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  • 【期刊】 三江源生态保护和建设一期工程生态成效评估

    刊名:地理学报 作者:刘纪远 ; 邵全琴 ; 樊江文 ; 黄麟 ; 曹巍 ; 徐新良 ; 葛劲松 ; 吴丹 ; 李志强 ; 巩国丽 ; 聂学敏 ; 贺添 ; 王立亚 ; 邴龙飞 ; 李其江 ; 陈卓奇 ; 张更权 ; 张良侠 ; 杨永顺 ; 杨帆 ; 周万福 ; 刘璐璐 ; 祁永刚 ; 赵国松 ; 李愈哲 关键词:三江源区 ; 生态保护和建设工程 ; 生态监测与评估 ; 生态成效 机构:中国科学院地理科学与资源研究所 ; 中国科学院地理科学与资源研究所 ; 青海省生态环境遥感监测中心 ; 环境保护部南京环境科学研究所 ; 山西省环境规划院 ; 青海省草原总站 ; 中国科学院沈阳应用生态研究所 ; 青海省水文水资源勘测局 ; 北京师范大学 ; 青海省林业调查规划院 ; 南京信息工程大学 ; 青海省环境监测中心站 ; 青海省气象科学研究所 ; 青海省水土保持局 年份:2016
    摘要:基于生态系统结构—服务动态过程趋势分析,针对生态保护与建设工程预期目标,构建了由生态系统结构、质量、服务及其变化因素构成的生态成效评估指标体系,研究发展野外观测、遥感监测和生态过程定量模拟一体化的监测评估技术体系,评估了三江源生态保护和建设一期工程的生态成效。结果表明:工程实施8年以来,三江源区宏观生态状况趋好但尚未达到1970s比较好的生态状况,草地持续退化趋势得到初步遏制但难以达到预期"草地植被盖度提高平均20%~40%"的目标,水体与湿地生态系统整体有所恢复,生态系统水源涵养和流域水供给能力提高,区域水源涵养量达到了增加13.20亿m3目标;重点工程区内生态恢复程度好于非工程区,除了气候影响以外,工程的实施对促进植被恢复具有明显而积极的作用;然而,草地退化局面没有获得根本性扭转,工程实施尚未遏制土壤水蚀增加趋势,一期工程局部性和初步性特点突显出三江源区生态保护任务的长期性和艰巨性。
  • 【期刊】 三江源地区林草生态系统水源涵养服务评估

    刊名:《水土保持通报》 作者:刘纪远 ; 吴丹 ; 邵全琴 ; 曹巍 关键词:生态系统服务 ; 水源涵养量 ; 降水贮存量法 ; 三江源地区 机构:环境保护部南京环境科学研究所 ; 环境保护部南京环境科学研究所 ; 中国科学院地理科学与资源研究所陆地表层格局与模拟院重点实验室 年份:2016
    摘要:[目的]分析青海省三江源地区生态工程实施前后生态系统水源涵养服务的变化情况,客观评估生态工程的效果。[方法]采用降水贮存量法估算三江源地区林草生态系统的水源涵养量。[结果]1997—2012年三江源地区林草生态系统水源涵养服务在波动中有所提升,平均水源涵养量为1.54×1010m3/a,单位面积水源涵养量为430.67m3/hm2。三江源生态保护与建设工程实施后(2005—2012年)林草生态系统年平均水源涵养量比前期(1997—2004年)增加了15.60%。从空间格局而言,三江源地区林草生态系统涵养水源能力自东南向西北逐渐递减。单位面积水源涵养量澜沧江流域最高,其次为黄河流域,长江流域最低。真实气候条件和平均气候状况下,生态工程实施后的区域林草生态系统水源涵养量均比前期高。前期主要受到区域气候变化的影响,后期则叠加了生态工程的驱动作用。两种情况下,生态工程实施后三江源地区林草生态系统水源涵养量的线性变化趋势分别为1.94×10^9和4.64×10^8 m3/10a。[结论]生态工程对三江源地区水源涵养服务提升的贡献率约为23.98%。
  • 【期刊】 京津唐城市群土地利用变化的区域增温效应模拟

