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林草交错区植被动态变化及其影响因子——以中国东北大兴安岭为例

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生态学报 2022年第18期42卷 7321-7335页

作者：袁换欢王智徐网谷游广永张建亮生态环境部南京环境科学研究所南京210042

东北大兴安岭林草交错区对气候变化和人类活动高度敏感是我国重要的生态脆弱区,研究表征生态环境变化的植被指数时空变化及驱动因子是制定政策、改善生态环境的理论基础。基于此,利用遥感区域分析和地面实证分析对大兴安岭林草交错区的... 详细信息

东北大兴安岭林草交错区对气候变化和人类活动高度敏感是我国重要的生态脆弱区,研究表征生态环境变化的植被指数时空变化及驱动因子是制定政策、改善生态环境的理论基础。基于此,利用遥感区域分析和地面实证分析对大兴安岭林草交错区的植被变化趋势及影响因子进行分析,并通过重要性指标定量阐述环境因子和人类活动因子影响的相对重要性。结果表明:1982—2015年的植被呈退化趋势(-0.02/10a),最低温度、平均温度和最高温度均呈增温趋势分别为0.13℃/10a、0.16℃/10a和0.20℃/10a,而年平均降水量呈下降趋势(-16.3 mm/10a)。植被NDVI随云量的增加而降低(R_(TMN)=-0.21),并且显著负相关占总面积的24.98%。NDVI随最低温度、平均温度和最高温度的增加而增加(R_(TMN)=0.01、R_(TMN)=0.02和R_(TMN)=0.04)。潜在蒸散对NDVI的影响存在差异,降水量在200—400 mm NDVI与潜在蒸散显著负相关(占总面积18.60%),400 mm以上显著正相关且占总面积16.01%。降水量与NDVI正相关(R_(TMN)=0.03),其中显著正相关占总面积的19.55%,显著负相关仅占总面积的5.31%。降水量是陈巴尔虎旗、新巴尔虎左旗以及鄂温克族自治区西部植被(草地)的主导影响因子,云分量是东部林地的主导影响因子。此外,实证分析结果表明人类活动因子(家畜密度和开垦面积)对NDVI的解释率高于温度和降水,并且人类活动的平均重要性指标(VIP=2.48)高于气候因子(VIP=0.80),气候因子中的降水解释率和重要性均高于温度。因此,气候变暖背景下,东北林草交错区气候呈变暖变干旱趋势,而人类活动因子对植被的影响作用不容忽视,合理调控农牧业是改善林草交错区植被生态系统稳定可持续的重要途径。

关键词：生态脆弱区气候因子人类活动因子植被变化趋势变量投影重要性

呼伦贝尔林草交错带植被固碳释氧功能变化及其驱动力研究

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水土保持研究 2022年第5期29卷 164-170页

作者：乔亚军张慧刘坤王智徐网谷生态环境部南京环境科学研究所南京210042 南京信息工程大学大气环境与装备技术协同创新中心地理与遥感学院南京210044

为了探究呼伦贝尔林草交错带固碳释氧功能的变化特征及其对气候和土地利用变化的响应,基于NDVI、气象和土地利用数据,采用CASA模型估算了交错带植被净初级生产力(Net Primary Productivity,NPP),通过Pearson相关分析和地理加权回归分析... 详细信息

为了探究呼伦贝尔林草交错带固碳释氧功能的变化特征及其对气候和土地利用变化的响应,基于NDVI、气象和土地利用数据,采用CASA模型估算了交错带植被净初级生产力(Net Primary Productivity,NPP),通过Pearson相关分析和地理加权回归分析探究了固碳释氧功能变化的主要驱动因素。结果表明:2000-2018年固碳释氧总量增加21.38%,其中新巴尔虎左旗(43.40%)和鄂温克族自治旗(27.41%)增加最显著。基于2000年、2010年、2018年土地利用数据进行统计,林地、草地、耕地、湿地和沙地的固碳释氧总量和单位面积平均值均增加,尤其是沙地(总量37.36%,均值36.53%)最为显著,其次为草地(总量27.86%,均值26.51%)。研究表明,沙化土地封禁等保护措施对沙化地区固碳释氧功能的提升有着重要的推动作用。而气候变化是整个研究区固碳释氧服务功能提升的主要驱动力,且林区和草原区主要驱动因子分别是气温和降水。

关键词：净初级生产力固碳释氧功能呼伦贝尔林草交错带地理加权回归模型

呼伦贝尔森林-草原生态交错带土壤风蚀量时空变化及驱动力分析

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生态与农村环境学报 2023年第8期39卷 999-1007页

作者：胡梦甜张慧乔亚军刘坤王智徐网谷生态环境部南京环境科学研究所江苏南京210042 南京信息工程大学江苏省大气环境与装备技术协同创新中心/地理科学学院江苏南京210044

