草地退化指数的研究

从指标整合的角度出发 ,构造出能同时表征草地退化面积信息与草地退化等级信息的草地退化指数 ,并运用地面调查、遥感影像与地理信息系统 ( GIS)

基于遥感监测的天山新疆段草地退化时空特征及其与气候因子的关系

以植被覆盖度作为草地退化的遥感监测指标,基于2001-2020年天山新疆段MODIS NDVI和气象遥感资料,采用像元二分模型、草地退化指数、冷/热点分析、变异系数和相关性分析等方法,分析草地退化时空特征及其与气候因子的关系,结果表明:1)2001-2020年平均草地退化面积占总面积的34.04%,草地退化指数为1.67,处于轻度退化水平。2)空间上,轻度退化草地空间分异特征明显,主要集中分布在天山西部和中段山区,中度退化和重度退化草地面积较小且不集中,95%以上的区域草地植被覆盖度变异系数小于0.2,总体上覆盖度的年际波动小,变化相对稳定。3)2001-2020年草地植被覆盖度受气候因子驱动的区域占总面积的44.23%,主要分布在天山西部和东部,受非气候因子驱动的区域占总面积的55.77%,在山区和南北两侧地势较平缓的区域均有分布,说明非气候因子在天山新疆段草地的变化中起到主导作用。该研究结论可为当地草地资源保护与利用提供科学依据。

黑河中上游典型地区草地植被退化遥感动态监测

选择黑河中上游草地植被的典型区域,利用卫星遥感、GIS以及GPS定位测量技术,结合实地调查和采样测定,构造基于地面实测数据的草地植被退化指数,建立草地植被退化的遥感监测模型,并利用研究期2003年TM影像GPS定位点所对应的灰度数据,对1986年TM影像进行辐射特征标准化处理,监测草地植被退化的时空变化规律,旨在探讨通过TM影像数据结合野外样方数据,简单而快速评价草地植被退化的定量方法。结果表明:利用卫星遥感数据和地面草地样方实测数据,分析草地植被退化地面评价指标与遥感评价指标之间的关系,建立草地植被退化的遥感评价模型,能够较为快速、准确地监测和评价区域尺度的草地植被退化。研究区1986年轻度、中度和重度退化的面积分别为499.86、772.67和916.74km2,2003年轻度、中度和重度退化的面积分别为322.23、815.20和1015.84km2。从草地植被的变化幅度、变化趋势和变化强度方面对比分析1986年和2003年的草地植被退化情况表明草地植被退化过程是一种慢速的渐变过程,重度退化、中度退化的比例较高而且呈增长趋势,总体态势仍旧呈现退化加剧、局部改善、整体恶化的变化格局。草场退化呈现由草原草场向荒漠化草原草场再向荒漠化草场演替的趋势。

藏北地区草地退化空间特征及其趋势分析

根据草地退化国家标准和藏北地区草地退化实际情况,结合藏北地区1981—2004年多年遥感监测数据以及其它相关数据,采用遥感手段和GIS技术,分析藏北地区草地退化与坡向、坡度和海拔高度之间的关系;并计算藏北地区草地退化趋势系数,对该地区草地退化空间特征的趋势进行了分析。结果表明:在藏北地区,草地退化主要发生在平地(坡度小于1°)草地,平地的草地退化趋势比坡地显著,阳坡的草地退化指数(GDI)大于阴坡。在草地面积最大的4 500-5 250 m的海拔高度范围内,草地退化明显,草地退化趋势也显著。

锡林郭勒草原近30年草地退化的变化特征及其驱动因素分析

利用NOAA/HAVRR NDVI与MODIS NDVI遥感数据,估算得到锡林郭勒盟草原33年(1981~2013年)的植被覆盖度,根据草地退化国家标准,得到锡林郭勒草原草地退化的变化情况,并对其驱动因素进行研究。结果表明:在研究期内,研究区草地处于长期退化趋势,但2000年是草地退化的转折点。2000年之前,研究区草地呈退化加剧态势;2000~2005年草地退化发生转变,中、东部区域草地整体好转,西部地区草地恶化态势加剧;2005年之后,草地生态不断好转,尤其在2010~2013年,草地退化面积不断萎缩,退化草地中,以中度、轻度退化草地占主导。究其驱动因素,草地载畜量与草地开垦等农业经营活动及人口数量是主要因素;夏季降水量与夏季平均气温变化也是加剧草地退化的重要因素;能源矿产资源的不合理开采是导致草地退化的另一重要因素。

