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基于GEE的干旱区县域生态环境质量时空变化及驱动力分析——以阿拉善左旗为例
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作者 李琪 党国锋 +2 位作者 鱼腾飞 张浪 陈薇宇 《干旱区研究》 北大核心 2025年第2期360-371,共12页
客观、准确、及时地评价生态环境质量时空变化及驱动力对生态环境保护方案与政策的制定具有重要意义。以阿拉善左旗为例,基于Google Earth Engine(GEE)平台构建了干旱区改进的遥感生态指数(Remote Sensingbased Ecological Index,RSEI)... 客观、准确、及时地评价生态环境质量时空变化及驱动力对生态环境保护方案与政策的制定具有重要意义。以阿拉善左旗为例,基于Google Earth Engine(GEE)平台构建了干旱区改进的遥感生态指数(Remote Sensingbased Ecological Index,RSEI),分析了近30 a(1991—2021年)RSEI的时空变化及其驱动力。结果表明:(1)近30 a阿拉善左旗RSEI呈波动上升趋势,其中2012年RSEI最大(0.360),2007年最小(0.264)。(2)近30 a阿拉善左旗生态环境改善区面积(RSEI>0.2,3.15%)大于退化区(RSEI<-0.2,2.48%),无变化区面积最大(-0.2<RSEI<0.2,94.37%)。RSEI较差的区域主要分布在裸地区域,而林地、草地、耕地、不透水面区域RSEI逐渐变好。(3)1991—2021年Glob⁃al Morans’I指数在0.600~0.650之间,表现出较高的聚集特征。(4)从线性混合效应模型的结果来看,引起RSEI变化的原因,人类活动占89%,气候变化占11%。综上所述,近30 a来阿拉善荒漠区生态环境质量整体逐步改善,腾格里沙漠北缘局部地区生态环境质量提升显著,人类活动尤其是飞播造林工程起到了关键作用。 展开更多
关键词 遥感生态指数 GEE 空间自相关 干旱区
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黑河下游胡杨林土壤碳空间分异特征及其影响因素
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作者 殷一丹 鱼腾飞 +2 位作者 韩拓 谭天逸 陈小玲 《干旱区地理》 北大核心 2025年第1期94-104,共11页
荒漠河岸林土壤碳的分布受到多重因素的影响。以黑河下游额济纳绿洲为研究区域,通过采集20个胡杨林样地0~100 cm土层土壤样品,研究了土壤有机碳(SOC)、土壤无机碳(SIC)的空间分异特征及其影响因素。结果表明:(1)0~100 cm SOC和SIC均值... 荒漠河岸林土壤碳的分布受到多重因素的影响。以黑河下游额济纳绿洲为研究区域,通过采集20个胡杨林样地0~100 cm土层土壤样品,研究了土壤有机碳(SOC)、土壤无机碳(SIC)的空间分异特征及其影响因素。结果表明:(1)0~100 cm SOC和SIC均值分别为2.90 g·kg^(-1)和10.79 g·kg^(-1),SIC为SOC的3.72倍。(2)垂直方向上SOC和SIC随土壤深度增加而减少,水平方向上从东河上段至下段SOC与SIC虽然均呈现减少趋势,但SIC总量仍大于SOC,说明SIC是干旱区内陆河下游土壤碳的主要赋存形式。(3)土壤理化性质对SOC的解释程度较高,而对SIC的解释程度较低。其中,土壤化学性质(EC、Na^(+)、SO_(4)^(2-)、Cl^(-)、Ca^(2+)、Mg^(2+)、K^(+))对SOC的影响程度最大。综上,黑河流域下游荒漠河岸林土壤碳库是以SIC为主,且在水平和垂直方向存在明显的空间分异,土壤理化性质对SOC和SIC空间分异的影响存在差异。其中,碱性阳离子是影响SOC的主要因素,而土壤砂粒含量和容重是影响SIC的主要因素。 展开更多
关键词 河岸胡杨林 土壤碳 分布特征 影响因素 黑河流域
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甘肃省黑河下游河水漫溢的时空演变及其影响因素
