黄土高原极端降水变化及其对植被覆盖度影响

全球变暖背景下,黄土高原极端降水事件频发,对社会经济及植被生态产生了重要影响,研究黄土高原极端降水变化特征及其对植被覆盖度(fractional vegetation cover,FVC)影响,可为生态环境保护和区域可持续发展提供科学支撑。基于2000—2020年黄土高原64个气象站点逐日降水数据和MODIS NDVI数据,采用趋势分析、相关分析等方法,分析了黄土高原地区极端降水和FVC时空变化特征及极端降水对FVC的影响。结果表明:2000—2020年黄土高原地区总降水量P_(RCPTOT)、中雨日数R_(10mm)、大雨日数R_(20mm)、强降水日数R_(25mm)和降水强度S_(DII)均呈显著上升趋势(P<0.05),区域西部和北部强降水总体增加,但区域南部呈干旱化。2000—2020年黄土高原FVC总体呈显著上升趋势(P<0.05),集中分布在区域中东部,占区域总面积的32.00%;显著下降趋势主要分布在南部少部分地区,仅占区域总面积的4.91%。2000—2020年黄土高原地区FVC与中雨日数R_(10mm)、大雨日数R_(20mm)、强降水日数R_(25mm)和降水强度S_(DII)以正相关关系为主,其中呈显著正相关的区域占比分别为22.33%、48.19%、14.36%和24.37%,主要分布在中部地区。研究认为近20年黄土高原极端降水和FVC同步增加,表现为极端降水促进植被生态改善的作用,但应注意极端降水研究中的时间尺度效应问题,即年尺度数据可能掩盖了短时间尺度上极端降水对FVC的破坏作用。

陕西省植被覆盖时空变异及其恢复潜力

[目的]系统分析退耕还林以来植被覆盖时空变异特征,评估植被恢复的潜力,为陕西省生态环境建设的可持续发展提供科学的理论依据和实施建议。[方法]以MODIS NDVI数据为基础,采用Sen+Mann-Kendall模型和Hurst指数探究了2000-2020年陕西省及秦巴山区、关中平原和黄土高原3个亚区植被覆盖度(fractional vegetation cover,FVC)的时空变化特征,并运用相似生境法测算了不同区域的植被恢复潜力。[结果]①2000-2020年陕西省FVC增长率为0.0029/a,74.58%的区域有所改善。其中:黄土高原区FVC改善面积达84.46%,且以显著改善为主;秦巴山区FVC改善面积为74.40%,以轻微改善为主;而关中平原区FVC具有退化趋势,退化区域占64.56%。②全省FVC持续性改善面积占19.80%,黄土高原区和秦巴山区以持续性改善为主,面积比例分别为27.83%和13.68%,而关中平原区以持续性退化为主。③黄土高原区西北部及其与关中平原接壤地带的植被恢复空间较大,而子午岭林区植被恢复空间较小;秦巴山区森林覆盖率较高,几乎没有恢复空间;关中平原受城市化的影响,植被恢复空间小。[结论]近几十年来,陕西省植被覆盖度显著提高,但受气候、地形、植被类型和人类活动等因素的影响,植被覆盖变化具有明显的空间异质性。陕西省植被恢复的增长速度趋于放缓,持续改善能力已经较低,植被覆盖趋于平稳,但是黄土高原西北部地区及其与关中平原的接壤处植被覆盖恢复潜力仍较大。

