海南岛土地覆盖变化对海风锋结构演变影响的数值模拟

本文利用WRF-Noah陆气耦合中尺度模式,针对海南岛一次典型的海风锋事件进行了高分辨率的数值模拟,研究了海南岛土地覆盖(下垫面)变化对海风锋结构演变的影响及其机制。结果表明,海南岛土地覆盖变化对海风锋的作用是通过多种地表和植被属性的综合影响决定的。森林化试验中动力和热力作用分别抑制和促进海风锋的发展,对海风锋的影响是两者共同作用的结果;反照率的减小引起净辐射的增大,从而使感热通量小幅增加,使低层大气增温而增加海陆温度梯度,这在一定程度上增强了海风驱动力,但地表粗糙度的增大减弱了海风风速,进一步减弱了海风锋传播距离和上升速度。然而,由于海南岛森林覆盖面积较大,导致森林化试验与控制试验中海风锋的整体差异较小。相比之下,荒漠化试验中热力和动力作用均有利于海风锋的发展;反照率的增大和叶面积指数的降低,改变了地表能量分配,造成潜热通量显著减小,感热通量先减少后增大,对低层大气的增温效应非常明显,从而加大了海陆温度梯度。另一方面,地表粗糙度显著减小,下垫面对海风的阻挡作用减弱,海风风速增大。因此,荒漠化试验海风锋传播距离、上升速度以及海风厚度都显著增大。

基于Google Earth Engine的合肥市土地覆盖变化研究

针对传统的单机处理遥感影像方式难以进行大尺度和长时间序列土地覆盖监测的缺点,文章以合肥市为研究区,借助谷歌地球引擎(Google Earth Engine,GEE)平台,利用2000—2020年多景Landsat卫星影像和多种辅助数据,采用随机森林(random forest,RF)算法得到土地覆盖分类图,并对土地覆盖变化(land cover change,LCC)进行驱动力因素分析,基于植被覆盖度(fractional vegetation cover,FVC)反演算法进一步得到FVC时空变化。研究结果表明:近20年来研究区土地覆盖时空变化特征十分明显,FVC时空变化呈现减少特征;人口增加和社会经济发展是LCC主要驱动因素。

基于Agent的土地利用/土地覆盖变化模型的研究进展

在查阅国内外大量LUCC模型应用研究文献资料的基础上,重点对基于Agent的土地利用/土地覆盖变化模型(ABM/LUCC)的研究进展进行了详细论述。首先指出ABM/LUCC模型提出的背景,并对模型的基本理论和概念进行简要介绍;其次,重点论述ABM/LUCC模型的主要研究问题以及该模型在城市土地利用、农业土地利用以及自然资源管理等领域的国内外研究进展;最后,分析总结目前模型应用中存在的主要问题,并探讨模型未来发展的主要方向。

基于Landsat TM/ETM数据的锡林河流域土地覆盖变化

根据1987年、1991年、1997年和2000年4期Landsat TM/ETM影像的土地利用/土地覆盖分类结果,运用地理信息系统空间分析方法,分析了内蒙古锡林河流域1987～2000年间各土地利用类型及草甸草原、典型草原、荒漠草原的数量变化和空间变化特征.分析结果显示,锡林河流域土地利用/土地覆盖变化的主要特征为草甸草原、典型草原面积的大幅减少和荒漠草原、农田和沙漠化土地面积的大幅增加及城镇的扩张.其中面积增加最大的是荒漠草原,增加了2328 km2;相当于1987年荒漠草原面积的56%.农出和城镇面积逐年增大,分别从1987年的114.3 km2和25.2 km2增加到2000年的332.1 km2和43.6 km2.面积减少最多的是羊草+丛生禾草、羊草+杂类草等优良高产温带典型草原类型,共减少2040km2.草甸草原面积亦呈逐年减少的趋势,从1987年的1103 km2减少到2000年375 km2,面积减少了65.9%.农出、沙化地及城镇等非草原土地利用类型面积增加了62.5%.