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作者 陈俊鹏 鱼腾飞 +3 位作者 王之君 殷一丹 陈小玲 王昱 《水资源与水工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第5期90-99,共10页
生态输水是干旱区内陆河流域退化生态系统恢复的主要措施,而流域下游的河水漫溢直接关系到绿洲的恢复成效。基于1987—2021年全球地表水体数据集,结合流域内自然环境和人类活动等数据,通过GEE平台构建的水体频率,即像素点在特定时间段... 生态输水是干旱区内陆河流域退化生态系统恢复的主要措施,而流域下游的河水漫溢直接关系到绿洲的恢复成效。基于1987—2021年全球地表水体数据集,结合流域内自然环境和人类活动等数据,通过GEE平台构建的水体频率,即像素点在特定时间段内观测到水体的次数与总观测次数的比率,分析了黑河下游生态输水前、后河水漫溢的时空演变及其影响因素。结果表明:分水前1987—2001年正义峡、哨马营和狼心山的年均径流量分别为8.86×10^(8)、5.28×10^(8)、4.27×10^(8)m^(3),分水后2002—2021年分别为11.99×10^(8)、8.12×10^(8)、6.70×10^(8)m^(3),狼心山-东居延海段的年均径流量(即绿洲可利用水资源量)为6.17×10^(8)m^(3),时间上主要集中在4—5和9—10月;分水后永久性水体面积逐渐增加且主要集中在东居延海,2004年后东居延海出现永久性水体,水体频率最高出现在哨马营-狼心山段河道两侧,其次是东居延海及其外围区域,东河、西河及西居延海水体频率相对较低;分水前河水漫溢主要是由自然水文过程引起的,同时也受到中游人类活动的较大影响,分水后河水漫溢与生态输水量呈显著正相关(P<0.01),下游年蒸发量和人类活动均与河水漫溢呈显著负相关(P<0.01)。建议兴建和修缮黑河下游水利设施,改善下游河水漫溢的时空分布不均性,保障下游生态系统的健康与安全。 展开更多
关键词 河水漫溢 Google Earth Engine 水体频率 生态分水 黑河下游
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近30年甘肃省主要湖泊面积变化及其影响因素分析 被引量:5
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作者 程玉菲 王军德 +1 位作者 鱼腾飞 李莉 《高原气象》 CSCD 北大核心 2023年第1期150-162,共13页
内陆湖泊是气候变化敏感的指示器,开展湖泊变化时空演变及成因分析,不仅对水资源利用与管理具有重要的科学价值,而且对于揭示区域气候变化,反映人类活动影响也具有十分重要的意义。本研究采用基于对象影像分析(Object-Based Image Analy... 内陆湖泊是气候变化敏感的指示器,开展湖泊变化时空演变及成因分析,不仅对水资源利用与管理具有重要的科学价值,而且对于揭示区域气候变化,反映人类活动影响也具有十分重要的意义。本研究采用基于对象影像分析(Object-Based Image Analysis,OBIA)的种子增长法,提取了甘肃省7个典型湖泊从1986-2017年的面积变化,尾闾型湖泊中,大苏干湖面积最大,1986-2017年面积均在60 km^(2)以上;青土湖面积最大达到20 km^(2)以上;小苏干湖面积维持在11~12 km^(2),变化相对稳定,干海子面积在2 km^(2)以下,波动较大。河源型湖泊中尕海面积在2.9~12.56 km^(2),面积波动较大,德勒诺尔和天池面积均在2 km^(2)以下,其中德勒诺尔面积波动较大,天池面积波动相对较小。依据湖泊面积的变化特征,通过聚类分析方法将甘肃省7个典型湖泊分成两类,第一类包括尕海、青土湖和大苏干湖,湖泊面积整体呈增加的趋势;第二类包括德勒诺尔、小苏干湖、天池和干海子,湖泊面积整体呈减小的趋势。通过相关分析可以看出,德勒诺尔、尕海、天池、青土湖和干海子的湖泊面积变化与部分气候因子呈现显著的相关关系,大苏干湖和小苏干湖的面积变化与气候因子具有一定的相关关系但并不显著。通过主成分分析可以得出,在各气候影响因子中,平均温度和相对湿度、降水量和ET0是湖泊面积变化的主要气候影响因子,平均温度和相对湿度是影响德勒诺尔湖泊面积变化的主要影响因子,ET0和平均温度是尕海面积变化的主要气候影响因子,相对湿度和降水量是天池面积变化主要气候影响因子。 展开更多
