王子玉
, 许端阳, 丁雪
WANG Ziyu, XU Duanyang, DING Xue
通讯作者:
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作者简介:
作者简介：王子玉(1993-),女,山西太原人,硕士研究生,主要研究方向为森林资源监测与评价,E-mail: wangzy9319@163.com。
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摘要
基于GIMMS NDVI以及MODIS NDVI数据,分析内蒙古地区1981-2010年的植被变化趋势,并结合气候、社会经济数据,以旗县为单位定量分析气候变化和人类活动对植被变化的影响,结果表明：①1981-2010年间,内蒙古地区植被变化具有典型的空间异质性,其中植被显著增加区域主要集中在西南部的阿拉善盟、鄂尔多斯市以及东部通辽市等地区,显著减少区域主要集中在北部的锡林郭勒盟以及东北部的呼伦贝尔市的部分地区;②对于植被显著增加区域,人类活动作用的影响面积最大,其次为气候因素,气候与人类活动的耦合作用也对植被增加有一定显著影响;内蒙古西部降雨量的增加、围封禁牧政策的实施以及农作物播种面积的增加为驱动植被增加的主要因素;③对于植被显著减少区域,人类活动的作用略大于气候因素;内蒙古中东部地区降雨减少以及近10年来部分旗县风速的增加是导致植被显著减少的重要气候因素;虽然人工造林、农作物播种面积会增加局部植被盖度,但在县域尺度不足以抵消干旱对植被生长的不利影响,反而会导致区域植被退化。
关键词：
Abstract
This study constructed growing season NDVI in 1981-2010 based on GIMMS NDVI and MODIS NDVI data in Inner Mongolia. The characteristics of NDVI change were analyzed and natural and human influencing factors were investigated in each county (banner) by trend analysis and multiple regression analysis. The results indicate that NDVI changes in Inner Mongolia showed great heterogeneity. The regions that experienced significantly increased vegetation cover were mainly distributed in Erdos City and Alashan Prefecture in southwestern and Tongliao City in eastern Inner Mongolia, and the regions that experienced significantly decreased vegetation cover were in HulunBuir and Xilinguole Prefectures in northern Inner Mongolia. For the increased vegetation cover regions, human activities were the dominant factor, and climate change played the second role; the coupling of climate change and human activities also had certain impact on the vegetation increase. The increase of the rainfall, implementation of banned grazing policies and increase of cropping area were the main factors driving the increase of vegetation. However, for the decreased vegetation cover regions, the role of human activities was slightly greater than that of climate change. The reduction of rainfall in the central and eastern Inner Mongolia and the raise of wind speed in some counties in nearly 10 years were the main climatic factors driving the significant decrease of vegetation. Although afforestation and the increase of cropping area might lead to the increase of vegetation cover at local scale, it was not enough to counteract the adverse effects of drought on vegetation growth at county scale; nevertheless, it might lead to regional vegetation degradation.
Keywords：
内蒙古自治区不仅是中国重要的畜牧业生产基地,也是北方重要的生态屏障,在保障国家畜牧业安全与生态安全方面具有重要战略地位。同时,内蒙古自治区也是全球变化最为敏感的区域之一,属于干旱、半干旱气候向东南沿海湿润、半湿润季风气候的过渡带以及农、牧业生产的过渡带,干旱多风的自然环境以及长期过度放牧使得其土地退化问题十分严重(孙根年等, 2008)。近年来,随着中国北方地区温度的普遍升高,退耕还林(草)、围封禁牧等生态工程与政策的实施,以及能矿资源开采、城市扩张等多元化人类活动的加剧,该地区生态环境更加复杂、多样。植被变化是生态环境变化的直接结果,在很大程度上反映了区域的环境状况(陈效逑等, 2009)。因此,定量研究区域植被变化及驱动机制,可为科学认识气候变化和人类活动的作用规律,并为区域生态建设以及政策制定提供依据。
