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Changes in Vegetation and Assessment of Meteorological Conditions in Ecologically Fragile Karst Areas

Journal of Meteorological Research 2021年第1期35卷 172-183页

作者： Yanli CHEN Weihua mo Yonglin HUANG jianfei mo Xiaohan HUANG Xiumei WEN Institute of Meteorological Sciences Guangxi Zhuang Autonomous Region(GZAR)Meteorological BureauNanning 530022 Hechi Meteorological Service GZAR Meteorological BureauHechi 547000 College of Geography and Planning Nanning Normal UniversityNanning 530001

Meteorological conditions have an important impact on changes of vegetation in ecologically fragile karst areas.This study aims to explore a method for quantitative evaluation of these meteorological conditions. We analyzed the changing trend of vegetation during 2000–2018 and the correlations between vegetation changes and various meteorological factors in karst rocky areas of Guangxi Zhuang Autonomous Region, China. Key meteorological factors in vegetation areas with varying degrees of improvement were selected and evaluated at seasonal timescale. A quantitative evaluation model of comprehensive influences of meteorological factors on vegetation was built by using the partial least-square regression(PLS). About 91.45% of the vegetation tended to be improved, while only the rest 8.55% showed a trend of degradation from 2000 to 2018. Areas with evident vegetation improvement were mainly distributed in the middle and northeast, and those with obvious vegetation degradation were scattered. Meteorological factors affecting vegetation were significantly different among the four seasons. Overall, high air humidity, small temperature difference in spring and autumn, and low daily minimum temperature and air pressure were favorable conditions. Low temperature in winter as well as high temperature in summer and autumn were unfavorable conditions. The Climate Vegetation Index(CVI) model was established by PLS using the maximum, minimum, and average temperatures;vapor pressure;rainfall;and air pressure as key meteorological factors. The Enhanced Vegetation Index(EVI) was well fitted by the CVI model, with the average coefficient of determination(r2) and root mean square error(RMSE) of 0.856 and 0.042, respectively. Finally, an assessment model of comprehensive meteorological conditions was built based on the interannual differences in CVI. The meteorological conditions in the study area in 2014 were successfully evaluated by combining the model and selected seasonal key meteorological factors.

关键词： karst rocky area vegetation change ecologically fragile meteorological conditions

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2000—2020年广西植被生态质量变化及驱动力分析

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广西植物 2024年第5期44卷 907-924页

作者：莫建飞周希源莫伟华陈燕丽广西壮族自治区气象科学研究所南宁530022 广西壮族自治区生态气象和卫星遥感中心南宁530022 桂林市气象局广西桂林541001

为掌握广西植被生态质量的时空变化特征及其驱动机制,该文以植被生态质量指数(ecological quality index,EQI)为评价指标,基于气象、地形、土壤和遥感等多源数据,利用线性趋势分析、相关性分析、地理探测器等方法,分析了2000—2020年广... 详细信息

为掌握广西植被生态质量的时空变化特征及其驱动机制,该文以植被生态质量指数(ecological quality index,EQI)为评价指标,基于气象、地形、土壤和遥感等多源数据,利用线性趋势分析、相关性分析、地理探测器等方法,分析了2000—2020年广西植被生态质量的时空变化特征及其驱动力。结果表明:(1)2000年以来广西植被生态质量指数呈显著增加趋势,区域植被生态明显改善。植被生态质量发展经历了缓慢增长、迅速增长、显著提升等演变阶段。在空间上,广西植被生态质量指数呈现四周高,中间低的特征,高值区逐渐由东部向西部和北部扩展。(2)广西植被生态质量时空演变影响因素差异显著。随海拔高度上升植被生态质量总体变化呈“增加—下降—稳定—上下波动”的趋势。壤土的植被生态质量高,砂土的植被生态质量低。森林和灌草的生态质量较高,农田植被的生态质量较低。植被生态质量与气候驱动因素呈显著正相关关系,受气温和降水共同影响,其中以气温为主要驱动(T)的区域面积最广,降水为主要驱动(P)的区域面积次之,气温降水强驱动([T+P]+)和弱驱动([T+P]-)的区域面积较小。(3)广西植被生态质量变化驱动力受地形、土壤、植被、气候、自然灾害和人类活动的共同影响。自然影响因子解释力排序为植被>地形>土壤>气候,其中植被净初级生产力和植被覆盖度是影响植被生态质量时空分异的最主要因素。自然因子对广西植被生态质量变化的影响存在交互作用,均呈非线性增强及双因子增强关系,其中地形与植被、土壤与植被、气候与植被因子交互作用最明显。自然灾害和人类活动加剧了植被生态质量变化的影响,其中干旱和低温冷害等气象灾害抑制了植被生态质量的改善,而林业生态工程等人为活动促进了植被生态质量的提升。该研究结果为合理制定广西植被生态保护与修复措施提供了科学理论依据和技术支撑。

