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[期刊] 草业科学
[作者]
郭靖 苗育豪 张建立 马晓芳 张仁平
植被物候是表征生态系统对气候变化响应的重要指标。草地枯黄期是研究陆地生态系统对气候变化响应的重要指标，然而，植被枯黄期研究较少，寻找适合提取当地的植被枯黄期的最佳模型显得尤为重要。本研究采用双逻辑斯蒂函数拟合法(D-L)、非对称性高斯函数拟合法(A-G)、Savitzky-Golay滤波法(S-G) 3种方法分别模拟了2001-2019年新疆地区草地枯黄期，对比草地枯黄期不同物候提取方法，确定新疆地区草地枯黄期的最佳遥感提取方法，并对草地枯黄期空间格局及变化趋势进行分析。结果表明：1)双逻辑斯蒂函数拟合法是提取新疆地区枯黄期的最佳方法。2) 3种方法估算的新疆地区草地枯黄期均呈现自北向南逐渐提前的明显地域差异。3) 3种遥感方法估算的草地枯黄期均呈现提前的趋势，显著提前(P <0.1)的区域分布于阿尔泰山以南、准噶尔盆地中部及西部边缘区。4)不同草地类型下，利用A-G和D-L两种方法提取的草地枯黄期年际变化趋势基本保持一致。
[期刊] 自然资源学报
[作者]
李刚 王道龙 张华 张宏斌 辛晓平 杨桂霞
光能利用率(常以ε表示)直接影响草地植被的能量分配和光合速率,是影响NPP形成的重要参数之一。论文以MODIS数据及地面气象数据为数据源,在GIS和RS的支持下,研究了2003年内蒙古地区生长季草地的光能利用率(ε)及时空变化。结果表明,内蒙古地区生长季草地光能利用率(ε)在0～0·292 9 gC·MJ-1之间,平均值为0·220 4 gC·MJ-1。该地区草地生长季光能利用率空间分布规律明显,总体上呈由高纬度的东北部地区向低纬度的西南部地区逐渐降低的趋势,与该地区降雨空间分布相同。内蒙古地区生长季所有草地类型的平均光能利用率(ε)季节变化呈明显的单峰变化,其增长速率从5月开始为单调递减。
关键词：
MODIS 草地 光能利用率 内蒙古
[期刊] 资源科学
[作者]
卫亚星 王莉雯 刘闯
草地是陆地生态系统的重要组成部分,近几十年来,草地退化很严重,全球关注的荒漠化问题也主要是发生在草地上。本文使用MODIS NDVI数据分析了青海全省的草地状况,采用了一种密度分割的草场分级方法,将青海的草场分为10个等级,这10个等级中高一等级所代表的土地单元比低一等级所代表的土地单元草场状况好。研究结果表明,利用这种分级方法处理的图像能够较为准确地反映青海省的土地覆盖类型和一年内的物候变化规律。青海的草场可以分为3个等级,第一等是优良草场,第二等是普通草场,第三等是退化草场。每一等可以分为3级,第一等第一级的NDVI值在0.8~1.0之间,第一等第二级和第三级的NDVI值在0.7~0.8之...