青海湖流域植被动态变化驱动力及空间粒度效应

基于Landsat遥感影像分析1986~2020年青海湖流域植被覆盖度时空变化特征,结合多元线性回归和地理探测器,考虑气候、地表及人类足迹的影响,阐明时间和空间尺度下植被覆盖度变化的机制,并探讨空间粒度对驱动因素及其相对贡献的影响.结果表明:(1)近35年来青海湖流域植被状况整体改善,表现为中等、中高覆盖度植被面积增加,其中环青海湖东北部及布哈河上游植被覆盖度呈显著增加趋势;(2)时间尺度上,流域平均植被覆盖度变化受气候暖湿化和生态恢复工程驱动;(3)空间尺度上,植被覆盖度变化由气候、地形、植被和土壤控制,解释力较大因素为气温(0.41),高程(0.34)和降水(0.30).气候、地形和人为因素对植被覆盖度的影响存在交互增强效应,气温、高程对交互效用具有控制作用,其中气温与距水系距离、降水和人类足迹的交互较为显著;(4)空间粒度对植被覆盖度空间变化驱动因素的贡献具有显著影响,考虑气候、地表和人为因素交互作用时青海湖流域植被覆盖度空间变化最佳研究粒度为6km.

农林交错带植被覆盖度与地表温度的相关性分析

以内蒙古赤峰市喀喇沁旗为研究区,基于2000—2019年8期Landsat影像,利用空间分析、线性回归和空间自相关3种方法,在4类土地覆被上分析植被覆盖度(FVC)与地表温度(LST)的时空变化及其相关性。结果表明:(1)近19 a来,喀喇沁旗FVC呈西南向东北递减的趋势,而LST空间分布与FVC相反,呈西南低东北高的趋势;(2)FVC与LST整体表现为负相关,在空间相关性与线性回归中,农田的相关性强于林地,而空间自相关中林地强于农田;(3)与农田、建筑、草地相比,林地的FVC能有效降低LST,FVC≥0.75时,对LST影响最明显。

京津冀植被覆盖度时空演变及其对自然人为变化的响应

基于2001~2020年归一化差异植被指数(NDVI)数据,采用像元二分模型最大值合成FVC,通过Sen趋势分析、Mann-Kendall显著性检验、Hurst指数分析预测研究区植被覆盖时空变化,结合气象因子数据应用相关性分析与残差分析在开展植被变化响应分析的基础上新增量化影响因子相对贡献率.结果表明:近20年京津冀地区植被建设良好,全域平均覆盖度为64.5%,植被变化速率介于(-0.0597421~0.039797)/a,植被覆盖波动较大,呈现明显的地理差异变化;京津冀地区FVC时空变化受多因素共同影响,FVC与气温以负相关为主,分布区域贴合行政分区,与城市热岛效应相关;FVC与降水以正相关为主,分布范围贴合生态分区,主要受地理因子调控;人类活动平均残差为-0.00105,负向影响为主;自然与人为因素相对贡献率分别为31.33%和68.67%,人类活动是植被变化的主要驱动因素;未来FVC以改善趋势为主,但城市交界处FVC有下降趋势.研究成果可指导京津冀交界处FVC监测,开展正向人为干预,稳定京津冀环境质量,助推全域生态环境高质量发展.

甘肃省植被时空动态变化及其归因分析

甘肃省作为中国西部生态安全屏障的重要组成部分,其植被覆盖变化直接关系中国西部的生态安全。采用2000-2020年植被覆盖度(FVC)数据,并从自然和人文影响方面选取16个影响因子,涵盖气候、地形地貌、土壤、人类活动,利用趋势分析法、地理探测器模型和偏最小二乘结构方程建模(PLS-SEM),从甘肃省不同干湿区、不同时间节点的角度探究其植被覆盖的变化特征及驱动力。结果表明,1)2000-2020年,甘肃省FVC整体持续改善,高植被覆盖度显著增加,其中陇东高原、陇中高原和疏勒河南部地区改善最为明显。2)不同干湿区的植被覆盖变化差异显著。干旱和半干旱区植被改善较慢,受降水量波动和土地利用方式影响大;而半湿润和湿润区植被改善明显,得益于良好的气候条件、生态工程的推动以及土壤有机碳含量的增加。3)降水和土地利用对FVC解释力最大,“退耕还林工程”对FVC的增加起到积极作用,但不合理的土地利用和城市化等也引起植被退化。随着时间推移,气候对FVC的影响一直在积极增加,不合理人类活动对FVC的负面影响相对稳定且较大,部分抵消了退耕还林的正面效果。此外,土壤有机碳含量对FVC的影响显著下降,且间接受到气候的正向影响。4)利用PLS-SEM模型,可有效分离自然与人为因素对植被覆盖的驱动作用,也可探究因素间的作用强度与途径。该研究增强了对区域植被动态变化规律的理解,也为生态恢复和环境管理提供了科学支持。

