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天山北坡城市群PM_(2.5)浓度时空分布特征及影响因素分析

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环境科学 2024年第3期45卷 1315-1327页

作者：王相男张喆刘方青新疆大学地理与遥感科学学院乌鲁木齐830046 新疆大学绿洲生态自治区重点实验室乌鲁木齐830046 智慧城市与环境建模自治区普通高校重点实验室乌鲁木齐830046

针对天山北坡城市群开展PM_(2.5)浓度时空分布特征和影响因素分析,对区域经济建设和环境保护具有积极的意义.通过地理加权回归(GWR)模型,利用MCD19A2气溶胶产品结合气象因子,反演得到天山北坡城市群2015~2021年3~11月的PM_(2.5)浓度时... 详细信息

针对天山北坡城市群开展PM_(2.5)浓度时空分布特征和影响因素分析,对区域经济建设和环境保护具有积极的意义.通过地理加权回归(GWR)模型,利用MCD19A2气溶胶产品结合气象因子,反演得到天山北坡城市群2015~2021年3~11月的PM_(2.5)浓度时空分布,继而实现变化趋势和影响因素分析.结果如下:(1)研究区PM_(2.5)浓度高值主要分布在天山北麓和古尔班通古特沙漠之间的绿洲城市群地带,呈现“四周低,中间高”和“西低东高”的空间分布特征,2015~2021年研究区的ρ(PM_(2.5))年均值为16.98μg·m^(-3),高值主要聚集在乌鲁木齐市市区部分,并向昌吉市和阜康市延伸递减;ρ(PM_(2.5))月均值分布规律与年均一致,但存在季节差异,表现为:秋季(20.32μg·m^(-3))>春季(18.25μg·m^(-3))>夏季(12.47μg·m^(-3)),春季和冬季聚集现象会更明显;(2)研究区PM_(2.5)浓度年均值在2015~2021年呈现下降趋势,3~10月均值同样表现为下降趋势,仅11月表现为略有升高;从PM_(2.5)浓度变化趋势空间分布分析,下降集中在主要城市市区部分,尤其是乌鲁木齐市市区部分及其周边地区减少幅度最大,变化最为剧烈;(3)研究区气温、气压与PM_(2.5)浓度呈现正相关效应,而相对湿度,风速,大气边界层高度,降水量与PM_(2.5)浓度呈现负相关效应;各因子影响程度从高向低排列为:大气边界层高度>相对湿度>气压>气温>风速>降水量.

关键词：地理加权回归(GWR)模型天山北坡城市群时空分布特征变化趋势影响因素分析

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天山北坡经济带植被覆盖度动态变化研究

中国环境科学 2024年第2期44卷 1020-1031页

作者：郝鑫怡张喆郑浩高宁真新疆大学地理与遥感科学学院新疆乌鲁木齐830046 新疆绿洲生态自治区重点实验室新疆乌鲁木齐830046 智慧城市与环境建模自治区普通高校重点实验室新疆乌鲁木齐830046

为探明天山北坡经济带植被覆盖度时空变化及其原因,本研究基于MODIS13Q1NDVI数据、气象数据、地形数据、人文数据,基于Google Earth Engine(GEE)平台,利用Theil-Sen Median趋势分析、Mann-Kendall显著性检验和稳定性分析方法,探究2000-2... 详细信息