    刊名:生态学报 作者:刘纪远 ; 崔耀平 ; 张学珍 ; 秦耀辰 ; 董金玮 关键词:LUCC ; 城市热岛 ; 气候变化 ; WRF/UCM ; 城市扩展 机构:河南大学环境与规划学院 ; 河南大学环境与规划学院 ; 中国科学院地理科学与资源研究所 ; 俄克拉荷马大学微生物和植物生物学系空间分析中心 年份:2015
    摘要:土地利用变化与大气相互作用,影响区域气候,而城市及其周边地区受人类活动影响很大,成为土地利用变化最为强烈的区域。利用耦合了城市冠层模型的中尺度大气模式(WRF/UCM),在2008年的初始大气条件和边界条件下,用20世纪70年代后期和2008年两期京津唐地区土地利用资料替换WRF/UCM模式推荐的地表覆盖数据,模拟分析不同土地利用类型及其变化对应的气候差异情况。在此过程中,利用插值方法(ANUSPLIN)得到京津唐及其周边26个气象站点观测气温的插值数据,并以此在时空尺度上对比验证了模式的模拟结果。结果表明:WRF/UCM较好地模拟出了近地表2 m的气温,无论在空间上还是在时间上都表现良好;由城市扩展主导的土地利用变化导致研究区大部分区域的增温幅度大于0.05℃,且最大的增温区域出现在城市扩展区,可达1.31℃。此外本研究初步探讨了土地利用变化的增温贡献率,结果显示研究区土地利用变化导致增温0.08℃,整体贡献率为9.88%,城市扩展区增温0.29℃,表示出了城市扩展导致的增温贡献率达到32.75%。
  • 【期刊】 大尺度土地利用变化对全球气候的影响

    刊名:中国基础科学 作者:刘纪远 ; 邵全琴 ; 黄麟 关键词:土地利用变化 ; 气候效应 ; 生态效应 ; 国别对比 机构:中国科学院地理科学与资源研究所 ; 中国科学院地理科学与资源研究所 年份:2015
    摘要:全球变化研究国家重大科学研究计划"大尺度土地利用变化对全球气候的影响"项目集中了国内外土地利用、气候、生态等领域的高水平研究机构,从"全球视角"出发,通过国际对比揭示与评估局地、区域和全球尺度土地利用/土地覆盖变化(Land-Use and Land-Cover Change,LUCC)过程对气候变化与生态系统的影响,不仅可以为全球变化与地球系统模式研究提供理论基础,而且对于科学调控人类土地利用行为,缓减与适应全球气候变化具有重要意义。本文简要介绍了该项目近5年取得的重要研究成果。
  • 【期刊】 基于MODIS数据的中国耕地高中低产田空间分布格局

    刊名:地理学报 作者:刘纪远 ; 冀咏赞 ; 闫慧敏 ; 匡文慧 ; 胡云锋 关键词:粮食安全 ; 光能利用率模型 ; 农田生产力 ; 高中低产田 机构:中国科学院地理科学与资源研究所 ; 中国科学院地理科学与资源研究所 ; 中国科学院大学 年份:2015
    摘要:人口的持续增长和食物消费水平的快速提升使得中国粮食自给问题越发受到关注。后备土地资源补给能力的不足和城市化过程对优质耕地的占用使得耕地资源"开源"和"节流"均存在一定困难,因此,提高耕地资源利用效率、提升耕地生产能力成为当前中国农业发展的根本策略,清晰地掌握全国高中低产田在空间上的分布区域成为国家中低产田改造与高标准农田建设规划的必要前提。本研究应用空间分辨率500 m的MODIS遥感数据和光能利用率模型,在空间上清晰地估算现实农田生产力的基础上,结合高分辨率的耕地分布数据和耕作制度区划信息,探索新的高中低产田划分方法,掌握中国高中低产田的空间分布格局。该方法既能够体现耕地资源条件的区域分异规律,也能表达耕地现实生产能力的空间差异性,并且有效克服了利用统计数据进行高中低产田划分时以县为统计单元导致的县内高中低产田格局不明确的问题。基于该方法划分的高中低产田分别占全国耕地面积的20.66%、39.56%以及39.78%。其中,低产田约有3/4分布于丘陵山地区;高产田则53%分布于平原区。高产田面积最大的五个省均位于黄淮海区域内,其面积总和占全国高产田面积的41.75%。耕地面积位列全国前三的黑龙江省、四川省和内蒙古自治区其高产田面积占比均不足15%。
  • 【期刊】 土地利用变化影响气候变化的生物地球物理机制