内蒙古植被覆盖时空变化特征及其对人类活动的响应

基于2000—2022年MOD13A1 NDVI数据计算内蒙古年最大植被覆盖度(FVC),了解内蒙古FVC时空分布状况及变化趋势,结合夜间灯光(NTL)和地表覆被数据,采用逐像元相关分析方法探究FVC对人类活动的响应模式。结果表明:(1)内蒙古FVC空间分布总体表现为由东北至西南逐渐减小的趋势,FVC以改善为主,增速为0.0039·a^(-1),大部分区域FVC变化表现为基本稳定(64.02%)和明显增加(31.64%),所有盟市年均FVC增长量均为正值;(2)FVC变化趋势主要表现为不显著变化,占比依次为:不显著变化(65.62%)、显著增加(17.36%)、极显著增加(13.43%)、显著减少(3.27%)和极显著减少(0.32%),显著减少和极显著减少的区域与新增建设用地在空间分布上存在较高的一致性;(3)在人类活动空间范围,内蒙古大部分区域(79.67%)人类活动不会对FVC变化产生显著影响,12.80%的区域人类活动对FVC变化起着积极作用,地表覆被主要为城区周边的草地和耕地区域,只有7.53%的区域人类活动对FVC变化起着消极作用,主要分布在地表覆被为耕地、由耕地转为建设用地和新增工矿用地区域。

基于可见光影像的木里矿区排土场植被覆盖度提取研究

为了快速准确提取木里矿区排土场的植被覆盖度,基于无人机可见光影像,选择过绿指数、过绿减过红指数、可见光波段差异植被指数和归一化绿红差异指数,将植被指数时序图交点法和样本统计法相结合进行阈值分割,从而提取植被覆盖度,并对提取结果的精度进行验证。结果表明:可见光波段差异植被指数的提取精度最高,达到95.83%,Kappa系数为0.92。由此可见,利用可见光波段差异植被指数,将植被指数时序图交点法和样本统计法相结合的方法适用于提取木里矿区排土场的植被覆盖度且精度较高。研究结果可为高寒矿区排土场植被覆盖度的精确提取提供一定的参考。

基于NDVI数据的陇南市植被覆盖度时空演变

为研究陇南市的植被覆盖变化,基于2001—2020年归一化差异植被指数数据,采用像元二分模型最大值合成植被覆盖度,通过趋势分析、显著性检验,Hurst指数等方法,系统地分析甘肃省陇南市近20年来植被覆盖度的时空演化特征,并对其发展趋势进行预测。结果表明:①陇南市植被覆盖度整体呈现出一个波动性的上升趋势,变化速率在(-0.0417208~0.0479985)/a;②不同地区的植被覆盖度稳定性存在明显的差异,其中植被覆盖稳定不变区域占比7.26%,明显改善区域占比31.12%,严重退化区域占比9.39%;③在植被覆盖演变过程中,持续性和反持续性呈现出交错的分布模式,总体上主要呈现为弱持续性的序列。研究结果可为陇南市生态环境的修复和保护工作提供参考依据。