气候波动和土地覆盖变化对广东省植被净初级生产力的相对影响

为深入理解人类活动对陆地生态系统的影响,采用CASA(Carnegie-Ames-Stanford Approach)模型估算广东省2000、2005和2010年实际植被净初级生产力(Net primary productivity,NPP),并基于情景模拟法估算气候和土地覆盖类型稳定条件下的植被NPP,对气候波动和土地覆盖变化在植被NPP变化中的相对贡献进行了研究。结果表明:太阳辐射对植被NPP具有显著的正向控制作用,气温与植被NPP表现为显著负相关,降水不是该区域植被生长的限制性因子;各气候因子与植被NPP的相关性具有季节和区域差异性。在气候不变条件下,土地覆盖变化整体上增加了NPP,对NPP变化的相对贡献与城市扩张格局相类似,不同生态区存在差异性,以珠三角区的贡献最大。总之,气候波动对NPP变化的相对贡献较为复杂,取决于气候因子的波动特征以及与NPP的相关性;其它因子(城市热岛、农耕活动和园林管理等)对NPP变化的相对贡献存在很多不确定性,整体上增加了NPP。

黄河三角洲土地利用/土地覆盖变化研究现状与展望

土地利用/土地覆盖变化是全球环境变化研究的3个核心主题之一。黄河三角洲是我国乃至世界造陆速度最快的河口三角洲之一。伴随着人口的不断增加,黄河流域经济的发展,河口地带油气的开发,黄河三角洲土地利用/土地覆盖发生了迅速的变化,从而引发了土壤盐渍化、水污染严重、湿地资源保护受到威胁等一系列生态环境问题。论文以黄河三角洲为典型样区,把其土地利用/土地覆盖变化的研究作为全球环境变化研究的一个缩影,为全球性土地利用/土地覆盖变化模型的建立提供依据。论文首先介绍了黄河三角洲概况,其次对该地区土地利用/土地覆盖变化探测方法、结果进行了对比、归纳,接着回顾了该地区对土地利用/土地覆盖变化的驱动力分析以及模型预测,然后介绍了土地利用/土地覆盖与环境变化交互作用等的研究状况,最后总结了目前黄河三角洲土地利用/土地覆盖研究所取得的成绩和存在的不足,同时为进一步开展该地区的研究工作提出了若干建议。

珠江三角洲土地覆盖变化对地表温度的影响

由于经济的快速增长,1978年以来的25年中,珠江三角洲地区的土地覆盖变化,特别是城市扩展速度非常之快。通过把遥感和地理信息系统相结合,研究了土地覆盖变化及城市增长状况,并且评估了城市增长对地表温度的影响。利用陆地卫星多时段数据监测了土地利用和土地覆盖变化;通过陆地卫星热红外单波段反演了地表温度,研究了土地覆盖变化特别是城市增长对地表温度的影响。结果发现,珠江三角洲地区土地覆盖变化明显,城市增长显著且不平衡。城市的发展使城市化地区的地表温度提高了8.9K。研究表明,遥感和地理信息系统的结合,在监测和分析土地覆盖变化,特别是城市增长状况以及评估城市化对地表温度的影响方面,是十分有效的。

土地覆盖变化对盐城海岸带湿地生态系统服务价值的影响

应用Costanza的生态服务价值计算方法,参考中国陆地生态系统单位面积服务价值表,依据当地市场价格,参考海岸带湿地生态服务价值已有文献确定各生态服务价值系数,并结合野外实地调查结果和遥感提取的盐城海岸带湿地两期土地覆被数据,分析盐城海岸带湿地土地覆盖变化以及由此引起的生态系统服务价值的变化。结果表明:1992-2008年研究区土地覆盖发生了显著变化。自然湿地大量转化为生产用地,水产养殖塘和弃耕地面积变化最明显;自然湿地中芦苇和盐地碱蓬滩面积减少了75.27%和72.83%,而互花米草滩面积增加了369.09%。1992-2008年研究区生态服务价值增加了25.349亿元,水产养殖塘的扩建是生态服务价值增加的主要原因;生态系统单项生态服务功能中,大气组分调节、水分调节、污染物降解、科考旅游及生物多样性保护价值均大幅减少。各种土地覆盖类型中,水产养殖塘及互花米草滩的生态服务价值显著增加,而芦苇和盐地碱蓬滩的生态服务价值则大幅减少。自然湿地大量转化为生产用地以及互花米草的大范围入侵是导致不同土地覆盖类型生态服务价值发生变化的主要原因。

