体呈下降趋势,尤其是低海拔地区和后两个时段。采用30 a为时间尺度分析气候变化具有一定的可行性。
- 杜加强郭杨房孝磊刘成程王丽霞沈云张林波
- 关键词：气候变化气温降水量日照时数相对湿度黄河上游