关键词：植被生态质量时空演变驱动力遥感广西

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柳州市植被生态质量时空特征及其与气候因子的关系

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广西林业科学 2024年第2期53卷 252-261页

作者：黄维莫建飞陈诚谢映柳州市农业气象试验站广西柳州545003 广西壮族自治区气象科学研究所广西壮族自治区生态气象和卫星遥感中心广西南宁530022

为客观监测与评价地市尺度植被生态质量和探讨其与主要驱动气候因子的关系,采用2000—2022年moDIS NDVI数据,基于植被净初级生产力(NPP)和植被覆盖度(FVC)构建植被生态质量指数(EQI),采用转移矩阵和线性回归趋势方法,分析柳州市不同县... 详细信息

为客观监测与评价地市尺度植被生态质量和探讨其与主要驱动气候因子的关系,采用2000—2022年moDIS NDVI数据,基于植被净初级生产力(NPP)和植被覆盖度(FVC)构建植被生态质量指数(EQI),采用转移矩阵和线性回归趋势方法,分析柳州市不同县区及不同土地利用类型和植被类型EQI的时空分布和变化特征;采用相关性分析法,分析EQI与气候的相关性。结果表明,2000—2022年柳州市平均EQI总体偏好,其中融水苗族自治县EQI均值最高,城中区最低;土地利用类型中,林地EQI均值最高,城乡、工矿和居民用地最低;植被类型中,阔叶林EQI均值最高,栽培植被最低。2000—2022年柳州市显著变绿,EQI显著上升面积占比为84.72%,上升速率为0.15~1.79/a,柳江区东部和南部、鱼峰区南部及鹿寨县南部上升速率较快。EQI与年均气温、年总降水量呈显著和极显著正相关面积占比分别为63.81%和28.16%,与年均气温呈极显著正相关的区域主要分布在鹿寨县东北部、融水苗族自治县东北部、融安县北部和三江侗族自治县,与年总降水量呈显著和极显著正相关的区域主要分布在融水苗族自治县、融安县、柳城县及柳南区和柳北区北部。气温对EQI的影响范围比降水更广。

关键词：地市尺度柳州市植被生态质量指数气候因子

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Evaluation of Cold Dew Wind monitoring Precision for Late Rice Based on CLDAS Data in Guangxi

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Agricultural Biotechnology 2019年第1期8卷 194-198页

作者： Yanli CHEN Yan HE jianfei mo Yongming LUO Meihua DING Guangxi Institute of Meteorological Disaster Mitigation/Remote Sensing Application Test Base NSMC Guangxi Collaborative Innovation Center for Ecological Environment & Integrative Development in Xijiang River Basin

The low temperature process of cold dew wind( from September 19 to 27 in 2011) for late rice production was dynamically monitored by using CLDAS temperature,combined with the background information of rice cultivation from multi-source satellite database together with an reference to the monitoring indexes of cold dew wind disaster to verify the precision of CLDAS data,so as to provide a reference for monitoring chilling damage caused by cold dew wind in late rice production in Guangxi. The results showed that the cold wind dew caused heavy damage to an area of 3 159. 76 km^2,moderate damage to an area of 559. 77 km^2 and light damage to an area of 2 452. 14 km^2. The correlation coefficients between CLDAS inversion temperature and actual temperature of 12 verification meteorological stations were all larger than 0. 93,and the difference in daily average temperature was 0. 3 ℃. The time difference between maximum and minimum temperature provided by CLDAS and corresponding actual temperature from 12 meteorological stations was less than 1 h. The temperature data provided by CLDAS was in accordance with actual temperature data. With an advantage of rapidly,minutely and accurately monitoring the grade distribution of local cold dew wind disaster for late rice,CLDAS can be used in monitoring cold dew wind in late rice production in Guangxi.