青海省玛多县草地退化现状及动态变化研究

本研究以三江源玛多县为例,在构建草地退化指数的基础上,建立草地退化指数与植被指数的遥感评价模型,得到2009年玛多县草地退化现状,并结合玛多县20世纪80年代和90年代草地资源调查结果,分析玛多县草地退化动态变化状况。结果表明:(1)草地退化地面综合评价指标中植株高度、植被覆盖度和生物量权重分别为0.21、0.39和0.40;(2)草地退化指数与多种常用植被指数的相关性分析中,与MSAVI的相关性最高,呈显著相关关系,模型可定量表达为Y=1.02+0.50 lnX;(3)2009年玛多县草地覆盖面积约222万hm2,其中草地退化面积达176万hm2,占草地总面积的79%;以轻度和中度退化为主,占草地总面积的66.5%;(4)随着三江源自然保护区的建立,大量生态保护建设工程的实施,玛多县草地退化由90年代的以重度和中度退化为主,转变为以轻度和中度退化为主,重度退化程度也改善到80年代水平。但草地退化面积依然在不断扩张,2009年草地退化面积比1997年增加了15万hm2,12年间增加了10%。

气候变化与生产经营活动对草地退化影响的实证研究——以锡林郭勒盟牧区为例

以锡林郭勒盟牧区为例，利用NOAA／HAVRRNDVI与MODISNDVI遥感数据，估计得到其1981—2013年的植被覆盖度，并根据草地退化国家标准，计算草地退化指数作为衡量草地质量状况的指标，实证研究气候变化与生产经营活动对草地退化的影响。结果表明：（1）1981—2013年，锡盟牧区草地退化指数呈先升后降的特征，总体呈上升态势，说明研究区草地退化水平呈先恶化、后期不断下降的变化趋势。（2）研究区草地退化主要受生产经营活动的影响。其中，非农生产经营活动是草地退化的主要驱动因素之一，尤其是矿产开采：农业生产经营活动中的畜牧业生产是草地退化的另一主要影响因素，草地载畜量越多，草地退化状况越严重。（3）除生产经营活外，气候因素对草地退化的影响主要表现为锡盟牧区夏季气候长期趋于干旱化的变化趋势，且生产经营活动对草地退化的影响小于夏季降水量的影响。

不同程度退化草地的植被土壤特征及其相互间的关系

以云南省会泽县典型亚高山退化草地为研究对象,采用植物群落样方调查,利用非度量多维尺度(non-metric multidimensional scaling,NMDS)等分析方法,对该区域不同退化程度下草地植物群落物种组成与多样性以及土壤理化性质的变异趋势及其内在关联进行了探究。结果表明,草地植物物种多样性指数、盖度和均匀度均随退化程度加剧而增加,但是植物群落中牧草类物种多样性及其比例均呈下降趋势,而毒杂草类植物多样性及其比例则呈上升趋势。整体上中度和重度退化草地的土壤养分含量相比于轻度退化草地的土壤养分含量呈明显下降趋势。在不同退化程度草地群落中,植物物种多样性指数与0–20 cm土层pH均有显著关系(P<0.05),但是影响退化草地植物物种多样性变异的土壤因子组合及其解释率并不一致。本研究初步探讨了我国南方亚高山草地在不同退化程度下的植物群落特征、土壤理化性质及二者间的内在关联,为探究该区域草地退化机制及退化草地的恢复措施提供了科学依据。

