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[期刊] 中国农业科学  [作者] 李强  张翀  任志远  
【目的】黄土高原处于从湿润向干旱过渡、从森林向草原过渡、从农业向牧业过渡的地区,是中国气候变化与农业发展的敏感地带,针对此区域的地表植被覆盖物候特征研究,对于该地区农业生产、环境保护和生态建设具有重要的指示意义。通过分析不同时间序列、不同海拔高度与水热条件下植被物候趋势的差异,以期为黄土高原当前的农业生态环境建设与可持续发展提供有用的理论支撑与决策依据。【方法】基于1998—2012年SPOT VEGETATION旬值NDVI数据,并结合谐波分析法、线性趋势等方法对黄土高原各年植被物候特征值进行了确定,并分析了物候的变化趋势。【结果】(1)1998—2012年,生长季始期平均每年提前0.9D。...
[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。
[期刊] 北京林业大学学报  [作者] 索安宁  赵文喆  王天明  袁飞  熊颖  葛剑平  
黄土高原是我国水土流失最严重的区域之一.近50年来,随着全球气候变化和人类活动对地表的影响,水土流失发生了巨大变化.为了揭示黄土高原水土流失的时空演化特征,该文选择了黄土高原中部4种典型地貌区域,以年径流深度和年侵蚀模数为水土流失过程参数,采用波谱分析方法和多元回归分析方法对该地区水土流失的周期和演化趋势进行了探讨,分析了不同地貌区域的水土流失特征及近50年来各地貌区域水土流失的演化过程.结果表明,近50年来,黄土丘陵沟壑区水土流失无明显变化,黄土残塬沟壑区和水土流失较轻的土石山区水土流失总体上都存在着不同程度的持续减弱,而水土流失较轻的黄土山区则表现出总体递增的趋势.黄土高原各地貌区都存在2...
[期刊] 地理科学进展  [作者] 孙锐  陈少辉  苏红波  
了解植被覆盖的时空变化对区域环境保护及生态环境建设具有重要意义。基于MOD13A1数据,辅以Sen+Mann-Kendall、变异系数、Hurst指数,通过分析2000—2016年间黄土高原NDVI年最大值(NDVIymax)和生长季均值(NDVIgsmean)时空变化特征及趋势,以了解黄土高原实施退耕还林(草)等生态工程后的植被覆盖恢复情况。结果表明:①2000—2016年植被NDVIymax和NDVIgsmean呈现波动式增长趋势,增长率分别为0.0070/a(P<0.01),生态环境整体不断改善。②NDVIymax和NDVIgsmean显示黄土高原植被覆盖呈增加趋势的面积远高于呈减少趋势的面积(93.42%和96.22%、6.58%和3.78%),植被覆盖状态正在不断改善。2种数据变化趋势下,不同土地覆盖类型表现略有差异,森林极显著增加趋势面积最大(73.02%和82.60%),其次为耕地(47.87%和67.43%),再次为裸地(47.03%和61.68%)。③NDVIgsmean的变异系数小于NDVIymax的变异系数,相对稳定区域面积比分别为63.31%与56.64%,2种数据分析下森林变异系数最小,植被稳定性最好。④从植被NDVI变化趋势与Hurst组合结果得出,NDVIymax未来呈现改善趋势面积占41.35%,退化趋势面积占58.65%;NDVIgsmean呈现改善趋势面积占49.19%,退化趋势面积占50.81%。2种数据下,灌木地未来发展趋势最好,森林和耕地退化趋势面积超过了50%。研究人员应持续关注退化趋势地区的植被状态。
[期刊] 地理科学进展  [作者] 孙艺杰  刘宪锋  任志远  段艺芳  
基于1960—2016年黄土高原49个气象台站日最高气温和月降水数据,论文利用百分位高温阈值和标准化降水指标对黄土高原干旱和热浪时空变化特征进行了分析,识别并探讨了干旱和热浪同时发生事件的演变规律。结果表明:①黄土高原热浪频次整体呈增加趋势,日高温热浪增加趋势最大,增速达到0.29次/a,1995年之后增加趋势更为明显,显著增加区域集中在山西东北部、青海省东部和甘肃中南部;②1960—2016年黄土高原旱涝指数呈下降趋势,即表现为由涝转旱,20世纪90年代初为旱涝变化的转折点,年旱涝指数下降趋势显著区占整个研究区的62%,其中黄土高原沟壑区南部、陕北南部、山西南部、甘肃东部干旱趋势较为明显;③干旱和热浪同时发生事件总体呈现增加趋势,增速为0.66次/10 a,其中1960—1979年呈下降趋势,降速为-0.26次/a,1980—2002年呈增加趋势,2003年之后变化趋势较为平稳;空间上,山西东部、陕北南部和甘肃东南部发生频次较高,并且显著增加区主要位于山西东北部、甘肃中东部和宁夏北部。