关键词 甘肃省 湖泊面积变化 种子增长法 影响因素
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黑河下游柽柳根系水力提升对林分蒸散的贡献 被引量:8
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作者 鱼腾飞 冯起 +2 位作者 司建华 张小由 赵春彦 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第18期6029-6037,共9页
准确量化植物根系水力提升(HL)及其生态-水文效应对于陆地生态系统水分循环和全球变化研究具有重要意义。基于2011—2012年黑河下游柽柳林地土壤含水量和涡度协方差观测资料,通过将土壤体积含水量分割为HL和水分损失量(WD),结合涡度协... 准确量化植物根系水力提升(HL)及其生态-水文效应对于陆地生态系统水分循环和全球变化研究具有重要意义。基于2011—2012年黑河下游柽柳林地土壤含水量和涡度协方差观测资料,通过将土壤体积含水量分割为HL和水分损失量(WD),结合涡度协方差测定的潜热通量计算的蒸散量(ET),首次定量黑河下游柽柳根系HL及其对ET的贡献。据估算,柽柳根系HL主要发生在20—60 cm深度,生长季HL大小在0—1.4 mm/d之间变化,平均为0.22 mm/d,WD在0—0.76 mm/d之间变化,平均为0.23 mm/d,HL与WD的年内变化存在同步性,且HL与WD处于正平衡状态,表明HL通过将深层吸收的土壤水或地下水释放在根系吸收层以供植物蒸腾消耗外,还有剩余水分留存在该层内。生长季ET在0.31—5.38 mm/d之间变化,平均为2.82mm/d,但值得注意的是,HL与ET的年内变化存在时间滞后性,HL在5月最高,但ET在7月最大。HL对ET的贡献率在0.06%—108.25%之间变化,平均为19.25%,比例高于100%的时段主要在生长初期,也就是说在蒸散最大的夏季,HL是相对较小的,其原因可能有2个:一是HL受到夏季深层土壤干化的抑制,二是HL受到夏季夜间蒸腾的抑制,究竟是何种原因还有待进一步研究。 展开更多
关键词 水力提升(HL) 蒸散(ET) 土壤含水量 涡动协方差 生态效应
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腾格里沙漠东北缘人工植被对土壤物理性质的影响 被引量:14
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作者 赵晨光 李慧瑛 +4 位作者 鱼腾飞 陈薇宇 谢宗才 张斌武 张军 《干旱区研究》 CSCD 北大核心 2022年第4期1112-1121,共10页
人工植被恢复是干旱、半干旱区荒漠化防治的重要措施之一,为阐明人工植被恢复对干旱沙区土壤物理性质的影响,以腾格里沙漠东北缘1984—2018年不同恢复年限的飞播植被群落为研究对象,分析人工植被恢复过程中土壤粒径组成、容重、含水量... 人工植被恢复是干旱、半干旱区荒漠化防治的重要措施之一,为阐明人工植被恢复对干旱沙区土壤物理性质的影响,以腾格里沙漠东北缘1984—2018年不同恢复年限的飞播植被群落为研究对象,分析人工植被恢复过程中土壤粒径组成、容重、含水量、饱和入渗率等物理性质的变化。结果表明:(1)随着植被恢复年限的增长,群落内土壤质地得到了有效改善,与对照组相比,飞播37 a后1 m深度内黏粒、粉粒和极细砂粒分别增加了0.2%、2.6%和7.6%;细砂粒减少了27.1%,粗砂粒和极粗砂粒分别增加了15.0%和0.5%。(2)随着植被恢复年限的增长,土壤质量含水量呈先减少后增加的趋势,且不同深度的变化存在垂向分异,37 a后深层土壤含水量减少0.7%,浅层土壤含水量增加0.6%;土壤干容重增加,饱和含水量和饱和入渗率下降。(3)土壤质量含水量、饱和含水量与干容重呈显著负相关,与饱和入渗率无显著关系,干容重与饱和入渗率呈显著负相关;除土壤质量含水量外,饱和含水量、干容重和饱和入渗率变化受土壤粒径组成变化的影响。综上所述,干旱沙区人工植被恢复对土壤物理改良具有积极作用,促进了土壤颗粒细化,增强了土壤的保水能力,提高了土壤水分的有效性。 展开更多
