基于GEE的长江经济带城市群热岛特征及影响因素

遥感技术能够客观、定量地评价地表城市热岛强度的时空变化,分析城市热岛的影响因素,为城市生态建设提供有效的科学参考。本研究基于GEE(Google Earth Engine)平台,以长时间序列的MODIS卫星资料为基础数据源,使用城乡二分法估算长江经济带2003—2019年的城市地表热岛强度,再利用城市热场变异指数评价生态环境,并利用地理探测器进行城市热岛成因分析。结果表明:长江经济带5个城市群2003—2019年全年平均气温为22.78℃,白天为23.91℃,夜间为7.59℃,平均温度整体上均呈上升趋势,分别为0.02、0.02和0.006℃·a^(-1)。长江经济带5个城市群17年无热岛占比最高,弱热岛和弱冷岛占比次之,强热岛占比最少,且城市热岛全年、白天和夜间都呈现下降趋势。长江经济带整体的生态评价为优。地理探测器因子探测表明,DEM、土地覆盖类型、O3是长三角城市群热岛效应的主控因子;蒸散发量、紫外线气溶胶吸收指数、人口密度是长江中游城市群热岛效应的主控因子;归一化植被指数、夜间灯光指数、土地覆盖类型是成渝城市群热岛效应的主控因子;归一化植被指数、DEM、CO是黔中城市群热岛效应的主控因子;蒸散发量、O3、NDVI是滇中城市群热岛效应的主控因子。

基于GEE的祁连山国家公园生态环境质量评价及成因分析

生态环境与人类生活密切相关。利用遥感技术能够客观、定量地评价生态环境质量的时空变化,为区域治理生态环境提供科学参考。本研究基于Google Earth Engine(GEE)平台,以Landsat TM/OLI遥感影像为基础数据源,计算得到可以反映生态环境质量的遥感生态指数(RSEI),并对祁连山国家公园1989—2019年的生态环境质量进行了评价及成因分析。结果表明:利用RSEI评价祁连山国家公园生态环境质量得到较好的结果,其中对生态环境质量有正向作用的指标为绿度和湿度指标,而干度和热度指标对生态环境质量有负面影响;祁连山国家公园时空变化分析表明,1989—2019年生态环境质量呈"缓慢下降-快速下降-上升"的趋势。时空差异分析表明,1989—1999年生态环境质量变化以不变为主;1999—2009年生态环境质量变化以轻度恶化为主;而2009—2019年生态环境质量变化以轻度改善为主;从生态环境质量的成因分析来看,4个指标影响均为显著。生态环境质量主导自然影响因子在1989年依次为绿度>干度>湿度>热度;1999年为热度>绿度>湿度>干度;2009年为干度>热度>湿度>绿度;而2019年依次为绿度>湿度>干度>热度。畜牧业是影响祁连山国家公园生态环境质量的重要人为因素。结果显示,GEE可以作为计算平台评价生态环境质量,扩展了在大范围长时间序列遥感生态指数评价生态环境质量中的应用。祁连山国家公园生态环境质量近年来向好的方向发展,但综合治理工作仍需提升。

基于地理探测器的祁连山国家公园植被NDVI变化驱动因素分析

植被是联结大气圈、土壤圈、水圈和生物圈的重要纽带,植被的时空变化特征与其驱动因素之间的关系在区域生态环境变化研究中具有重要意义。基于祁连山国家公园植被NDVI、气候、植被类型、地貌、土壤类型和DEM数据,运用地理探测器模型分析了2000—2019年祁连山国家公园植被NDVI时空变化特征及其驱动因素。结果表明:(1)祁连山国家公园植被在2000—2019年处于逐渐变好的态势;(2)祁连山国家公园植被NDVI低和中低等级面积占比超过55%,中和中高等级占比在35%左右,高等级面积占比极低,植被NDVI等级由东向西呈下降趋势;(3)降水、海拔、土壤类型和气温是影响祁连山国家公园植被NDVI的主要因素;(4)各评价指标之间对植被NDVI变化存在交互作用,分别为双因子增强和非线性增强效应;(5)祁连山国家公园植被最适宜生长范围或类别为:年均降水量320.7~385.8 mm,湿润指数2.9~21.3,年均温0.2~5.2℃,植被类型为针叶林和阔叶林,土壤类型为黑土和灰色森林土,DEM为2875~3365 m,≥10℃积温为346.2~720.5℃,地貌类型为中起伏山地,坡度为17.1°~22.8°,坡向为0°~31.55°。

祁连山国家公园生境质量时空演变

祁连山国家公园是西部地区重要的生态保护地,也是中国重要生态核心功能区,研究祁连山国家公园的生境质量时空演变,对于生态环境保护和可持续发展具有重要的现实意义。本文基于1990、2000、2010和2018年4期土地利用数据,利用InVEST模型定量评估了祁连山国家公园生境质量和生境退化度的时空分布变化特征。结果表明:1990—2018年,祁连山国家公园土地利用类型总体上较为稳定,具体表现在林地、水域增加,草地、未利用地减少;变化类型以草地、林地和未利用地相互转化为主;祁连山国家公园生境质量均值总体上升,呈东高西低分布;从土地利用类型来看,生境质量最高的是林地,最低的是未利用地;同一时期不同海拔、坡度等级的生境质量不同;随海拔的升高,生境质量呈现波动上升趋势,海拔等级Ⅳ的生境质量最低;随坡度等级的升高,生境质量呈现下降趋势,坡度等级Ⅰ的生境质量最高;同一海拔、坡度等级上,不同时期的生境质量也有差异;生境质量冷热点呈"西冷东热"的时空格局分布;热点区域主要分布在中部、东部,而冷点区域主要分布在西部;1990—2018年祁连山国家公园生境退化度呈现出先升后降的变化特征。生境退化度等级在空间上呈点状分布,具有圈层型结构,沿边缘分布于研究区的中、东部。