[期刊] 自然资源学报  [作者] 赵安周  张安兵  刘海新  刘焱序  王贺封  王冬利  
基于GIMMS NDVI3g(the third generation of Global Inventory Modeling and Mapping Studies Normalized Difference Vegetation Index)数据,辅以趋势分析、Mann-Kendall检验、Hurst指数等方法,识别了1982—2013年及1982—1999、2000—2013年黄土高原植被覆盖时空演变特征,并探讨其驱动因素。研究发现:1)1982—2013年及1982—1999、2000—2013年期间黄土高原生长季NDVI分别以0.019/10 a(P<0.001)的速率增加;2)除1999年以前林地外,所有植被类型的生长季NDVI均呈现显著的增加趋势,2000—2013年尤为明显;3)黄土高原生长季NDVI呈现由东南向西北递减的趋势,1982—2013年及1982—1999、2000—2013年NDVI显著上升的面积分别占74.94%、24.26%和53.34%,主要集中在黄土高原的北部和中部地区;4)研究区未来生长季NDVI呈持续性和反持续的比重分别为33.32%和66.68%,其中持续改善和由改善变为退化的面积分别占31.08%和61.88%;5)2000年以后降水增多与生长季NDVI上升相对应,大规模的生态工程建设对2000—2013年生长季NDVI增加有重要影响。
[期刊] 自然资源学报  [作者] 赵安周  张安兵  刘海新  刘焱序  王贺封  王冬利  
基于GIMMS NDVI3g(the third generation of Global Inventory Modeling and Mapping Studies Normalized Difference Vegetation Index)数据,辅以趋势分析、Mann-Kendall检验、Hurst指数等方法,识别了1982—2013年及1982—1999、2000—2013年黄土高原植被覆盖时空演变特征,并探讨其驱动因素。研究发现:1)1982—2013年及1982—1999、2000—2013
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)  [作者] 孙艳萍  张晓萍  徐金鹏  马瞳宇  马芹  雷泳南  
【目的】分析近25年来黄土高原水蚀风蚀交错带植被覆盖的时空演变特征,为黄土高原生态极其脆弱区的环境发展方向及宏观决策提供依据。【方法】利用1982-2006年GIMMS(Global Inventory Modeling andMapping Studies)-归一化植被指数(Normalized Difference Vegetation Index,NDVI)8km/15d分辨率数据,统计检验年、季节及月等不同时间尺度上NDVI的演变特征,在ArcGIS软件中表达10年尺度间NDVI均值的空间分布差异,并用面积累积频率曲线表达研究区NDVI值的整体分布及演变状况;同时用时间相关及空间对应法...
[期刊] 自然资源学报  [作者] 李志  郑粉莉  刘文兆  
极端降水事件会引起严重的灾害事件,其变化趋势需要进行详尽的评估。基于50个站点1961—2007年日降水数据,定义极端降水事件及衡量指标后,使用M ann-Kendall法评估了黄土高原极端降水事件的空间分布和时间变化特征。结果表明,极端降水事件的空间分布具有东南—西北方向的梯度变化特征,降水量、强度和年最大日降水量均从东南向西北递减,而严重干旱事件从东南向西北递增。多数站点极端降水事件的各指标都具有单一趋势,但各指标具显著性趋势的站点数差异很大。约40%的站点极端降水频率具有显著降低趋势;约30%的站点极端降水量的减少趋势和严重干旱频率的增加趋势具有显著性;约10%的站点极端降水强度的上升趋...
[期刊] 自然资源学报  [作者] 李志  赵西宁  
基于48个气象站点1961—2009年的监测数据,使用反距离权重插值法和Mann-Kendall法,分析了黄土高原气象要素的空间分布和时间变化特征。结果表明,各气象要素在黄土高原都呈梯度分布,沿东南—西北方向降水和平均温度递减而平均风速和日照时数递增,沿南北方向相对湿度降低而参考作物蒸散增加。各气象要素在各站点基本都具有单调趋势,但趋势显著的站点数存在变异。约98%的站点温度的上升趋势显著,约60%的站点日照时数和风速的下降趋势及参考作物蒸散的上升趋势具有显著性,约40%的站点相对湿度的下降趋势显著,约30%的站点的降水具有显著的下降趋势。各气象变量都存在一定的年代际变化,相对湿度在2004年...