基于遥感的废弃矿区生态环境质量变化研究:以茂名油页岩矿区为例

茂名油页岩的开采为经济发展做出了重要贡献,然而采矿造成了植被破坏、土地损害等生态环境问题。2013年,茂名露天矿系统性生态修复工程正式启动,为实现对废弃露天矿区生态修复情况的监测,本文以茂名油页岩矿区为研究区,选取1993—2021年的Landsat系列遥感影像,从矿坑水体面积、植被覆盖度(FVC)、遥感生态指数(RSEI)3个方面对研究区生态环境时空演化规律进行分析,并通过地理探测器对研究区生态环境质量空间分布的驱动因子进行探究。研究结果表明:(1)矿坑废弃后,矿坑内的水体面积逐渐增长,在2017年之后稳定在4.6 km^(2)。(2)1993—2013年矿坑1 km缓冲区内FVC在较低的范围内波动,2014—2017年呈现明显增加的趋势,2017年以后增速有所减缓;北排土场FVC均值在2008年达到0.809,之后处于较为稳定的状态。(3)矿坑1 km缓冲区内,矿区修复期间RSEI均值增长的趋势最为明显,但部分区域仍出现了RSEI小幅度下降的趋势,说明在矿坑修复期间,工程的实施可能对生态环境造成一定影响;北排土场内RSEI均值呈现增长趋势,2007年以后趋于稳定。(4)研究区内土地利用和夜间灯光对生态环境质量空间分布有重要影响。本研究可为矿山管理部门及矿权企业提供决策辅助,为生态修复的长效监管机制提供技术保障。

科尔沁区域典型公路段建设沿线植被覆盖度演变规律研究

选取铁力-科尔沁右翼中旗高速公路吉林段(G1015)2003年(建设前)、2015年(建设中)、2021年(建设后)的Landsat8影像作为数据源,并基于缓冲区归一化植被指数(NDVI)、植被覆盖度(FVC)对G105线路段区域植被时空变化特征进行研究分析,结果表明:公路建设前,研究区范围内以中植被覆盖度为主,而公路建设期间以及公路建设完成以后,研究区范围内则转变为以低植被覆盖度为主.与公路建设前相比沿线周边环境低植被覆盖度所占面积比例增加了54.28%,中低植被覆盖度降低了10.64%,中植被覆盖度降低了16.48%.由此可见,高速公路建设对沿线周边环境植被产生影响严重.而建设完成后中等以上植被覆盖度增加了1.7%,植被覆盖状况有所好转,逐渐趋于新的生态平衡.继而通过铁科公路沿线植被覆盖时序演变规律,明晰公路建设对生态环境的影响因素,并在此基础上提出绿色可持续发展路径.

基于全数字锁相环优化的快速跳频技术研究

针对全数字锁相环(ADPLL)在跳频时间、信号质量、频率步进等方面的不足,对ADPLL的环路结构和数字锁频算法进行了优化,设计了一种新型全数字锁相环结构。该结构采用快速频率电压转换器(FVC)替代ADPLL中的数字鉴频鉴相器和数字滤波器。FVC通过将参考频率进行倍频,再对反馈频率进行计数,直接计算出输出频率值,进而确定输出频率与目标输出频率的误差,通过建立频率误差与调整电压的函数关系,控制输出频率的快速锁定,实现了小步进、高质量的快速合成频率输出。最后,通过仿真和实测验证了新型全数字锁相环结构的可行性。实测结果表明,该技术合成的频率近端杂散为-87 dBc,频率步进最小可以达到191 Hz,跳频时间最小为3.9μs。

血清25-羟基维生素D与儿童难治性哮喘发生的相关性分析

目的:探讨与分析血清25-羟维生素D与儿童发生难治性哮喘的相关性。方法:2020年6月至2022年12月选择在本院诊治的难治性哮喘儿童79例作为难治性哮喘组,同期选择在本院体检的非哮喘儿童79例作为对照,检测难治性哮喘组与对照组的血清25-羟维生素D含量,判定难治性哮喘组与对照组的肺功能并进行相关性分析。结果:难治性哮喘组的血清25-羟维生素D含量与对照组相比显著降低(P<0.05)。难治性哮喘组的FEV1、FEV1%pred、FVC与对照组相比明显降低(P<0.05)。Pearson法分析显示难治性哮喘儿童的血清25-羟维生素D含量与FEV1、FEV1%pred、FVC呈现正相关性(P<0.05)。多因素logistic回归分析显示FEV1、FEV1%pred、FVC等为影响血清25-羟维生素D含量的重要因素(P<0.05)。结论:难治性哮喘多伴随有血清25-羟维生素D含量降低,与肺功能降低,血清25-羟维生素D与儿童发生难治性哮喘存在相关性。