关键词：
草地 MODISNDVI 密度分割 青海
[期刊] 草业科学
[作者]
杨淑霞 冯琦胜 孟宝平 高金龙 葛静 梁天刚
三江源区位于青藏高原腹地,作为长江、黄河和澜沧江的发源地,是我国重要的水源涵养和生态功能保护区。为了分析三江源区草地生物量的动态变化,本研究采用了人工神经网络方法(back propagation artificial neural network,BP ANN)模拟了草地地上生物量(above ground biomass,AGB),估算了2001-2016年草地AGB,从草地类型和流域两方面对草地AGB时空变化特征进行分析。结果表明:1)基于BP ANN的CXYN模型适用于研究区生物量的高精度反演,该模型的R2为0.77,RMSE为429.06kg·hm-2;2)16年间,三江源区草地生物量的变化趋势主要以稳定和恢复为主;3)草地生物量在空间分布上表现出明显的地域差异,呈现出由东南向西北逐渐减少的趋势。东南部部分区域AGB可达3 000kg·hm-2,而西北部的部分区域AGB小于500kg·hm-2。
[期刊] 草业科学
[作者]
宋清洁 崔霞 张瑶瑶 孟宝平 高金龙 向宇轩
以甘南州为研究区,采用Canon数码相机和小型无人机搭载相机在不同大小样方上获取草地植被覆盖度数码照片,结合2015年5月-10月的Terra/MODIS植被指数产品MOD13Q1,分析了增强型植被指数(EVI)和归一化植被指数(NDVI)与草地植被覆盖度之间的相关性,建立了研究区草地植被覆盖度的回归模型,并对模型进行了精度评价,筛选出甘南州草地植被覆盖度最优遥感反演模型,并对草地生长季时期覆盖度时空上的动态特征进行分析。结果表明,1)利用小型无人机搭载相机获取草地大样方植被数码照片的方法能用于地面草地覆
[期刊] 草业科学
[作者]
闫俊杰 刘海军 崔东 陈晨
以伊犁河谷为研究区,利用MODIS NDVI数据及像元二分模型,反演草地植被覆盖度,以草地植被覆盖度为评价标准,结合数字高程模型(digital elevation model,DEM)数据及Getis-Ord Gi*冷/热点分析方法,对伊犁河谷2001-2015年草地退化的时空特征进行了分析。结果表明,1)受持续过度放牧及气候条件影响,2001-2015年伊犁河谷草地整体持续退化,15年内退化草地比例达46.18%,但退化以轻度为主;2)空间上退化草地的分布范围逐步向高海拔区域扩展,海拔1 500-3
[期刊] 草业科学
[作者]
阿卜杜热合曼·吾斯曼 玉素甫江·如素力 张发 茹克亚·萨吾提 张旭辉
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。
[期刊] 自然资源学报
[作者]
吕鑫 王卷乐 康海军 赵强 韩雪华 王玉洁
草地既是高原地区重要的生态屏障,也是维系当地人民生产生活的自然资源,准确估算本区域的产草量,可为区域资源开发利用、社会经济可持续发展决策提供科学参考。论文基于MODIS遥感影像获得不同分辨率的NDVI、EVI和NPP产品,结合三江源区监测点的产草量地面实测数据,利用统计分析方法分别建立多种产草量遥感估算模型。利用择优选取的估产模型进行区域适用性评价和模型反演,研究三江源区产草量在2006—2015年的时空分布情况。研究结果表明,基于MOD17A2H NPP的一元线性模型的估算精度相对较高,三江源区的产草量
[期刊] 草业科学
[作者]
阿芸 师尚礼 李文 孟涛涛 邵建雄