为探明天山北坡经济带植被覆盖度时空变化及其原因,本研究基于MODIS13Q1NDVI数据、气象数据、地形数据、人文数据,基于Google Earth Engine(GEE)平台,利用Theil-Sen Median趋势分析、Mann-Kendall显著性检验和稳定性分析方法,探究2000-2020年天山北坡经济带植被覆盖度(FVC)时空变化特征及其影响因子.结果表明:天山北坡经济带的FVC表现为两条平行的高覆盖度带.其中中部地区具有较高的植被覆盖度,而边缘地区的植被覆盖度相对较低.2000~2020年间,天山北坡经济带的FVC在时空上呈轻度变化,约占总变化的70%.植被改善区域主要呈现带状分布,集中在研究区的中部,而植被减少区域主要分布在研究区的南缘.整体上,天山北坡的植被覆盖度呈现出西北至东南的相间分布趋势,并且有逐渐上升的趋势.与东部地区相比,西部地区的植被改善更为明显.2000~2020年间,天山北坡经济带的FVC整体上表现出较高的稳定性和较小的波动,其变异程度介于弱变异和中等变异之间.但是,在克拉玛依市北部、乌鲁木齐市西南部以及研究区南缘的零星地区,FVC存在较强的变异.通过地理探测器模型对天山北坡经济带FVC影响因素的研究表明,人类活动(人口密度、夜间灯光和土地利用类型)是FVC空间分异的主要解释因素.从驱动因素来看,人口密度P值为0.283,对FVC影响最大,夜间灯光P值为0.125,土地利用类型P值为0.179.

关键词： GEE MODIS13Q1 植被覆盖度时空变化地理探测器天山北坡

艾比湖流域植被NPP时空演变特征及其驱动因素分析

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生态学报 2024年

作者：罗健梅阿布都热合曼·哈力克段越帆姚凯旋姚磊唐华布威阿依谢姆·吐合提新疆大学地理与遥感科学学院新疆大学绿洲生态重点实验室新疆大学智慧城市与环境建模自治区普通高校重点实验室

植被净初级生产力（NPP）是监测植被生长状况的重要参数，也是评价生态系统健康状况的重要指标。艾比湖流域是新亚欧大陆桥的一道重要生态安全屏障，研究植被NPP时空变化特征及其驱动因素，对保障流域生态环境健康稳定具有重要意义。基... 详细信息

植被净初级生产力（NPP）是监测植被生长状况的重要参数，也是评价生态系统健康状况的重要指标。艾比湖流域是新亚欧大陆桥的一道重要生态安全屏障，研究植被NPP时空变化特征及其驱动因素，对保障流域生态环境健康稳定具有重要意义。基于气象数据、NDVI数据、植被类型数据，采用CASA模型估算艾比湖流域2001—2020年的植被NPP，采用热点分析、变异系数、趋势分析等方法，揭示植被NPP时空分布格局及演变特征；采用偏相关分析结合参数最优地理探测器模型揭示植被NPP的影响因素。结果表明：（1）2001—2020年艾比湖流域植被NPP多年平均值为199.67 gC m-2a-1，整体呈波动上升趋势，增长率为1.83 gC m-2a-1。（2）空间分布集聚特征明显，整体呈四周高中间低的分布格局，61.79%的区域植被NPP呈增加趋势，河流沿岸的绿洲植被NPP显著增加。（3）植被NPP与气象因子呈正相关关系，与降水相关性最强；NPP值随高程和坡度增加呈先增后减的趋势，随坡向变化差异不明显；不同植被类型和不同土壤类型的NPP值差异明显，土地利用变化对植被NPP具有双重影响。（4）土地利用类型和植被类型是影响植被NPP空间分异的主要因子，因子交互作用表现为双因子增强或非线性增强，基于风险探测确定出适宜植被生长的范围或类型。研究结果可为决策者制定艾比湖流域可持续发展方案提供理论依据。

关键词：净初级生产力 CASA模型参数最优地理探测器驱动因素艾比湖流域

南疆地区不同类型沙尘天气及相关因素对气溶胶光学厚度影响研究

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环境科学学报 2024年第6期44卷 259-269页

作者：古丽斯坦·阿卜杜克热木丁建丽马雯新疆大学地理与遥感科学学院乌鲁木齐830017 新疆大学新疆绿洲生态自治区重点实验室乌鲁木齐830017 新疆大学智慧城市与环境建模自治区普通高校重点实验室乌鲁木齐830017

