老哈河流域NDVI动态变化及其与气候因子的关系

利用1982～2006年GIMMS／NDVI数据，赤峰气象站的气温数据和流域内52个雨量站的降水数据，采用一元线性回归分析、简单相关分析以及偏相关分析方法对老哈河流域内林地、灌丛、草地、耕地4种植被类型NDVI年内和年际变化及其与气温、降水的关系进行了研究．结果表明：老哈河流域NDVI年内变化呈单峰型，年最大值出现在8月份，月NDVI和气温、降水之间均具有显著的正相关关系，且存在滞后现象，林地与灌丛、草地相比，其NDVI受降水影响相对较小，气温对植被年内生长的影响大于降水；1982～2006年流域年均NDVI呈上升趋势，其中20世纪90年代流域植被覆盖水平最好；夏季NDVI与同期和前期的气温呈显著的负相关，与前期降水呈显著的正相关，在老哈河流域夏季气温升高会导致植被覆盖减少，而降水增加有利于植被的生长．

近40年老哈河流域土地利用变化监测与分析

利用决策树和支持向量机分类方法,基于多期Landsat MSS,TM and ETM+遥感图像和其他辅助数据,对1970s以来近40年半干旱的老哈河流域土地利用变化(land use and land cover change,LUCC)进行动态监测,并利用GIS方法对LUCC进行了定量分析和空间分布制图。结果显示,利用支持向量机分类方法对该地区1976年、1989年、1999年和2007年土地覆盖类型分类可达到较满意的效果;近40年老哈河流域土地利用变化显著,水体和草地减少,城乡用地持续扩张,耕地大幅增加,林地和未利用地大幅度波动、总体减少。LUCC主要发生在林地、草地和耕地之间,表明农、林、牧用地之间转换显著,且在各个时期的空间分布差别较大。从变化强度来看,土地利用的年综合变化率最大值渐趋增大,年均土地动态度在空间分布上差异很大,另外在各研究期赤峰市区周边动态度都很大,反映了赤峰市持续性的城市化进程。

基于SEBAL模型的老哈河流域蒸散发研究

针对传统的蒸散发计算方法存在的不足,采用基于地表热量平衡的SEBAL模型,利用1 km分辨率的MODIS影像数据估算了位于半干旱地区的老哈河流域的实际蒸散发量及其时空分布特征,并综合分析了蒸散发量与土地利用、土地覆被、地表温度、植被指数、高程、坡度的关系。结果表明,该流域蒸散发时空分布不均匀,且实际蒸散发与地表温度呈指数相关,与归一化植被指数和高程等参数呈线性相关。该方法可为国内半干旱地区的实际蒸散发研究提供参考。

TRMM卫星降水数据在老哈河流域的精度评估

采用地面雨量站点观测降水作为基准数据,评估热带降雨观测计划(TRMM)最新一代降水产品3B42V7在高纬度半干旱的老哈河流域的精度。结果显示:TRMM 3B42V7在老哈河流域较基准降水系统偏大,平均偏差为17.46%,相关系数为0.73,平均意义上日卫星降水精度相对较高;但TRMM 3B42V7绝对值偏差达到81.26%,在绝对值意义上日卫星降水精度较低;经过GPCC地面月降水量偏差校准,TRMM 3B42V7精度在月尺度上有较大提高,绝对偏差为21.95%,相关系数达到0.98;TRMM 3B42V7精度同纬度和高程存在明显的相关关系;TRMM3B42V7能较好反映老哈河流域日降水事件并展现降水的空间分布特征。因此,TRMM 3B42V7可用于老哈河流域月尺度的水文过程模拟、水资源评价与规划等相关研究。

老哈河流域降水的空间插值方法比较

降水的空间插值将有限的雨量站点观测数据插值为规则分布的空间数据集,对于解决水文关键问题具有重要的实际应用价值。但在众多的降水插值方法中,没有一种普适的最优方法。以中国西辽河上游老哈河流域为例,利用研究区1994-2005年52个气象站点的逐日降水资料,利用反距离加权、普通克里格、考虑高程的协同克里格对流域降水进行了空间插值,进而分析了流域降水的空间变异规律。结果表明:老哈河流域考虑高程的协同克里格插值取得了较好的精度;老哈河流域降水存在较大的空间变异性,有由南往北的递减趋势,降水量主要集中在流域的西南部。

近35年来老哈河流域湿地关键区景观格局演变及其驱动力

湿地生态系统在干旱区、半干旱区的作用远高于湿润区,在调节气候、涵养水源、水体净化、保护生物多样性方面发挥的作用更为显著。近年来,老哈河流域部分河段断流、水域面积减小、湿地萎缩、植被生态功能退化、生物多样性衰减等生态环境问题日益凸显,对流域生态系统和经济可持续发展造成威胁。利用1985年、1995年、2006年、2015年和2019年5期遥感影像解译了研究区土地覆被类型,利用1985-2019年35期遥感影像解译了研究区内红山水库的水域面积,运用矩阵转移法、景观格局指数、相关分析、主成分分析等方法,分析了老哈河流域湿地关键区土地覆被类型时空特征,以及湿地景观格局演变及其驱动力。结果表明:1)近35年来老哈河流域湿地关键区湿地总面积减少了近2/3,呈显著减少趋势,特别是1995-2006年面积减少达77.21km2,河漫滩地基本消失殆尽,湿地大部分转化成了旱田。2)沼泽湿地和水域变得简单而集中,河漫滩地变得分散且破碎化严重,水田面积增大但连通性差,景观多样性指数和均匀度指数均呈显著减小趋势,斑块的多样化和均匀性程度逐渐降低,景观蔓延度指数呈显著增加趋势,越来越受优势景观类型控制。3)人类活动是老哈河流域湿地关键区湿地萎缩的关键因素,与社会经济和农业发展过程中对水资源利用加剧密切相关。