利用Google Earth Engine云平台进行植被覆盖估算及等级划分

植被变化时空特征能够间接反映生态环境质量的变化,对一个地区的生态系统稳定、物种多样性和社会经济发展有着重要意义。借助谷歌地球引擎(GEE)云平台建立归一化植被指数(NDVI)、植被覆盖度(FVC)等指标对浙江省2011—2021年植被覆盖面积进行了估算和等级划分。结果表明:2011—2021年期间,浙江省植被覆盖总面积基本维持不变,平均植被覆盖面积为104233.87 km^(2),植被覆盖以高覆盖度为主,平均覆盖面积占总覆盖度面积的81.0%,2021年,高覆盖度、较高覆盖度植被面积分别占比82.90%、9.39%,而低覆盖度、较低覆盖度植被面积分别占比0.63%、1.59%。对植被覆盖面积时空变化的特征分析揭示了浙江省植被覆盖度变化存在空间尺度依赖性,同时其结果可为浙江省生态监测、环境保护及区域高质量发展提供科学依据和决策支持。

2010年以来内蒙古植被覆盖度时空变化趋势分析

基于内蒙古2010-2023年NDVI数据反演各年度最大植被覆盖度(FVC),结合生态分区数据探究内蒙古FVC空间分布特征和FVC变化趋势。结果表明:1)2010-2023年,内蒙古及各生态分区FVC均值都表现为增加趋势;空间分布上,FVC整体呈现出由东北至西南逐渐降低的特征,FVC均值总体表现为森林区>草原区>荒漠区。2)内蒙古FVC变化趋势以增加为主,变化趋势面积占比依次为不显著增加(53.07%)>不显著减少(25.52%)>极显著增加(7.83%)>显著增加(7.12%)>无变化(4.94%)>显著减少(1.01%)>极显著减少(0.52%);极显著增加区域与科尔沁沙地、毛乌素沙地和库布齐沙漠在空间分布上保持一致,表明内蒙古在近些年沙地、沙漠治理中取得了一定成效。

基于Segment Anything的荒漠草原植被覆盖度提取研究

植被覆盖度(Fractional Vegetation Coverage,FvC)是草原监测评价工作的重要指标,实时、快速、准确地采集FVC是草原监测评价工作的基础。文章以解决荒漠草原单位面积的植被覆盖度为目标,选取分割一切模型(Segment Anything Model,SAM)以打点或者画框的方式对单位面积的图像进行分割,计算分割出的植被所占像素点的总数T和图像总像素点数A,然后通过F=T/A计算单位面积的植被覆盖度,并制作植被覆盖度评估系统。实验的结果表明,基于SAM大模型可以使荒漠草原单位面积的植被覆盖度提取结果更加准确和可靠,减小了噪声对覆盖度提取的影响。

脉冲振荡响应频率与肺通气功能的相关性分析

目的探讨脉冲振荡响应频率（RD与第一秒用力呼其容积（FEV1）及用力肺活量（forced vital capacity，FVC）的相关性。方法对99例呼吸系统疾病患者进行肺通气功能及响应频率测试。对RF与FEV1占预计值的百分比（FEV1％）及RF与一秒率（FEV1／FVC％）作相关性分析。结果RF与FEV1、FEV1／FVC均有非常显著的相关性，相关系数分别为0．877（P〈0．001）和0．799（P〈0．001）；在气道可逆实验中，RF的下降值与FEV1改善率呈直线相关。结论RF是反映通气功能的可靠指标，在气道可逆试验中也可得到应用。