通过研究甘农9号紫花苜蓿(Medicago sativa cv. Gannong No.9)与海波草地早熟禾(Poa pratensis Haibo)轮作序列土壤氮素时空动态变化,探讨不同轮作序列土壤氮素时空分配机制。设置草地早熟禾→紫花苜蓿(PA)和紫花苜蓿→草地早熟禾(AP)轮作处理,以草地早熟禾→草地早熟禾(PP)和紫花苜蓿→紫花苜蓿(AA)为对照;于种植第二年4–10月分别采集0–20和20–40 cm土层土壤,测定全氮与碱解氮含量。结果表明,PA模式0–20和20–40 cm土层4–10月全氮含量动态均呈先下降后上升趋势;0–20 cm土层碱解氮含量动态呈上升–下降–上升趋势,而20–40 cm土层呈下降–上升–下降–上升趋势;0–20 cm土层,除8月外,4–10月PA模式全氮含量显著高于PP,20–40 cm土层,除8、9月外,4–10月PA模式全氮含量显著高于PP(P 0.05);0–20 cm土层,除4、5、6月外,其他月份AP模式碱解氮含量显著低于AA;20–40 cm土层,10月AP显著低于AA(P 0.05)。综上所述,草地早熟禾→紫花苜蓿序列可显著提高土壤全氮和碱解氮含量,紫花苜蓿→草地早熟禾序列可使土壤全氮与碱解氮得到有效利用。与苜蓿→草地早熟禾轮作相比,草地早熟禾→苜蓿能有效增加土壤氮素含量。
[期刊] 草业科学
[作者]
刘佳 朱求安 王乐 张江 朱超凡 瞿莉莎
草地不仅是黄河上游畜牧业发展的关键依托，而且其变化会对黄河上游水源涵养能力产生深远影响。探究黄河上游近40年草地植被的时空变化规律和突变特征，对其草地生态系统的治理和保护具有重要现实意义。本研究首先从13个常见的土地利用/土地覆盖(LULC)数据集中，提取了黄河上游地区的草地面积进行精度评价，再对精度最高的LULC数据集以及NDVI数据集，应用趋势分析法、累积距平法、M-K突变检验法和BFAST法分析黄河上游草地面积和NDVI的趋势变化和突变特征。结果表明：1)不同的LULC数据集在黄河上游区域表现出较大的差异性，其中CLUD-A数据集可以较为真实地反映黄河上游草地面积的变化特征。2)近40年间，黄河上游草地总面积呈现非显著(P> 0.05)减小趋势；空间栅格尺度上，草地面积在黄河上游93.6%的区域保持不变，在西部和东部的少部分区域呈现减小趋势；5.4%区域的草地面积发生突变，且70%以上突变区域在突变后保持减小趋势；2001年是草地面积突变的关键年份。3)针对NDVI的分析显示，在黄河上游草地分布区域中，50.1%的区域呈现NDVI显著(P <0.05)增加趋势，集中在黄河上游的东北部、东南部和西南部地区；10.9%区域的NDVI发生突变，且75%的突变区域在突变后呈现增长趋势，2005年是NDVI突变的时间节点。综上可知，近40年间，在人类活动和气候变化的综合影响下，黄河上游西部和东部部分地区的草地面积和NDVI趋势变化较为明显，2001-2005年是两者突变的关键时间段；整体而言，黄河上游地区的草地面积呈现非显著减小趋势，草地生长状态往好的方向发展。
[期刊] 福建农林大学学报(自然科学版)
[作者]
滑永春 马秀枝 萨如拉
以1982—2015年内蒙古草地为研究对象,基于GIMMS NDVI3g、ERA5气象和草地类型数据,采用CASA模型生成年草地植被净初级生产力(net primary productivity, NPP).综合运用趋势分析、偏相关、复相关及残差分析法探讨1982—2015年草地NPP的变化趋势,并定量确定气候因子和人类活动对草地动态变化的影响程度.结果表明内蒙古草地NPP呈由西南向东北逐渐递增的分布格局.东北部的草甸草原NPP最大,年均NPP值为383.66g·m~(-2)·a~(-1);其次为中部的典型草原,年均NPP值为245.46g·m~(-2)·a~(-1);西部荒漠草原NPP最低,年均NPP值为123.76g·m~(-2)·a~(-1).内蒙古地区草原1982—2015年极显著和显著增加的面积占草原总面积的11.76%、18.92%;极显著和显著减小的面积占草原总面积的4.26%、8.08%.草原NPP增大的面积大于减小的面积,草地处于恢复状态.其中典型草原和荒漠草原草地NPP增加面积大于减小面积,草甸草原略有下降趋势.内蒙古自治区草原NPP Hurst指数空间差异明显,全区绝大部分区域H<0.5,平均H值为0.40,表明植被整体呈反持续性;2015年后一定时期内研究区内草地NPP的变化趋势可能发生反转.综上所述,1982—2015年内蒙古地区草原总体处于恢复状态,但未来有可能出现草地NPP下降的趋势.