    刊名:自然杂志 作者:刘纪远 ; 邵全琴 ; 延晓冬 ; 樊江文 ; 战金艳 ; 邓祥征 ; 匡文慧 ; 黄麟 关键词:土地利用变化 ; 生物物理效应 ; 辐射能量平衡 ; 气候变化 ; 国别对比 机构:中国科学院地理科学与资源研究所 ; 中国科学院地理科学与资源研究所 ; 中国科学院大气物理研究所 ; 北京师范大学环境学院 年份:2014
    摘要:重点介绍国家重点基础研究发展计划(973计划)全球变化研究专项"大尺度土地利用变化对全球气候的影响"项目执行三年多以来,集中在土地利用与土地覆盖变化(LUCC)对气候变化影响的生物地球物理机制方面的研究成果,包括对不同区域大尺度LUCC过程规律的对比、LUCC对气候影响的生物地球物理机制、多时空尺度LUCC气候效应的模式模拟、LUCC气候效应的未来情景分析,以及后续研究计划。
  • 【期刊】 1990-2010年中国耕地变化对粮食生产潜力的影响

    刊名:地理学报 作者:刘纪远 ; 刘洛 ; 徐新良 ; 陈曦 ; 宁佳 关键词:耕地 ; 粮食生产潜力 ; GAEZ模型 ; 中国 机构:中国科学院新疆生态与地理研究所 ; 中国科学院新疆生态与地理研究所 ; 荒漠与绿洲生态国家重点实验室 ; 中国科学院地理科学与资源研究所 ; 资源与环境信息系统国家重点实验室 ; 中国科学院大学 年份:2014
    摘要:1990年以来,在国家生态环境保护工程实施、经济快速增长等因素的影响下,中国耕地数量与空间格局发生了巨大变化,对粮食生产潜力造成了巨大影响。本文采用GAEZ模型,结合中国气象、地形、土壤等因素,定量分析了中国耕地粮食生产潜力空间特征以及1990-2010年中国耕地变化对粮食生产潜力的影响。主要结论如下:1 2010年全国耕地粮食生产潜力总量为10.55亿t,全国耕地平均粮食生产潜力为7614 kg/hm2。中国耕地粮食生产潜力存在显著的空间差异,总体表现为东部高而西北部较低的趋势,并且高值区主要分布在长江中下游地区和华南区。2 1990-2010年的20年间,中国耕地粮食生产潜力变化表现出明显的时空差异,总体呈现南减北增、总量减少的基本特征。新增耕地粮食生产潜力的重心逐步由东北向西北转移。耕地粮食生产潜力总量净减少297万t,占2010年全国实际粮食总产量的0.29%。3在1990-2000年与2000-2010年两个时期,耕地变化对耕地粮食生产潜力影响差异明显。前10年,耕地粮食生产潜力总量净增加1011万t,主要集中在东北平原区和北方干旱半干旱区;后10年,耕地粮食生产潜力总量净减少1308万t,主要集中在长江中下游地区和黄淮海平原区。从总体看,近20年来耕地粮食生产潜力总量增加主要是由林、草地和未利用土地开垦所导致,而耕地粮食生产潜力总量减少主要是由城市扩展和退耕还林还草所导致。
  • 【期刊】 城市化和退耕还林草对中国耕地生产力的影响