关键词 飞播 土壤质地 土壤理化性质 人工植被恢复 干旱区
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基于小波分析和灰色预测的莺落峡年径流量特征分析 被引量:3
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作者 李培都 司建华 +2 位作者 冯起 赵春彦 王春林 《水土保持通报》 CSCD 2017年第4期242-247,共6页
[目的]研究黑河莺落峡年径流量的变化规律及周期特征,为水量调配和水资源管理提供理论基础与科学依据。[方法]基于黑河莺落峡水文站1944—2014年径流量实测资料,采用Morlet小波分析、Mann-Kendall突变和灰色预测等方法分析了莺落峡流域... [目的]研究黑河莺落峡年径流量的变化规律及周期特征,为水量调配和水资源管理提供理论基础与科学依据。[方法]基于黑河莺落峡水文站1944—2014年径流量实测资料,采用Morlet小波分析、Mann-Kendall突变和灰色预测等方法分析了莺落峡流域径流变化趋势及其变化特征。[结果]莺落峡年径流量呈现微弱的增加趋势,年径流量距平百分率的倾向率为2.78%/10a。在莺落峡流域径流小波方差分析图中,有4个较为明显的峰值,它们依次对应的时间尺度为43,56,12和9a。43a时间尺度对应的最大峰是莺落峡流域年径流变化的第一主周期。根据年径流主周期的循环交替特征推测,在2020年左右莺落峡流域处于丰水时期,年径流量预测为1.843×109 m3。[结论]莺落峡年径流量周期变化特征明显,径流量呈增加趋势。 展开更多
关键词 莺落峡 年径流量 小波分析 灰色预测
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基于无人机激光雷达的额济纳绿洲植被覆盖度监测及变化分析
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作者 张浪 党国锋 +3 位作者 鱼腾飞 韩拓 殷一丹 陈勇 《中国沙漠》 CSCD 北大核心 2024年第5期170-181,共12页
植被覆盖度是表征植被生长状况和生态系统变化的重要参数。为科学评估黑河生态输水工程的恢复成效,以额济纳绿洲胡杨林为研究对象,应用无人机挂载激光雷达系统同时获取超高分辨率(GSD<0.7 cm)可见光照片和超高密度激光雷达点云(3000... 植被覆盖度是表征植被生长状况和生态系统变化的重要参数。为科学评估黑河生态输水工程的恢复成效,以额济纳绿洲胡杨林为研究对象,应用无人机挂载激光雷达系统同时获取超高分辨率(GSD<0.7 cm)可见光照片和超高密度激光雷达点云(3000点·m^(-2)),计算样地植被覆盖度,并与目视解译结果交互验证,据此建立植被覆盖度与植被指数的关系,以反演1986—2023年额济纳绿洲植被覆盖度变化。结果表明:(1)利用雷达点云数据计算的植被覆盖度与目视解译结果较为一致,R^(2)=0.89,RMSE为0.07。相较于遥感的像元二分法,R^(2)增加了0.36,RMSE降低了0.03,说明利用雷达点云可以准确地计算样地植被覆盖度;(2)研究区样地尺度植被覆盖度为0.11~0.60,平均值为0.34;基于激光雷达点云建立的植被覆盖度(y)与改进型土壤调节植被指数(x)最优模型为:y=2.53x-0.07(R^(2)=0.68,RMSE=0.12);(3)据此模型反演的1986—2000年额济纳绿洲植被覆盖度呈波动趋势,2001—2012年呈上升趋势,年增长率为0.31%,2013—2023年上升略有减缓,年增长率为0.19%。Theil-Sen Median趋势分析和M-K检验显示,生态输水工程实施后,植被覆盖由退化趋势逆转为改善趋势,表明黑河生态输水工程成效显著。 展开更多
关键词 遥感 无人机激光雷达 植被覆盖度 额济纳绿洲 生态输水
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