为探究南疆地区沙尘气溶胶光学厚度(Dust aerosol optical depth,DOD)的时空分布特征及影响因素,基于遥感数据与气象站观测资料探讨了南疆地区2003—2019年期间DOD的时空分布特征,并分析了不同类型沙尘天气与非沙尘天气及其他相关因素对... 详细信息

为探究南疆地区沙尘气溶胶光学厚度(Dust aerosol optical depth,DOD)的时空分布特征及影响因素,基于遥感数据与气象站观测资料探讨了南疆地区2003—2019年期间DOD的时空分布特征,并分析了不同类型沙尘天气与非沙尘天气及其他相关因素对DOD的影响.结果表明:①南疆地区DOD值与沙尘天气日数分布呈显著的空间差异,塔克拉玛干沙漠东部的DOD峰值达0.21,塔克拉玛干沙漠南缘年均沙尘天气日数高达90 d以上.②不同类型沙尘天气与非沙尘天气的DOD值大小排序依次为:沙尘暴(0.10~0.71)>浮尘(0.24~0.44)>扬沙(0.13~0.47)>非沙尘日(0.08~0.11).③从年际变化来看,非沙尘天气、浮尘天气及扬沙天气的DOD值有减小趋势,而沙尘暴天气的DOD值有增大趋势,各沙尘天气日数也有增多的趋势;DOD最高值出现在3—5月,浮尘天气3月最多,扬沙与沙尘暴天气5月最多.④相关性结果表明,土壤体积含水量、相对湿度、最大风速对DOD值的影响最为显著;DOD与影响因素之间的拟合关系表明:DOD与土壤体积含水量、水汽压、相对湿度的拟合关系呈线性负相关,DOD与平均气温、最大风速的拟合关系呈“抛物线”型曲线.

关键词： MODIS 沙尘气溶胶光学厚度(DOD) 沙尘天气影响因素南疆地区

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近30年吐哈地区植被生态需水估算

生态学报 2024年

作者：胡金虎丁建丽张子鹏王娇刘景明新疆大学地理与遥感科学学院新疆绿洲生态自治区重点实验室新疆智慧城市与环境建模自治区普通高校重点实验室

新疆吐鲁番哈密地区（简称“吐哈地区”）属极端干旱区，光照时间长、昼夜温差大，生态环境脆弱，生态环境问题尤为突出，水资源有效利用对生态环境保护具有重要作用。吐哈地区植被生态需水在总需水量中占据显著比重，对于维护区域生态... 详细信息

新疆吐鲁番哈密地区（简称“吐哈地区”）属极端干旱区，光照时间长、昼夜温差大，生态环境脆弱，生态环境问题尤为突出，水资源有效利用对生态环境保护具有重要作用。吐哈地区植被生态需水在总需水量中占据显著比重，对于维护区域生态平衡和可持续发展具有重要意义。基于生态保护重要性分级，统计研究区总植被面积与各生态保护等级区植被面积，分别采用改进的彭曼公式法、潜水蒸散发法与生态分区综合计算法估算1990—2020年吐哈地区不同生态保护等级的植被生态需水量。结果表明：（1）三种方法估算的吐哈地区总植被生态需水量在1990—2020年期间呈现波动变化，改进的彭曼法估算结果由50.18亿m3变化到57.8亿m3，潜水蒸散法估算结果由54.42亿m3变化到51.85亿m3，生态分区估算结果由45.58亿m3变化到52.03亿m3。（2）极重要生态保护等级区的近30年植被需水量在三种估算方法下均增长，其中改进的彭曼公式法估算结果增长最大，由12.12亿m3增长到18.54亿m3。（3）对比三种植被生态需水估算方法，1990—2020年每5年期间估算的植被生态需水总量变化趋势基本一致，每种方法估算的相应生态保护等级区内植被生态需水量变化趋势一致，说明生态分区估算植被生态需水量的方法是合理的，可为植被生态需水的估算提供参考。