    刊名:地理学报 作者:刘纪远 ; 闫慧敏 ; 黄河清 ; 董金玮 ; 徐新良 ; 王军邦 关键词:土地利用变化 ; 农田生产力 ; 遥感 ; 光能利用率模型 机构:中国科学院地理科学与资源研究所 ; 中国科学院地理科学与资源研究所 年份:2012
    摘要:20世纪90年代以来的快速城市化进程和1999年开始启动的退耕还林草生态工程对耕地的分布与生产能力产生了重要影响。本研究应用由TM遥感影像获取的1980s-2000年与2000-2005年两个时间段耕地变化数据,结合以多时相遥感数据为主要数据源的耕地生产力光能利用率遥感模型估算两个研究时段耕地生产力变化特征,比较城市化与退耕还林草政策主导下两个时期耕地转移对各区域耕地生产力的影响。研究结果表明:两个研究时段因城市占用损失的耕地生产力占土地利用变化(LUCC)导致的耕地生产力减少总量比例均在60%以上。在20世纪90年代,全国新增耕地生产力总量比被占用耕地生产力高87%,耕地转移使中国耕地生产力增加。2000-2005年间,退耕还林草政策的启动和快速城市化进程对耕地的持续占用导致耕地生产力占补正平衡指数由前一时段的正平衡变为负平衡,转出耕地生产力总量比新增耕地生产力高31%,耕地转为林草地和建设占用损失的耕地生产力分别较前一时段提高57%和85%。城市化与退耕还林草政策等驱动因素作用下耕地开垦区与占用区的空间分布差异使得耕地生产力占补平衡状态和趋势呈现明显的区域分异。
  • 【期刊】 三江源区不同退化程度的高寒草甸光谱特征分析

    刊名:地球信息科学学报 作者:刘纪远 ; 喻小勇 ; 邵全琴 ; 胡卓玮 关键词:高寒草甸 ; 草地退化 ; 植被光谱 ; 光谱特征分析 机构:首都师范大学资源环境与旅游学院 ; 首都师范大学资源环境与旅游学院 ; 中国科学院地理科学与资源研究所 年份:2012
    摘要:青海三江源区是长江、黄河、澜沧江3大河流的发源地。草地是该区域的主体生态系统,高寒草甸是其主要类型。近30年来,三江源地区草地发生了大面积的退化,不同退化程度的高寒草甸光谱特征是高寒草甸遥感分类和退化监测的重要依据。2009年8月作者在青海省三江源区对高山嵩草、矮嵩草和藏嵩草3种未退化高寒草甸,以及4种不同退化程度的高山嵩草草甸,进行了地面光谱测量和草地样方调查。同时对实测光谱曲线进行了比较,提取和分析了它们在557nm、675nm和760nm处反射率,以及"红边"斜率。结果表明,3种高寒草甸的光谱曲线,以及4种退化程度高寒草甸和未退化高寒草甸的光谱曲线在557nm处的反射率差异较小,在675nm和760nm处的反射率及"红边"斜率存在明显差异,能有效区分高寒草甸,可为高寒草甸遥感自动分类和退化监测提供依据。不同退化程度的高寒草甸地上生物量与其光谱曲线的"红边"斜率和归一化植被指数(NDVI)线性拟合的确定系数分别为0.93和0.87,其相关性较好,可用于高寒草甸地上生物量的估算。本文提取的光谱反射率的"红边"斜率不仅能有效区分3种典型高寒草甸和不同退化程度的高寒草甸,且与高寒草甸地上生物量的关系优于NDVI,对高寒草甸识别分类,退化监测和生物量估算有重要意义。
  • 【期刊】 不同土地覆盖类型上植被生长的最适温度