关键词： Cold dew wind Late rice CLDAS Remote sensing Guangxi

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Land Use Change and Its Impact on Values of Ecosystem Services in the West of Jilin Province

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Wuhan University Journal of Natural Sciences 2006年第4期11卷 1028-1034页

作者： LU Yuan WANG Juan WEI Liangying mo jianfei Institute of mountain Hazards and Environment Chinese Academy ofSciences Chengdu 610041 Sichuan China College of Resources and Environmental Sciences Guangxi TeachersEducation University Nanning 530001 Guangxi China School of Environment Beijing Normal University Beijing 100875China

According to interpreting the LANDSAT TM/ETM images of 1986 and 2002, the spatial-temporal characteristics of land use changes were analyzed during 16 years base on GIS. In addition, the change of ecosystem services due to land use change was estimated by the method of vaulting global ecosystem services. The result shows that there were rapid increases in the area of cropland, saline-alkaline land, and dramatic decreases in grassland, water area and wetland between 1986 and 2002. The annual value of the ecosystem services was declined from 767.1 ×10s Yuan/a in 1986 to 624.1 × 10s Yuan/a in 2002, the estimated annual ecosystem service value declined by 18. 6 % （i. e. 1.6% per year） between 1986 and 2002. It indicates that there had been a sever harm to ecosystem functions and services, which results from the deterioration of ecological environment and the adjustment of land use that aim to currently economic benefit.

关键词： land use change ecosystem services ecological values impact assessment

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广西喀斯特地区植被生态质量多尺度时空演变分析

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中国岩溶 2023年第5期42卷 1117-1130页

作者：莫建飞陈燕丽莫伟华广西壮族自治区气象科学研究所广西南宁530022 广西壮族自治区生态气象和卫星遥感中心广西南宁530022

为更客观监测评估喀斯特地区植被生态质量状况及阐明植被生态质量不同时间尺度的时空异质性特征,基于多年植被净初级生产力(NPP)、湿润指数(MI),建立植被净初级生产力极大值(NPPm)边缘函数,并结合植被覆盖度,构建出广西喀斯特地区植被... 详细信息

为更客观监测评估喀斯特地区植被生态质量状况及阐明植被生态质量不同时间尺度的时空异质性特征,基于多年植被净初级生产力(NPP)、湿润指数(MI),建立植被净初级生产力极大值(NPPm)边缘函数,并结合植被覆盖度,构建出广西喀斯特地区植被综合生态质量模型(MQI),以分析2000—2019年该地区植被生态质量多尺度时空演变特征。结果表明:(1)植被NPPm是随气候条件变化的动态值,不同植被类型生产潜力对气候条件的响应不同,其中农田植被响应最敏感,灌草次之、森林最弱;(2)广西喀斯特地区月份与季度植被生态质量指数呈抛物线形式,年度植被生态质量指数呈波动式增加,年际植被生态质量发展经历了缓慢增长、逐步增长、迅速增长、显著提升4个演变阶段,且植被生态质量由广西喀斯特地区东北部向西南部、北部向南部逐渐递增,总体良好;(3)2000—2019年,广西喀斯特地区植被生态改善指数为0.71/20 a,98.83%的区域植被生态质量在20 a期间呈上升趋势,大部区域植被生态改善良好,这主要得益于退耕还林、石漠化治理工程和良好气候条件;(4)此植被生态质量模型区域适宜性较高,能精细化、精准化反映广西喀斯特地区植被生态质量的时空演变特征。

关键词：植被生态质量植被净初级生产力时空演变湿润指数广西喀斯特地区

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基于地基可见光图像的喀斯特典型植被长势监测

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遥感技术与应用 2023年第2期38卷 518-526页

作者：陈燕丽房世波莫建飞刘志平广西壮族自治区气象科学研究所广西南宁530022 中国气象科学研究院生态与农业气象研究所北京100081

生态观测试验站为喀斯特典型脆弱生态区植被生长监测提供了高通量冠层拍摄图像,但目前鲜见有关喀斯特地区裸岩和植被混杂下垫面植被提取的研究报道。利用石漠化生态观测试验站获取的植被冠层RGB图像,研究喀斯特植被适用分割算法和长势... 详细信息

生态观测试验站为喀斯特典型脆弱生态区植被生长监测提供了高通量冠层拍摄图像,但目前鲜见有关喀斯特地区裸岩和植被混杂下垫面植被提取的研究报道。利用石漠化生态观测试验站获取的植被冠层RGB图像,研究喀斯特植被适用分割算法和长势监测模型,为基于地基冠层可见光图像的植被监测提供技术支持。结果表明:①基于颜色空间、颜色通道非线性组合、机器学习3种算法对喀斯特地区浅绿色植被的区分度均较高,但对裸岩和深绿色植被区分度有明显差异。晴天强光和阴天弱光条件下3种分割方法对植被分割效果差异明显,机器学习算法分割效果最优,阴天弱光条件准确率超过80%,晴天强光条件下可超过90%。②基于RGB图像反演的可见光植被指数GLA、NDYI、NGRDI和VARI所反映的植被长势变化趋势相似,但NDYI对植被长势差异响应更敏感。复合正弦函数可以较好地模拟4种可见光植被指数的逐日动态变化特征,且对NGRDI变化趋势模拟精度最高(R^(2)=0.830)。