卧龙地区流域土地覆盖变化及其对大熊猫潜在生境的影响

土地覆盖变化作为土地利用驱动的显著结果,是人类活动对环境影响的最显著的表现。为了将土地覆盖变化结果用于探讨大熊猫潜在生境与人为活动导致的环境变化之间的关系,利用1∶25万数字高程模型和1∶10万土地覆盖分类数据(1990年,2000年两期),采用流域时空对比和景观格局分析的手段,对卧龙地区两流域土地覆盖变化及大熊猫潜在生境的景观格局变化进行了对比研究,结果表明:①10a间,寿溪流域土地覆盖年变化率(0.33%)低于渔子溪流域(1.02%),且两流域土地覆盖类型的变化趋势有所不同。主要表现为:在寿溪流域,主要土地覆盖类型的斑块均表现出破碎化的趋势,且森林和灌丛的斑块破碎化趋势更显著;而在渔子溪流域,仅是与人类活动相关的草地、农田斑块破碎化加剧,而森林和灌丛的平均斑块大小反而增加了。②两流域大熊猫潜在生境的景观格局变化趋势有所不同。在渔子溪流域,大熊猫潜在生境的景观多样性指数、均匀度指数、破碎度和森林景观形状指数均高于寿溪流域。而与渔子溪全流域相比,该地区大熊猫潜在生境的森林平均斑块大小较小,并且近十年,在渔子溪流域,大熊猫潜在生境景观的森林面积比重及斑块大小的减少,森林景观形状指数的增加等变化趋势与全流域的相反,间接反映出渔子溪流域的大熊猫潜在生境所受的人类活动的压力更大。③两流域分级集水区的大熊猫潜在生境比重分布与居民点密度分布存在空间上的分异。利用缓冲区分析表明,在渔子溪流域,大熊猫潜在生境与居民点范围的重叠更为严重,约57.7%的人类活动范围处于与大熊猫潜在生境重叠的区域。据此推断,大熊猫潜在生境在流域中的分布与人类活动空间上的交错关系是导致近十年渔子溪流域大熊猫生境受到严重干扰的重要原因。

中国土地利用/土地覆盖变化研究综述

20世纪 90年代以来 ,随着资源、环境和人口问题的日益突出 ,土地利用 /土地覆盖变化研究己成为国际上全球变化研究的前沿和热点课题。在这个大背景下 ,中国也相应地开展了大量的土地利用 /土地覆盖变化研究 .文章回顾了中国在这个全球性热点领域所进行的研究 ;着重综述了中国土地利用 /上地覆盖变化研究中时空变化、动力机制以及环境效应等三方面所取得的进展 ,并阐述了未来中国土地利用 /土地覆盖变化研究的发展趋势 .

土地利用/土地覆盖变化与土壤侵蚀关系研究进展

土壤侵蚀作为LUCC引起的主要环境效应之一,是自然和人为因素叠加的结果。不合理的土地利用和地表植被覆盖的减少对土壤侵蚀具有放大效应。土地利用/土地覆盖变化与土壤侵蚀关系的研究已逐渐成为LUCC研究和土壤侵蚀研究的一项新的重要课题。目前,涉及土地利用/土地覆盖的土壤侵蚀研究方法有很多,本文介绍了基于模型的定量研究、基于GIS和RS的研究、基于放射性同位素的研究以及基于湖泊(水库)沉积物的研究的基本原理与研究进展,同时指出了每种方法中存在的不足。