    刊名:地球信息科学学报 作者:刘纪远 ; 刘正佳 ; 邵全琴 关键词:生态模型 ; MODIS ; NDVI ; 最适温度 ; 植被类型 机构:中国科学院地理科学与资源研究所 ; 中国科学院地理科学与资源研究所 ; 中国科学院大学 年份:2014
    摘要:生态过程模型已成为探测陆地植被对气候变化响应的重要手段之一,最适温度作为模型模拟过程中的一个重要参数,其准确性对模型模拟结果有重要影响。本研究以2001-2010年MODIS-NDVI、2001-2010年气象台站温度数据,以及2000年土地覆盖数据,结合前人研究的成果,将最适温度定义为适宜植物生长温度上下限之间所有月均温度的均值,并从植被类型角度出发,探讨不同植物生长的最适温度,以期为生态过程模型的改进提供参数优化方案。研究表明,不同植被类型植被生长的最适温度存在较大差异。常绿针叶林、常绿阔叶林、落叶针叶林、落叶阔叶林、混交林、灌丛、草地、农田和建设用地的最适温度,依次为22.4℃、23.4℃、14.1℃、19.5℃、20.7℃、22.6℃、15.4℃、24.8℃和25.6℃。
  • 【期刊】 近30年来中国陆地蒸散量和土壤水分变化特征分析

    刊名:地球信息科学学报 作者:刘纪远 ; 邴龙飞 ; 苏红波 ; 邵全琴 关键词:蒸散 ; 土壤含水量 ; 植被覆盖度 ; NOAH ; 陆面模式 ; LUCC 机构:中国科学院地理科学与资源研究所 ; 中国科学院地理科学与资源研究所 ; 中国科学院研究生院 年份:2012
    摘要:对NOAH陆面模式模拟的近30年中国陆地蒸散量和土壤含水量,按照6大片区和5种生态系统类型进行了统计分析。讨论全国以及各大区不同生态系统类型蒸散和土壤含水量的变化,研究不同类型蒸散和土壤含水量的关系。中国陆地蒸散量总体呈增加的趋势,年内蒸散量最大的月份是7月,年末和年初蒸散量较小。而我国中南、西南、华东、东北和西北蒸散量变化趋势和全国的总趋势一致,呈增加的趋势。华北地区蒸散量近30年来总体趋势是下降的,华北蒸散量最大的年份是上世纪90年代。在所有生态系统类型中,林地蒸散最大的有东北、华东、西南和中南4区;而华北和西北草地在各类型中蒸散量所占比例最高。6大片区对比,林地蒸散水量最大的地区是西南和中南,最小的西北;草地蒸散水量最大的地区是西南,最小的是东北区;农田蒸散水量最高的是华东,最低的是西北;荒漠蒸散量最大的片区是西北;湿地蒸散最大的是东北。80年代以来,全国土壤含水量总体呈下降的趋势。从各片区的情况看,仅西北地区稍有增加,其余5区土壤含水量皆是下降的。植被覆盖度和土壤水分是影响蒸散量最重要的因子,在植被覆盖较差时,土壤水分和蒸散量相关性较好。
  • 【期刊】 国家尺度土地利用/覆被变化遥感监测方法

    刊名:安徽农业科学 作者:刘纪远 ; 徐新良 ; 庄大方 关键词:国家尺度 ; 土地利用/覆被变化 ; 遥感监测 机构:中国科学院地理科学与资源研究所 ; 中国科学院地理科学与资源研究所 年份:2012
    摘要:以中国科学院国家资源环境数据平台土地利用/覆被专题数据库的建设为背景,总结了国家尺度土地利用/覆被变化涉及的主要遥感监测技术和方法,包括基于遥感监测的土地利用/覆被分类系统、遥感信息源、土地利用/土地覆盖信息提取方法、土地利用分类1 km栅格成分数据构建技术以及土地利用分类面积汇总技术,并在此基础上分析了国家尺度土地利用/土地覆盖专题空间数据库应用现状和未来发展前景。