关键词：图像分割可见光图像喀斯特植被长势石漠化

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基于AHP和GIS的广西秋旱灾害风险等级评估

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农业工程学报 2013年第19期29卷 193-201,F0003页

作者：李莉匡昭敏莫建飞孟翠丽广西壮族自治区气象减灾研究所南宁530022 国家卫星气象中心遥感应用试验基地南宁530022

为增强对广西秋季干旱灾害的风险评估和应急管理能力,该文利用气象、基础地理信息和社会经济数据,从广西省秋旱灾害致灾因子的危险度、孕灾环境的脆弱度、干旱承灾体的易损度和抗灾能力等4个方面选取因子,构建秋旱灾害风险评估的指标体... 详细信息

为增强对广西秋季干旱灾害的风险评估和应急管理能力,该文利用气象、基础地理信息和社会经济数据,从广西省秋旱灾害致灾因子的危险度、孕灾环境的脆弱度、干旱承灾体的易损度和抗灾能力等4个方面选取因子,构建秋旱灾害风险评估的指标体系,通过层次分析法确定因子权重,以此构建评估模型并计算广西秋旱灾害风险指数,再基于GIS绘制广西秋旱灾害风险等级分布图。结果表明,高风险区主要分布在桂中盆地和桂西部分山区;较低风险区主要分布在桂西北和桂北的山区,桂南沿海和桂东南部分地区。利用广西干旱灾情数据验证表明,广西秋旱灾害风险等级分布结果与干旱灾情损失空间分布情况基本一致。该研究为灾害风险管理和灾前防御提供决策依据。

关键词：干旱地理信息系统层次分析法风险评估广西区

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2022年“龙舟水”期间桂林洪涝时空分布特征研究

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气象研究与应用 2023年第1期44卷 101-105页

作者：陈诚莫建飞莫伟华李明志广西壮族自治区气象科学研究所南宁530022 百色市气象局广西百色533000

基于卫星遥感资料,对2022年桂林“龙舟水”期间的水体进行提取,利用GIS空间分析技术,对比2019-2021年洪涝时空分布,探索2022年罕见强“龙舟水”桂林洪涝的时空分布。结果表明,2022年桂林洪涝主要发生在6月,空间分布受地形影响明显,主要... 详细信息

基于卫星遥感资料,对2022年桂林“龙舟水”期间的水体进行提取,利用GIS空间分析技术,对比2019-2021年洪涝时空分布,探索2022年罕见强“龙舟水”桂林洪涝的时空分布。结果表明,2022年桂林洪涝主要发生在6月,空间分布受地形影响明显,主要分布在湘江、漓江流域,而洛清江相对较轻,整体呈现北多、南少、东多、西少的分布格局。相比2019-2021年,2022年发生洪涝面积与2020年持平,比2019年、2021年更大,且洪涝发生速度比2020年更快。

关键词：合成孔径雷达(SAR) 洪涝监测时间序列分析时空分布格局

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准分布式声波传感系统瑞利散射串扰抑制技术

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光学学报 2024年第1期44卷 442-450页

作者：路阳李俐凡黄秋阳王建飞胡晓阳陈默孟洲国防科技大学气象海洋学院湖南长沙410073

提出一种瑞利散射信号诱导串扰抑制技术。理论分析表明,采用相位调制器对高相干连续光施加余弦相位调制,可通过设置相位调制频率抑制瑞利散射信号和由其诱导产生的通道串扰,余弦相位调制的幅度越大,串扰抑制效果越好。以基于弱反射率光... 详细信息

提出一种瑞利散射信号诱导串扰抑制技术。理论分析表明,采用相位调制器对高相干连续光施加余弦相位调制,可通过设置相位调制频率抑制瑞利散射信号和由其诱导产生的通道串扰,余弦相位调制的幅度越大,串扰抑制效果越好。以基于弱反射率光纤光栅的准分布式声波传感系统为例,开展了瑞利散射诱导通道串扰抑制技术实验研究,实验中串扰抑制了23.85 dB,实验结果验证了所提方法的有效性。

关键词：光纤光学光纤传感分布式光纤传感分布式声波传感光纤布拉格光栅

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