蒙古高原草地退化程度时空分布定量研究

为了实现大面积遥感定量评估蒙古高原草地退化状况,利用NDVI数据反演1982-2013年草地植被覆盖度,并以1982-1985年覆盖度作为基准数据,计算1986-1999年和2000-2013年草地退化指数。结果表明,1986-1999年和2000-2013年,蒙古高原草地覆盖度分别达到14.60%和18.43%,呈上升趋势;1986-1999年显著(P<0.05)和极显著(P<0.01)增加的面积分别为298.86和189.67 km2,2000-2013年增加面积分别为443.32和92.46 km2;相对1986年,2007年的草地覆盖度最差,2001和1995年也较差,而2013年草地覆盖度最好,表现为初期一般、中期变差、后期变好且好于初期;草地退化程度方面,1986-1999年重度退化草地面积所占百分比最大,达50.35%;2000-2013年中度和重度退化草地面积百分比分别是39.42%和30.34%,总和接近70%,草地退化状况有由极重度、重度向中度和轻度转变的趋势,草地趋于好转。

内蒙古阿鲁科尔沁旗草地退化时空分布特征分析

本文以位于大兴安岭中山山地向科尔沁沙地过渡带的阿鲁科尔沁旗为研究对象,以1990年、2000年和2014年三期遥感影像数据为基础、结合阿鲁科尔沁旗统计年鉴、气象气候等资料,借助ENVI5.1和ARCGIS10.2软件,对阿鲁科尔沁旗草地退化现状特征、时空变化规律进行了研究,研究表明:2014年阿鲁科尔沁旗草地退化指数(GDI)为2.99,属于中度退化等级,研究区各个乡镇(苏木)草地退化指数(GDI)值在2.65~3.3之间,区域之间有一定的差异性,但整体上均处于中度退化的状态。草地退化状况空间分布特征为,南部和中南部地区草地退化较为严重,主要以中度退化草地为主,伴有重度退化草地;中部和中北部地势偏高的林牧区草地退化状况相对较轻,主要以轻度退化草地与中度退化草地相间分布,草地整体状况相对较好;最北端基本形成了无明显退化草地、轻度退化草地和中度退化草地相间分布的格局。

近35 a新疆天山巴音布鲁克草原退化程度评价

植被覆盖度和生产力指标作为评价草原生态系统退化已有较多研究,各单一评价指标互相独立难以对不同草原退化程度进行综合评价。本研究以新疆天山中部巴音布鲁克草原为研究对象,提出了一种基于标准化处理分指标耦合的草原退化遥感评估方法。选取草原植被覆盖度、草层平均高度、总产草量3个分指标,通过主成分分析法确定分指标权重,并引入Min-Max标准化方法处理并构建综合评价指标草地退化指数(Grassland Degradation Index,GDI),最终通过Landsat影像反演以及草地退化指数变化率的合理分级评估了1986—2021年新疆天山巴音布鲁克草原的退化程度。结果表明:(1)GDI_(g)与NDVI的相关性最好。(2)2021年巴音布鲁克草原未退化面积占总面积的比例为60.51%;不同草地类型的草地退化程度有明显差异;空间分布上表现为由盆地向山地退化加重的趋势。(3)通过辐射配准方法可以将GDI_(rs)模型应用于其他年份,2000—2009年巴音布鲁克草原退化程度明显改善,2009—2021年草原退化程度轻微波动。研究结果将为指导巴音布鲁克草原退化程度的评价和保护草原生态系统提供一定的数据支撑和理论基础。

基于遥感的草地退化研究综述

本文基于3S(遥感、全球定位系统和地理信息系统)技术的支持下,结合野外调查数据,进行了草地退化成因、遥感研究方法的综述。利用遥感方法进行建模,对未来草地退化研究前景进行展望,并提出了运用多种数据如气象数据、地形数据等进行草地退化相关分析的建议。

基于GIS和RS草地退化的研究进展

草场退化是草场生态学和草场经营学中日益引人注意的问题,GIS、RS技术的发展对草地退化问题的研究提供了新的方法并取得了一系列的成果。通过对草地退化的研究内容、方法及研究成果综述,对草地退化在GIS、RS支持下的研究前景做出了展望,并指出,草地动态监测系统的开发以及完善是未来草地科学发展的趋势。