风蚀量是判断土壤流失和沙地化的重要指标。利用土壤风蚀修正模型,定量分析了2000、2010和2018年呼伦贝尔森林-草原生态交错带土壤风蚀量的时空变化特征,通过地理探测器模型研究了气候变化与人类活动对土壤风蚀变化量的驱动作用,重点探... 详细信息

风蚀量是判断土壤流失和沙地化的重要指标。利用土壤风蚀修正模型,定量分析了2000、2010和2018年呼伦贝尔森林-草原生态交错带土壤风蚀量的时空变化特征,通过地理探测器模型研究了气候变化与人类活动对土壤风蚀变化量的驱动作用,重点探讨了土地利用和植被覆盖度变化对土壤风蚀量变化的影响。结果表明:(1)2000、2010和2018年研究区土壤风蚀总量分别为9.74×10^(7)、1.33×10^(8)、8.51×10^(7) t,总体呈现先上升后下降的趋势;与2000年相比,2018年研究区有9.04%的区域土壤风蚀强度减轻,有0.10%的区域土壤风蚀强度恶化,其余90.86%的区域土壤风蚀强度保持不变。(2)2000-2018年土壤风蚀量变化量的驱动因子之间交互作用显著,风蚀量的减少主要受人类活动与气候变化的协同驱动影响。(3)2000-2018年草地覆盖度增加、沙化土地封育、生态退耕和天然林保护措施对土壤风蚀量减少的贡献率分别为69.32%、19.37%、0.06%和1.81%,可见研究区的生态保护措施对风蚀量的减少具有重要的推动作用。

关键词：风蚀修正方程模型呼伦贝尔森林-草原生态交错带土地利用植被覆盖度土壤风蚀量地理探测器

内蒙古大兴安岭林草交错区耕地景观演变及空间过程

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生态学报 2023年第3期43卷 1209-1218页

作者：吕莹莹王智夏欣袁换欢李明诗徐网谷生态环境部南京环境科学研究所南京林业大学林学院

探究退耕还林(草)和耕地保护双重背景下耕地的动态变化对林草交错区的国土空间规划、生态安全等具有重要意义。研究基于1990、2000、2010年和2018年30 m空间分辨率土地利用数据，通过土地利用动态度指标及转移矩阵，定量分析了交错区耕... 详细信息

探究退耕还林(草)和耕地保护双重背景下耕地的动态变化对林草交错区的国土空间规划、生态安全等具有重要意义。研究基于1990、2000、2010年和2018年30 m空间分辨率土地利用数据，通过土地利用动态度指标及转移矩阵，定量分析了交错区耕地的时空变化特征。进而，建立景观变化空间过程模型，将耕地扩张的空间过程分为填充式、廊道式、蔓延式、飞地式四种类型，将耕地萎缩的空间过程分为穿孔、破碎化、收缩、消失四种类型。结果表明：(1)1990—2000、2000—2010、2010—2018年耕地动态度分别为8.65%、-0.33%和-0.07%,耕地面积净增加2974.28 km2。(2)1990—2018年草地向耕地转入2589.23 km2,是耕地增加的主要来源；1990—2000、2000—2010年耕地转出的主要途径均为草地，2010—2018年人工表面成为耕地转出的主要去向。(3)1990—2018年，耕地扩张过程呈现出“飞地式-廊道式/蔓延式-蔓延式”的演变趋势，主要表现为由无序扩张的飞地式转变为依靠原有耕地增长的蔓延式，整个过程符合星点式或斑块式开发转为大规模连片开发的规律；萎缩过程呈现出“收缩-消失-破碎化”的规律，破碎化过程的比例在耕地萎缩过程中不断增加，人工表面导致的耕地破碎化应受到当地政府的重视。

关键词：林草交错区耕地时空演变景观变化空间过程

四姑娘山国家级自然保护区冰川时空变化动态研究

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安徽农业科学 2022年第5期50卷 66-71页

作者：王晔徐网谷生态环境部南京环境科学研究所江苏南京210042

利用GF-1号2013年8月12日、2015年2月18日、2019年8月16日、2020年3月8日共4期卫星遥感数据,美国国家冰雪数据中心(National Snow and Ice Data Center)2010年1月—2018年12月的MODIS积雪产品数据以及小金县气象站气候要素数据,通过人... 详细信息

利用GF-1号2013年8月12日、2015年2月18日、2019年8月16日、2020年3月8日共4期卫星遥感数据,美国国家冰雪数据中心(National Snow and Ice Data Center)2010年1月—2018年12月的MODIS积雪产品数据以及小金县气象站气候要素数据,通过人工目视解译、统计分析等方法对保护区内的冰川开展长时间序列综合分析。结果显示,2013年8月—2019年8月四姑娘山夏季冰川覆盖率下降了2.48百分点,2015年2月—2020年3月四姑娘山冬季冰川覆盖率下降了2.09百分点,因此夏季、冬季四姑娘山保护区冰川面积均呈下降趋势。其中核心区冰川覆盖面积夏季均大于70%,冬季均大于50%,因此核心区的划分对冰川保护具有重要意义。