[期刊] 中国农业资源与区划  [作者] 张耀宗  张勃  刘艳艳  张多勇  
[目的]研究气候变暖背景下黄土高原地区干湿区界线动态变化过程。[方法]利用1960—2013年黄土高原地区的76个气象站点逐日平均气温、平均最低气温、平均最高气温、降水、平均风速、日照时数、相对湿度数据,采用Penman-Monteith模型计算了黄土高原地区的潜在蒸散量,进而计算干燥度指数。运用线性趋势法、Mann-Kendall趋势检验法对黄土高原地区的干燥度趋势进行了分析,运用反距离加权差值(IDW)研究了干燥度界线的动态变化格局。[结果]近54年黄土高原地区干燥度指数呈微弱增加趋势,四季变化中春季呈上升趋势,冬季为减小趋势,夏、秋季变化不明显,空间上兰州以西,银川—太原一线北干燥度指数呈减小趋势;(2)干旱与半干旱区界线在107. 5°E,37. 5°N以东表现为经向变化,以西为纬向变化,近54年干旱区范围变化不明显;(3)半干旱与半湿润区界线南北方向波动变化明显,20世纪90年代向南扩张到华家岭—六盘山—平凉—庆阳—延安—三门峡—长治一线以南,半干旱区面积达到最大,比20世纪60年代的半干旱区范围扩大14%,比2000—2009年大5%左右。[结论]近54年黄土高原总体上地区呈干旱化趋势,半干旱区面积扩大,半干旱与半湿润区界线年代际南北波动频繁,变化范围大,半干旱区是黄土高原地区气候变化的敏感区。
[期刊] 自然资源学报  [作者] 任婧宇  彭守璋  曹扬  霍晓英  陈云明  
气候变化对黄土高原地区环境与经济影响重大,研究其在小地理尺度上的时空变化趋势对该区应对全球气候变化制定适应性策略有重要意义。论文基于CRU 1901—2014年逐月气候数据集,利用Delta空间降尺度方法对该数据集在黄土高原地区进行降尺度处理并评价,最后采用距平、Mann-Kendall趋势检验和Sen’s斜率估计方法分析该区历史时期气候变化的时空分布特征。结果表明:1)使用Delta法将分辨率为0.5°×0.5°的月降水量和月均温数据降尺度到分辨率为1 km×1 km的网格上是可行的,其中线性插值法最适合该区降尺度过程。2)1901—2014年该区年降水量年际变化趋势不显著,但年均温以0.1℃/10 a的速率显著上升;与气候平均值相比,20世纪60年代为相对湿冷期,80年代以后为相对干暖期;年降水量在该区西部地区(面积占3.05%)以0.24 mm/10 a~3.52 mm/10 a的速率显著增加,年均温在西部以外地区(面积占91.30%)以0.02℃/10 a~0.17℃/10 a的速率由西南向东北显著上升。3)1981—2010年黄土高原西部地区(面积占92.02%)相比气候平均值变干变暖,西部以外地区(面积占7.98%)变湿变暖;年降水量只在民和及其以南极少数地区(面积占0.05%)以17.25 mm/10 a~27.93 mm/10a的速率显著增加,年均温在西部以外地区(面积占87.61%)以0.23℃/10 a~0.71℃/10 a的速率显著上升。上述研究结果可为该区在制定应对全球气候变化策略时提供科学依据。
[期刊] 资源科学  [作者] 张翀  任志远  韦振锋  
基于1999-2010年SPOT-VEGETATION旬值NDVI数据,通过经改进的时滞偏相关等方法,并结合该地区降水量和气温数据,解释植被覆盖年内变化对气候要素的响应。结果表明:①年内植被覆盖变化与气温的变化较为一致,气温较降水对年内植被生长影响强烈;②植被覆盖低、降水量小、气温低的地区与降水量的年内相关强,滞后时间集中于0旬~3旬;③植被覆盖与气温的年内相关程度不受降水量与气温空间分布的影响,滞后时间集中于2~3旬与8~9旬;④水热组合较好的植被覆盖高的地区,植被覆盖均对降水量与气温的年内响应敏感,相反则敏感程度降低,气温对黄土高原植被覆盖的年内影响占主导地位,农业生态区与山地森林生态区植...
[期刊] 资源科学  [作者] 张翀  任志远  
利用黄土高原1982年-2006年GIMMS-NDVI数据,以投影寻踪分类评价法、标准差、线性趋势分析和Hurst指数为基础,分析了黄土高原NDVI的变化趋势,并且预测了该研究区植被覆盖变化总体趋势及其空间分异。分析结果表明:①近25年来黄土高原植被覆盖变化波动程度较高,但植被覆盖是向着改善的方向发展的。2002年以后NDVI波动程度总体上在减小,意味着近年来植被覆盖整体情况趋于稳定改善的状态;②近10年黄土高原的Hurst指数的均值为0.7195,数值较高,但存在明显差异,东部的Hurst指数高,西部Hurst指数相对较低;黄土高原地区植被覆盖时间序列主要表现为可持续性,即持续改善或者持续退...
[期刊] 中国农业科学  [作者] 刘宪锋  胡宝怡  任志远  
【目的】明晰黄土高原植被生态系统水分利用效率(water use efficiency,WUE)时空变化特征及其影响因素,为深刻理解生态恢复和气候变化双重背景下黄土高原植被生态系统与水文相互作用研究提供依据。【方法】利用趋势分析和逐步回归方法,对2000—2014年黄土高原植被生态系统WUE时空变化特征及其驱动因素进行了探讨。【结果】近15年黄土高原植被生态系统WUE呈显著增加趋势,增速为0.02 g C·kg-1H2O·a-1(P<0.001),不同植被生态系统年内WUE主要呈"双峰"模式,峰值分布在4
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