基于多时相Landsat5/8影像的岷江汶川-都江堰段植被覆盖动态监测

植被覆盖度是衡量地表植被状况和指示生态环境变化的一个重要指标。基于像元二分模型,利用Landsat5/8遥感影像和DEM数据,对岷江汶川-都江堰段植被覆盖动态变化进行了监测,并结合高程、坡度和坡向数据,分析了汶川地震前后植被受损与恢复的空间动态格局变化。研究表明:植被覆盖总体良好,大部分区域的植被覆盖度均在中、高度以上,空间格局上呈现由汶川县东部、都江堰市西北部的龙门山区向两侧减少的总体趋势;地震造成植被受损面积达63808.7 hm^2,且集中分布于海拔567—4331 m、坡度26—51°的范围以及东坡、北坡、南坡和西坡;震后5a,植被恢复面积17786.47 hm^2,主要分布在海拔576—2180 m与3256—3793 m、坡度小于9°和26—51°以及东坡、东南坡和和南坡;高程和坡度对植被损毁与恢复的影响明显高于坡向。

利用20年遥感影像分析西部干旱区植被演变特征

该文利用 1 992年 1km× 1km的FVC指数结合数字地面高程DEM得出比较符合该地区的分类方案 ,将该分类方案统一地应用于 1 982年～ 2 0 0 0年连续 1 9a的 8km× 8km分辨率的FVC影像中 ,得到该地区每年植被分布图。在GIS支持下 ,计算了 1 982年～ 1 988年、1 989年～ 1 994年、1 995年～ 2 0 0 0年间的众值图像 ,利用众值图像之间递减或递增或震荡的数值关系得出近 2 0a植被变化的图像及数据。主要结论 : ①西部干旱区植被总体成增长趋势 ,不同的垂直地带的增长幅度不同 ; ②平原区以植被的增长斑块为主 ,主要为以绿洲为核心的绿洲增长斑块 ,植被主要由荒漠植被、荒漠草地转移为绿洲、草甸 ; ③平原区退化斑块主要在塔里木河下游和车尔臣河流域以及内蒙古境内的季节性河流东河、西河 ,在准噶尔盆地周边也有斑块分布 ,另外内蒙古阿拉善右旗南部与甘肃张掖、山丹交界处也有较大的退化斑块 ; ④高山带植被演变有区域分异特征 ,改善单元多零星分布在天山山脉、帕米尔高原 ,而退化单元则呈带状或斑块状较集中的分布在昆仑山北坡、阿尔金山和祁连山北坡 ,退化类型多位荒漠草原向荒漠植被变化 ,荒漠植被向稀疏荒漠植被变化。由于高山带地区人类的直接影响相对较小 ,它的演变的存在可能与气候变化有关 ,应给与?

中国西北部草地植被降水利用效率的时空格局

植被降水利用效率(PUE)是评价干旱、半干旱地区植被生产力对降水量时空动态响应特征的重要指标。利用光能利用率CASA(Carnegie-Ames-Stanford Approach)模型估算了2001—2010年中国西北七省草地植被净初级生产力(NPP),结合降水量的空间插值数据,分析了近十年草地植被PUE的空间分布、主要植被类型的PUE,及其时空格局的驱动因素。结果表明:(1)2001—2010年西北七省草地植被的平均PUE为0.68 g C m^(-2)mm^(-1)。在温带草地各类型中,PUE的大小顺序为草甸草原>灌丛>典型草原>荒漠草原>荒漠,各类型草地PUE之间差异显著;对于高寒草地而言,高寒草原的PUE显著高于高寒草甸;(2)温带草地PUE的空间分布与年降水量的关系呈抛物线形状(R^2=0.65,P<0.001),PUE峰值出现在年降水量P=472.9 mm的地区;荒漠地区植被PUE的空间分布与年降水量的关系同样呈抛物线形状(R^2=0.63,P<0.001),PUE峰值出现在年降水量P=263.2mm的地区;对于高寒草地而言,年降水量100 mm以下地区植被PUE变异较大,年降水量大于100 mm的地区植被PUE的空间分布随降水量的变化呈抛物线形状(R^2=0.47,P<0.001),PUE峰值出现在P=559.2 mm的地区;(3)不同降水量区域,植被PUE的年际波动与气候因子的关系也有较大差别。在年降水量为200—1000 mm的地区,草地PUE的年际波动与年降水量的变化呈正相关;在年降水量高于1050 mm的地区,草地PUE的年际波动与年均温的相关性较强,相关系数最高可达到0.4。