关键词：生态保护等级生态区植被生态需水改进的彭曼公式潜水蒸散法

基于Google earth engine渭-库绿洲果园遥感提取

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江苏农业学报 2024年第1期40卷 103-111页

作者：盛艳芳买买提·沙吾提何旭刚李荣鹏新疆大学地理与遥感科学学院新疆乌鲁木齐830017 新疆大学新疆绿洲生态重点实验室新疆乌鲁木齐830017 新疆大学智慧城市与环境建模自治区普通高校重点实验室新疆乌鲁木齐830017

针对干旱区果园大面积遥感提取困难、识别精度低等问题,本研究基于GEE(Google earth engine)平台,综合应用Sentinel-1/Sentinel-2影像构建特征集。通过对比原始特征组合、Jeffries-Matusita(J-M)距离、属性重要度3种优化方式,结合随机森... 详细信息

针对干旱区果园大面积遥感提取困难、识别精度低等问题,本研究基于GEE(Google earth engine)平台,综合应用Sentinel-1/Sentinel-2影像构建特征集。通过对比原始特征组合、Jeffries-Matusita(J-M)距离、属性重要度3种优化方式,结合随机森林(Random forest,RF)分类方法,对比得到最佳优化方式,探索果园最优分类特征集。结果表明:识别效果最好的方案为G17 JM,总体精度为91.25%,kappa系数为0.89,面积精度为82.55%。最优特征集为B8_asm、B8_ent、B8_idm、NDVI re3、B6、B7、a、e、b、EVI、B11、B8A、B8、VV。使用J-M距离进行特征集优化,有效降低数据量、提高计算效率,更有利于精确遥感识别果园种植面积。表明GEE快速、准确获取果园种植面积的可行性,为获取果园动态变化提供强有力的基础。

关键词： Google earth engine(GEE) 特征优化 J-M距离特征集

2001-2022年吐哈地区生境质量时空演变及影响因素分析

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西南农业学报 2024年第4期37卷 879-889页

作者：宋雅宁何宝忠马世龙罗雪峰杨文杜丹莹新疆大学地理与遥感科学学院乌鲁木齐830046 新疆大学绿洲生态教育部重点实验室乌鲁木齐830046 新疆大学智慧城市与环境建模自治区普通高校重点实验室乌鲁木齐830046

[目的]吐哈地区(吐鲁番市和哈密市)是我国丝绸之路经济带的核心,在经济高质量发展过程中,旨在平衡当地生态环境与可持续发展。[方法]本文基于Google Earth Engine云平台利用MODIS遥感影像计算热度、绿度、干度、湿度,并通过主成分分析... 详细信息

[目的]吐哈地区(吐鲁番市和哈密市)是我国丝绸之路经济带的核心,在经济高质量发展过程中,旨在平衡当地生态环境与可持续发展。[方法]本文基于Google Earth Engine云平台利用MODIS遥感影像计算热度、绿度、干度、湿度,并通过主成分分析法构建遥感生态指数(Remote sensing ecological index, RSEI),采用Sen+Mann Kendall、Hurst指数、C_V和地理探测器,分析2001-2022年吐哈地区生态环境质量时空变化情况及未来趋势,并探究其影响机制。[结果](1) 2001-2022年吐哈地区生态环境质量呈改善趋势。(2) RSEI变化趋势以不显著改善为主,占总面积的71.79%,生态系统较为稳定,但北部山区和市县建成区周边的生态系统脆弱;RSEI未来变化趋势以持续改善为主,面积占比为54.02%。(3)过去22年间,草地面积增加最大,且整体绿化水平上升。(4)热度是生态环境质量空间分异的主要因素,且当热度与高程和绿度交互作用时,对生态环境质量的影响更加显著。[结论]由于绿化水平的提升,吐哈地区生态环境质量总体处于良好水平且呈上升趋势;该地生境质量在空间上具有明显的差异性,其中热度对吐哈地区生态环境的影响最大。该研究可为吐哈地区生态环境保护提供科学依据。