关键词：
内蒙古草地 NPP 趋势变化 预测
[期刊] 草业科学
[作者]
黄文洁 曾桐瑶 黄晓东
植被物候是生态系统对气候变化反馈的重要感应器,研究青藏高原高寒草地植被物候变化对揭示高寒生态系统对全球气候变化的响应机制具有重要的科学意义。本研究选取2001–2015年MODIS植被指数(vegetation index,VI)16 d最大值合成产品MOD13A1,以TIMESAT 3.2平台为基础,采用阈值法提取青藏高原高寒草地植被物候期,包括返青期(start of growth season, SOG)、枯黄期(end of growth season, EOG)和生长季长度(length of growth season,LOG),分析青藏高原高寒草地2001–2015年植被物候时空变化及其驱动力。结果表明,1)随着水热条件的差异,青藏高原由东南向西北,返青期逐渐推迟,从儒略日第110天推迟到第170天;枯黄期逐渐提前,从儒略日第300天提前到第260天;生长季长度逐渐缩短,由170 d逐渐缩短为100 d。不同草地类型的物候期表现出明显的差异。2)青藏高原高寒草地植被物候年际变化中返青期呈提前趋势,枯黄期也呈提前趋势,整体上,生长季长度呈增长趋势。3)海拔是影响青藏高原高寒草地类型物候空间分布异质性的主要因素。在3 500 m以下,植被物候随海拔变化的波动较大,没有明显的规律;在3 500–5 000 m,物候与海拔的关系密切,随着海拔升高,不同草地类型的返青期逐渐推迟,枯黄期逐渐提前,生长期长度也逐渐缩短。
关键词：
物候 时空变化 气候变化 青藏高原
[期刊] 资源科学
[作者]
李刚 辛晓平 范闻捷 王道龙 杨桂霞 张宏斌 周磊 陈宝瑞
地球表面的瞬时光合有效辐射(Photosynthetically Active Radiation,PAR)和植被吸收的光合有效辐射(Absorbed Photosynthetically Active Radiation,APAR)是许多集中于生物圈和大气之间交换过程研究的关键参量。光合有效辐射吸收比例(Fraction of Photosynthetically Active Radiation,FPAR)是APAR和PAR的比值,是许多气候模型及生产力模型的基本特征参量。因此,研究PAR/APAR/FPAR的时空变化规律,对准确估算草地NPP具有十分重要的作用。本文利用MODIS遥感影像...
[期刊] 资源科学
[作者]
汤洁 李昭阳 林年丰 孙平安
本文以遥感信息作为主要数据源,以地理信息系统为主要手段,首次对松嫩平原西部地区不同覆盖度的草地资源以及草地内部结构的时空变化进行了深入分析,得出了1989年~2001年间高、中、低覆盖草地之间以及与其它土地利用类型之间的相互转化数量和特征。结果表明,12年间研究区3种草地类型的面积均有不同程度的减少,其中,它们转化为旱田的比例分别占转移总面积的77.78%、70.13%和36.57%,说明人类对草地的持续开发是造成草地面积减少的主要原因。从与盐碱地之间的相互转化关系来看,3种草地类型转化为盐碱地的面积比例随着草地覆盖率的减少而增大,比例分别为0%、4.62%和32.81%,可见植被覆盖率对于草...
关键词：
草地退化 空间分析 时空变化 松嫩平原
[期刊] 中国农业科学
[作者]
侯将将 王金洲 孙平 朱文琰 徐靖 卢昌艾
【目的】评估中国草地地上生产力氮限制强度的时空变化，为全球环境变化背景下草地适应性管理和氮循环模拟评估提供参考。【方法】以中国草地为研究对象，系统收集了 1980—2020 年已发表的 423 组氮添加试验数据，整合分析地上生产力响应比（ln RR）和氮素敏感系数（ln RR/N，即 ln RR 与氮添加量的比值）及其影响因素。利用直线、双直线和逐步回归等方法，评估了 ln RR/N 的时空动态及其驱动因子。【结果】ln RR 随氮添加量的增加总体呈先增加后持平的趋势。当氮添加量超过（21.1±5.5)g N·m~(-2)·a~(-1)（平均值±95%置信区间）时，ln RR 达到最大值（0.60±0.08）。整合分析结果显示，ln RR/N总体平均为 0.043±0.004，即单位氮添加量（1 g N·m~(-2)·a~(-1)）可提高地上生产力（4.36±0.38）%，且因草地类型、氮添加量、试验持续年限和年代而异。时间尺度上，过去 40 年来 ln RR/N 呈显著降低趋势，且在相对湿润（年降水量 MAP>450 mm）和温暖区（年均温 MAT>4.5℃）的下降速率是相对干旱（MAP≤450 mm）和寒冷区（MAT≤4.5℃）的 1.5—1.7 倍。空间尺度上，降水量和土壤养分是 ln RR/N 变化的主要影响因子。其中，ln RR/N 随着 MAP 的增加而增加，随着土壤氮含量的增加而降低。在相对湿润区，ln RR/N 的变化由土壤氮含量和 MAP 共同占主导，而在相对干旱和温暖区则分别由 MAP 和 MAT 占主导。【结论】中国草地地上生产力仍受氮限制，但在全球环境变化背景下生产力氮限制强度或氮素敏感性持续减弱，尤其以相对湿润区和温暖区最为明显。要准确评估草地生态系统对全球环境变化的响应，需更多关注生产力关键限制因子及其限制强度的时空变化。
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