重庆市不同类型经济区土地利用土地覆盖变化分析

对所选 3样点的土地利用动态变化和土地利用程度变化进行了深度分析 ,并揭示了三者之间变化差异的原因 。

黄河三角洲土地利用及土地覆盖变化驱动力分析

对影响黄河三角洲土地利用和土地覆盖变化的自然及人文因子进行了分析 ,筛选确定了该地区不同时期土地利用及土地覆盖变化的主导驱动因素。研究表明 ,5 0年代以前 ,该地区土地覆盖变化主要受气候因素、风暴潮和黄河改道等自然因素驱动 ;5 0～ 70年代 ,人类的大量开荒、胜利油田的开发使耕地、建设用地等迅速增加 ,但同时导致对土地自然生态系统的较大破坏 ,使土地地力下降、土壤盐渍化程度加重 ,土地生态趋于脆弱 ;80年代以来 ,蒸降比大的气候条件和淡水资源缺乏的水文状况成为该地区土地利用变化的主导自然驱动因子 ,不合理用水 ,林草、荒地的大量开垦等人类农业开发利用活动是该区土地利用变化的主导人文驱动因子 。

黄土高原地区土地覆盖变化对气候的反馈作用数值模拟

区域尺度土地覆盖变化是自然变化和人类活动共同驱动的结果,同时又对区域气候环境产生反馈。利用欧洲中值数值预报中心(ECMWF)ERA-Interim再分析资料,驱动RegCM4.5区域气候模式,进行了两个时间段(1980-2014、2005-2014)的数值模拟试验。以1∶250 000土地利用图为基础,结合植被图、土壤图制作具有高精度、极强现势性的土地覆盖资料,区域模式中陆面过程模式采用BATS,模拟了现实的土地覆盖改变对气候要素的影响,分析了黄土高原地区土地覆盖变化对气候的反馈作用。结果表明:(1)RegCM4.5不但能够较好描述黄土高原气温、降水的时间空间分布特征,也能够模拟土地覆盖变化对黄土高原局地气候变化的反馈。(2)不同土地覆盖变化特征对气候反馈作用不同,荒漠化会引起局部地区气温升高和降水减少,并通过正反馈机制,致使自然植被生长发育受阻;水域旱化会导致夏季气温升高和降水增加,从而加剧干旱洪涝灾害风险;草地覆盖增加会导致春夏季降水量与气温的降低,秋冬季降水量与气温升高。(3)土地覆盖变化对气温与降水的影响在夏季较强。该研究可促进对黄土高原生态治理环境效应的理解,也能深化对土地利用-气候变化之间互馈作用的过程认识,并为区域生态建设对策选择提供参考。

土地利用和土地覆盖变化对气候系统影响的研究进展

土地利用和土地覆盖变化(LUCC或LULCC)不仅对人类赖以生存的地球环境有重要影响,同时与人类福祉密切联系。人类活动对气候的强迫不仅包括温室气体排放导致的气候变暖,还通过直接改变地表物理性状以及间接改变其他生物地球物理过程和生物地球化学过程等对气候系统产生深刻影响。作者在此认识的基础上回顾了LUCC对气候系统影响的研究历史,结合新近的研究结果归纳了诸如森林砍伐、城市化、修坝等LUCC活动在区域和全球尺度的气候效应。LUCC具有高度的空间异质性,因此气候系统对它的反馈也具有明显的空间差异。由于全球平均后变化幅度相对区域上的小,LUCC对区域气候影响显著,而对全球气候影响不明显。它对区域气候的影响取决于反照率、蒸散发效率和地表粗糙率等变化的综合效应:在热带地区LUCC主要引起温度升高,在高纬度地区使温度下降。在全球尺度上LUCC导致气候的变暖主要通过减少蒸散发和潜热通量引起陆表水循环的改变,其次通过改变地表反照率导致辐射强迫改变。最后指出目前LUCC在气候变化学科中的研究所存在的问题。在此基础上提出了未来的研究首先需要评估的3个气候指标,并提倡多学科间的相互合作。