关键词：生态环境质量遥感生态指数 Google Earth Engine 主成分分析

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基于光谱处理方法的棉花叶绿素含量高光谱反演研究

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棉花学报 2024年第4期36卷 296-305页

作者：买买提·沙吾提李武耀崔锦涛郑植新疆大学地理与遥感科学学院/新疆绿洲生态重点实验室/智慧城市与环境建模自治区普通高校重点实验室乌鲁木齐830046 江苏省无锡市太湖格致中学江苏无锡214000 黑龙江工程学院哈尔滨150050

【目的】叶绿素含量可以用来评价棉花的长势情况,快速、准确和大面积监测棉花叶绿素含量,有助于实现精准农业。【方法】分别用0~2阶(步长为0.2)的分数阶微分处理和1~10尺度下的小波变换对田间测定的陆地棉和海岛棉等2种棉花的高光谱反... 详细信息

【目的】叶绿素含量可以用来评价棉花的长势情况,快速、准确和大面积监测棉花叶绿素含量,有助于实现精准农业。【方法】分别用0~2阶(步长为0.2)的分数阶微分处理和1~10尺度下的小波变换对田间测定的陆地棉和海岛棉等2种棉花的高光谱反射率进行处理,提高棉花叶绿素含量反演精度。通过分析不同处理方式的光谱与叶绿素含量之间的相关性,筛选得出敏感波段;并运用支持向量机回归和随机森林回归模型分别构建棉花叶绿素含量高光谱估算模型。【结果】(1)在全波段范围内,2种棉花325~1075 nm光谱反射率曲线整体变化趋势基本相同,其反射率均随着叶绿素含量的增加而增大。(2)经连续小波变换和分数阶微分变换后,2种棉花高光谱数据和叶绿素含量的相关性有所增强。使用随机森林回归和小波能量系数7对陆地棉叶绿素含量的反演效果最好,建模集决定系数(coefficient of determination,R^(2))为0.931,均方根误差(root mean square error,RMSE)为0.782,剩余预测偏差(residual prediction deviation,RPD)为2.162;使用随机森林回归和小波能量系数6对海岛棉叶绿素含量的反演效果最佳,建模集R^(2)为0.932,RMSE为1.198,RPD为2.687。【结论】本研究可为棉花叶绿素含量遥感估算提供技术参考。

关键词：陆地棉长绒棉叶绿素含量冠层高光谱连续小波变换分数阶微分

2000—2018年新疆阿克苏地区防风固沙服务功能时空变化特征

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中南农业科技 2024年第1期45卷 108-115页

作者：潘婷婷张永福新疆大学地理与遥感科学学院乌鲁木齐830046 新疆大学智慧城市与环境建模普通高校重点实验室乌鲁木齐830046

土壤风蚀是干旱半干旱地区的主要生态问题,防风固沙功能评价作为定量评估区域土壤风蚀量的方法,是评估区域生态安全程度的重要指标。基于修正风蚀方程与GIS技术,分析2000—2018年新疆阿克苏地区防风固沙服务功能时空变化特征。结果表明,... 详细信息

土壤风蚀是干旱半干旱地区的主要生态问题,防风固沙功能评价作为定量评估区域土壤风蚀量的方法,是评估区域生态安全程度的重要指标。基于修正风蚀方程与GIS技术,分析2000—2018年新疆阿克苏地区防风固沙服务功能时空变化特征。结果表明,2000—2018年研究区土壤实际风蚀量整体呈增长趋势,2000年、2010年、2018年皆以轻度侵蚀、剧烈侵蚀为主,高值主要在南部,低值主要分布于塔克拉玛干沙漠北部;2000—2018年研究区单位面积防风固沙量和防风固沙总量呈增长趋势,防风固沙功能北部、南部较低,中部绿洲区较高。空间分布以低等级为主;研究区防风固沙主要受风速、土壤湿度、植被覆盖率、土地利用类型变化影响。

关键词：防风固沙服务功能土地利用修正风蚀模型(RWEQ) 时空分异新疆阿克苏地区

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