关键词：冰川时空变化卫星遥感气候变化人类活动四姑娘山国家级自然保护区

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基于GIS的地下水流数值模拟参数自动提取

水利学报 2005年第11期36卷 1314-1319页

作者：陈锁忠徐网谷张磊南京师范大学地理信息科学江苏省重点实验室江苏南京210097

本文根据地下水流数值模拟有关参数的空间分布特点,将其划分为点状、线状与面状空间分布参数三种类型。利用GIS的空间分析功能,研究基于GIS的点状、线状与面状空间分布参数自动提取的技术路线。通过点、线、面三者之间空间位置关系的拓... 详细信息

本文根据地下水流数值模拟有关参数的空间分布特点,将其划分为点状、线状与面状空间分布参数三种类型。利用GIS的空间分析功能,研究基于GIS的点状、线状与面状空间分布参数自动提取的技术路线。通过点、线、面三者之间空间位置关系的拓扑分析,确定地下水开采井、水位动态监测井、线状与面状水系、模拟区域边界、面状参数分布区与模型空间离散网格之间的空间位置关系。经过矢量数据与栅格数据互相转换,实现地下水流数值模拟有关参数的自动提取。根据地下水流有限差分数值模拟有关参数数据文件的结构,将基于GIS提取的栅格结构数据文件自动转换成模型所需结构的数据文件,达到模型参数数据文件的自动组织与提高地下水流数值模拟效率的目的。

关键词：地下水流数值模拟模型参数自动提取 GIS

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上海市气候变化和人类活动对植被物候的影响

生态学报 2023年第21期43卷 8803-8815页

作者：袁换欢严家宝张建亮王智徐网谷张昊楠生态环境部南京环境科学研究所南京210042 中国科学院地理科学与资源研究所北京100101

植被物候是气候和自然环境变化的综合指示器,同时也是研究植物生长发育与气候变化的重要参数。随着经济社会的发展夜间灯光兼具指示人类活动信息和光照强度的特点,成为研究城市生态系统和生态建设的热点。基于此,利用地理探测器分析方... 详细信息

植被物候是气候和自然环境变化的综合指示器,同时也是研究植物生长发育与气候变化的重要参数。随着经济社会的发展夜间灯光兼具指示人类活动信息和光照强度的特点,成为研究城市生态系统和生态建设的热点。基于此,利用地理探测器分析方法和变量投影重要性指标,从时间和空间尺度上探究温度、降水、辐射和夜间灯光对2001—2020年上海市植被物候进行时空变化分析和归因分析,并结合城区和郊区的差异进一步分析夜间灯光和环境因子对物候的影响贡献。结果表明:2001—2020年上海市城区温度高于郊区约0.63℃,春季物候(start growth of season, SOS)提前郊区10d左右,秋季物候(end growth of season, EOS)推迟郊区7d左右,夜间灯光高于郊区2.9倍并且其重心向沿海方向显著偏移。空间尺度上夜间灯光对SOS的影响权重最大(q=0.15),并且辐射∩夜间灯光的组合驱动对城区和郊区的植被物候影响权重均最大(q_(max)=0.29)。时间尺度上SOS与温度的关系最密切,且随温度的增加而提前(平均R_(温度)=-0.24),EOS与夜间灯光的关系最密切,且随夜间灯光的增加而延迟(R_(夜间灯光)=0.28);综合物候驱动因子影响强度和植被物候多因子协调控制机制,城区SOS的主导影响因子为辐射(占总面积的41.40%),郊区SOS和城区/郊区EOS主导影响因子为夜间灯光。由此可知,植被物候对人类活动和气候变化的响应存在空间差异,这与植被物候驱动因子的时间和空间影响关系和强度相关。该研究可为人类活动对植被物候影响提供新思路,为城市应对未来气候变化和改善生态环境提供理论基础。

关键词：植被物候气候变化夜间灯光地理探测器变量投影重要性指标

大兴安岭森林草原过渡带典型植物群落动态变化特征

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生态学报 2022年第20期42卷 8374-8384页

作者：段新宇钱芮黄学文徐网谷王智吴红慧高英志东北师范大学草地科学研究所植被生态科学教育部重点实验室吉林松嫩草地生态系统国家野外科学观测研究站长春130024 呼伦贝尔学院生命科学学院呼伦贝尔021008 生态环境部南京环境科学研究所国家环境保护生物安全重点实验室国家环境保护武夷山生态环境科学观测研究站南京210042 中国农业科学院农业资源与农业区划研究所北京100081 东北师范大学环境学院国家环境保护湿地生态与植被恢复重点实验室长春130117 新疆农业大学草业学院西部干旱荒漠区草地资源与生态教育部重点实验室乌鲁木齐830052