ASTER和TM/ETM+遥感数据融合监测土地覆盖变化

在人们纷纷选择IKONOS、QUICKBIRD、SPOT-5等高分辨率影像监测土地利用/覆盖变化之际,以北京海淀区为例,尝试采用Brovey变换和主成分分析(PCA)法融合ASTER、TM/ETM+中等分辨率影像,充分利用ASTER、TM/ETM+数据的多光谱和较高空间分辨率特性,挖掘其在土地覆盖变化监测中的潜力,为大规模监测土地利用/覆盖变化提供科学参考。研究将2003年ASTER多光谱3N、2、1波段与1999年ETM+PAN波段进行Brovey变换;1992年TM543与1999年ETM+PAN波段进行PCA融合,快速发现土地覆盖变化信息。经验证,变化发现精度达92.50%,符合项目精度要求。试验表明:在缺乏高分辨率影像的地区,选择价格相对便宜的AS-TER和TM/ETM+数据,采用Brovey变换和主成分分析(PCA)法进行融合,可有效监测土地覆盖变化,节约动态监测成本,二者具有很大的应用价值,值得推广。

武汉市土地利用/土地覆盖变化的生态环境效应分析

土地利用/土地覆盖变化的环境效应是土地科学研究的热点问题之一。该文以武汉市为例,通过对土地利用/覆盖变化和生态系统服务价值变化的研究,分析了土地利用/覆盖变化的环境效应。结果表明:1988~2004年,武汉市耕地面积持续减少,共减少46248.41hm2;园地、林地、水域、建设用地面积增加,其中建设用地面积增加最多,达27842.65hm2。而园地面积增加速度最快,年变化率达6.6%,未利用地减少速度最快,年变化率为-1.42%。土地利用变化引起了区域生态环境的响应,生态系统服务价值发生了变化,16年间增加了1.8701×108元,年变化率为0.10%,但生态系统提供的气候调节、土壤形成与保护、食物生产等单项服务功能却减弱了。

土地利用与土地覆盖变化的遥感监测及环境影响研究综述

土地利用与土地覆盖变化(LUCC)对全球生态、环境产生了巨大影响,是全球变化的原因之一,也是全球变化研究的重要组成部分。从遥感数据源、遥感分类方法、遥感动态变化监测方法3方面出发,介绍了遥感监测技术在LUCC研究中的应用现状;回顾了LUCC对气候、水文影响的研究进展,并对数值模拟方法在LUCC影响研究中的应用进行了重点评述;探讨了目前LUCC研究工作中在动力机制、对环境的影响、遥感技术及资料应用、多源数据的综合应用及利用区域气候模式进行数值模拟试验等方面存在的问题及未来发展趋势。

土地覆盖变化与普氏原羚和麋鹿的保护

以普氏原羚Ｐｒｏｃａｐｒａ ｐｒｚｅｗａｌｓｋｉ 和麋鹿Ｅｌａｐｈｕｒｕｓ ｄａｖｉｄｉａｎｕｓ 为例，探讨了土地覆盖变化对中国野生动物的影响和如何在土地覆盖变化的大背景下保存濒危物种。普氏原羚和麋鹿是我国的特有动物。由于近代人口增长、土地利用和土地覆盖变化，普氏原羚分布面积由大变小，濒临绝灭；而随着农田开垦、栖息地丧失，麋鹿最终在野外绝灭。普氏原羚和麋鹿是我国野生动物具有代表性的两个典型例子。土地覆盖变化是我国野生动物濒危的重要原因。在土地覆盖变化的大背景下保存濒危物种的途径有两条： ①在野生动物的重要栖息地和繁殖地点建立自然保护区； ②对那些已经在野外绝灭，濒临绝灭的野生动物，采取人工圈养，使这些野生动物数量增长，逐步将人工繁育个体重新回归自然。我们正在为普氏原羚建立一个自然保护区， 并对麋鹿实施易地保护。从现状分析，麋鹿的重新引入和易地保护是卓有成效的。

基于3S技术的天祝县土地利用/土地覆盖变化研究

天祝县土地利用/土地覆盖变化对石羊河流域的环境变化影响很大,研究其变化可为天祝县及石羊河流域可持续发展提供决策依据。基于3S技术,探测了20世纪末天祝县土地利用/土地覆盖变化情况,利用土地利用变化动态度和土地利用转移矩阵分析了变化的特点。主要结果如下:耕地增加较快,主要增长方式是毁林草地和开荒;未利用地转变为林草地在空间分布上很有规律,80%以上分布于4000 m左右的高山顶部。