大兴安岭森林草原过渡带是大兴安岭森林与呼伦贝尔草原接壤的关键区域。由于过渡带本身的脆弱性,气候变化和过度放牧等人为因素的干扰导致区域内植物群落结构和功能发生剧烈变化。然而,气候变化和放牧双重作用对森林草原过渡带草地植物... 详细信息

大兴安岭森林草原过渡带是大兴安岭森林与呼伦贝尔草原接壤的关键区域。由于过渡带本身的脆弱性,气候变化和过度放牧等人为因素的干扰导致区域内植物群落结构和功能发生剧烈变化。然而,气候变化和放牧双重作用对森林草原过渡带草地植物群落动态影响的研究还鲜有报道。以内蒙古陈巴尔虎旗森林草原过渡带为研究对象,分别于2008、2009、2010和2019年沿着草甸草原—森林草原过渡区域—林间草地—森林的梯度进行野外调查,对比分析11年间受气候变化和过度放牧的双重干扰下,该区域植物物种丰富度、Raunkiear生活型功能群、牧草饲用价值以及群落生物量随时间的变化动态。结果表明:从总体上看,与2008—2010年均值相比,2019年植物物种数量明显下降,其中禾本科牧草减少10余种;植物Raunkiear生活型功能群组成发生显著变化,其中一、二年生植物物种数增加4%,地面芽植物降低8%;牧草饲用价值中优等牧草所占比例下降5%,劣等牧草比例增加7%;总地上生物量显著下降35%。在过渡带各区段中,草甸草原群落结构和功能受气候和过度放牧影响更加明显。与2008—2010年均值相比,2019年草甸草原群落物种丰富度降低12%,优等牧草比例降低4%,劣等牧草比例增加7%,植物地上生物量更是显著降低62%。对区域气候和放牧因素分析可得,年降水量和年均温与过渡带地上生物量均显著相关,其中降水是导致过渡带整体上生产力下降的主要因素;而过度放牧是导致草甸草原群落生产力下降的主要因素。

关键词：森林草原过渡带物种丰富度群落生产力牧草饲用价值驱动因素

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江苏盐城地区水产品重金属含量与安全评价

环境科学 2013年第10期34卷 4081-4089页

作者：刘洋付强高军徐网谷殷波曹亚乔秦卫华盐城工学院江苏省环境保护海涂生态与污染控制重点实验室盐城224051 环境保护部南京环境科学研究所南京210042

为初步了解江苏盐城地区水产品重金属污染现状及摄入风险,于2012年5月采集了该地区海水鱼类、淡水鱼类、甲壳类、贝类、头足类5类22种主要水产品,采用原子吸收分光光度法检测肌肉中Cd、Cu、Zn、Pb、Cr等5种重金属含量,并采用单因子污染... 详细信息

为初步了解江苏盐城地区水产品重金属污染现状及摄入风险,于2012年5月采集了该地区海水鱼类、淡水鱼类、甲壳类、贝类、头足类5类22种主要水产品,采用原子吸收分光光度法检测肌肉中Cd、Cu、Zn、Pb、Cr等5种重金属含量,并采用单因子污染指数(P i)、重金属污染指数(MPI)、每周可耐受摄入量(PTWI)及致癌与非致癌年风险(Rc ig、Rn ig、R'总)指标分别评价其污染程度、食用安全性和健康风险.结果表明,目前盐城地区水产品均受到一定程度的重金属污染,其中Cd、Pb、Cr超标较为严重,超标率分别为31.8%、31.8%、40.9%;P i结果显示,各水产品Cd、Pb、Cr含量均超过轻污染水平,其中淡水鱼类Cd、Pb含量,贝类Pb、Cr含量,头足类Cr含量达到重污染水平,Cu、Zn含量尚处于正常范围内;MPI结果显示,贝类、甲壳类重金属污染高于淡水鱼类、头足类和海水鱼类,污染程度为贝类>甲壳类>淡水鱼类>头足类>海水鱼类;总体而言,盐城地区水产品重金属的食用安全性尚在可接受范围内,但贝类和头足类的Cr摄入量已接近PTWI值,个别海水鱼类Cr的摄入量已超过PTWI值,存在较高风险;健康风险模型结果显示,各类水生生物总重金属摄入健康风险数值(R'总)均未超过国际辐射防护委员会(ICRP)推荐的最大可接受水平5.0×10-5a-1,但贝类和头足类的Cr摄入健康风险均已接近该数值,值得关注.当前,盐城地区水产品存在较严重的重金属污染,尤其是Cr污染,其污染等级、摄入风险和健康风险均较高,需引起高度重视.

关键词：重金属水产品盐城含量安全评价