遥感数据覆盖面积广、时相分辨率高的特点使过去难以实现的长时间序列、大区域的植被监测成为可能,特别是NOAA/AVHRR、SPOT、MODIS-NDVI数据提高了全球及区域尺度长时间序列植被变化研究的可靠性(王娟等, 2012)。围绕内蒙古植被变化,学者们开展了一系列相关研究。在植被覆盖时空变化特征分析方面,主要基于MODIS-NDVI、MODIS/EVI遥感数据反演植被覆盖度的空间格局以及动态变化,分析其变化规律。如包刚等(2013)的研究发现,1982-2006年间内蒙古NDVI呈显著增加的地区主要集中在南部农牧交错带、河套灌溉区、浑善达克沙地和科尔沁沙地等地区;从不同植被类型区的NDVI平均值来看,2002-2006年草地NDVI值波动最大,其次为林地、耕地和沙地(李慧静等, 2009)。此外,也有研究表明内蒙古西部高原植被退化面积大于改善面积(范瑛等, 2014)。
在植被变化的驱动因子方面,研究人员也进行了大量研究,主要关注的是气候因子与植被变化的关系。孙艳玲等(2010)、穆少杰等(2012)的研究表明,在年际水平上,植被与降水有很好的相关性,受降水影响较大;在月际水平上,降雨量和温度对NDVI都有影响。而Mao等(2012)的研究表明,大部分情况下植被变化与温度比与降雨的相关性更强。除气候因子外,人类活动对植被变化也有很大的影响。如有研究表明,在2000-2010年间,农业劳动力对植被变化的影响已经超过了气候等自然因素,农业劳动力的迁出对植被变化的提高有显著促进作用(李仕冀等, 2015)。此外,在年均温与年降水均无显著变化的背景下,植被的显著变化主要受人为因素的影响(李晓光, 2014);也有一些研究表明,城镇化、人工造林等人类活动是导致具有相似气候条件地区植被时间序列变化趋势产生一定区域差异的原因(周锡饮等, 2014)。
然而,大部分关于内蒙古地区植被变化的研究,往往忽略了驱动因子作用空间差异的分析。此外,由于缺乏县市一级的详细数据,人类活动对植被变化的影响未能进行深入分析。因此,本文以内蒙古地区为研究区域,基于栅格尺度,分析1981-2010年内蒙古植被变化,识别出NDVI显著变化的区域;基于旗县的统计数据,分析气候、人类活动因素对内蒙古植被变化的驱动机制,进而解释内蒙古地区植被变化过程。
内蒙古自治区(37°24′~53°23′N,97°12′~126°04′E)地处我国北部边疆(图1),总人口2504.8万,总面积118.3万km2,为中国第三大省区。气候以温带大陆性季风气候为主,年平均气温为0~8℃,年总降水量50~450 mm,东西差异显著,东北降水多,向西部递减,蒸发量大部分地区都高于1200 mm。本区跨越经纬度比较大,受降雨和温度等气候条件的综合影响,植被类型丰富,从东到西依次为山地针叶林和阔叶林、森林草原、温带草原、荒漠草原和荒漠。土壤类型以栗钙土、棕壤和风沙土为主。内蒙古畜牧业发达,草原畜牧业占全区土地面积52%以上,在干旱多风沙的自然环境和长期过度放牧等人类活动影响下,本区土地退化较为严重,植被覆盖度低。
本文所使用的数据主要包括遥感影像、气候、土壤、植被以及社会经济统计数据等。NDVI数据中,1981-2006年为8 km分辨率的GIMMS NDVI数据,来源于美国航空航天局(National Aeronautics and Space Administration, NASA)全球监测与模型研究组(Global Inventor Modeling and Mapping Studies, GIMMS)发布的16天最大值合成数据;2007-2010年为1 km分辨率的MODIS NDVI数据。为构建1981-2010年均一化的NDVI时间序列,以1981-2006年GIMMS NDVI数据为基础,在对两组数据进行月最大值合成(MODIS NDVI数据重采样为8 km)的基础上,以2001-2006年两组数据的重叠部分为样本建立月尺度上两者的回归关系,对2007-2010年MODIS NDVI数据进行转换。
1981-2010年研究区内的月平均降雨、温度、日照时数、风速等气候要素数据来源于国家气象信息中心。人口、GDP、农作物播种面积等社会经济数据来源于内蒙古各年份统计年鉴,造林面积等数据来源于各年份相关中国林业统计年鉴。1:100万中国植被图来源于中国科学院资源环境数据中心,根据1:100万植被类型空间分布数据,确定内蒙古自治区的植被类型。为便于空间分析与对比,同时考虑到所有数据中最低的分辨率,将所有NDVI数据、降雨以及风速等气候数据统一重采样或转换为分辨率为8 km×8 km的空间数据。鉴于经济社会因素在县域水平的影响相对均一、稳定,以旗县为基本分析单元,按照驱动因素的县域均值进行分析。
2.3.1 植被年际变化趋势分析
以年度NDVI总和作为反映植被盖度与生产力的代用指标,并利用线性回归模型分析栅格尺度上的植被年际变化趋势。趋势线分析法能模拟每个栅格的变化趋势,反映不同时期植被变化趋势的空间特征。利用线性趋势方程以及最小二乘法,对内蒙古过去30年植被年际变化趋势进行分析;此外,通过t检验法(p<0.05)对植被变化趋势的显著性进行检验,确定植被发生显著变化的区域。
式中：
2.3.2 植被年际变化驱动因素的定量分析
植被变化作为表征生态环境变化的综合指示器,受温度、降水等气候因素以及城镇化率、人工造林等因素的共同影响。因此,考虑气候因素的空间变异性以及经济社会数据的可获取性,选择年均温度、年降雨、日照时数、平均风速作为反映气候变化的指标,选择城镇化率、农作物耕种面积、牲畜数量、人工造林面积作反映人类活动的指标;其中,牲畜数量以羊单位进行折算,大牲畜主要包括牛、马、驴等(按一头大牲畜等于五个羊单位换算)。在此基础上,针对各旗县植被显著增加和显著减少的区域,建立NDVI与气候及人类活动等因素的多元线性回归模型,其一般方程为：
式中：y表示各旗县植被显著增加和显著减少区域的NDVI均值;x1, x2, x3, …, xn分别表示温度、降雨、城镇化率等气候及人类活动因素;b1, b2, b3, …, bn分别表示不同驱动因素的回归系数;a为方程截距。
建立回归方程后,对方程进行显著性检验(p<0.05);并根据回归系数的显著性检验结果(p<0.05),判定气候、人类活动因素对各旗县植被显著增加和显著减少的的影响是否显著。
1981-2010年内蒙古NDVI变化趋势及显著性分析结果表明(图2),30年来该地区植被变化存在明显的空间差异。植被呈增加趋势的区域面积为556600 km2,其中显著增加的区域面积为251840 km2,占总增加面积的45.25%,主要分布在西部的阿拉善盟、鄂尔多斯市,东部的通辽市,以及东北部的呼伦贝尔市的北部等地区。不同植被类型变化方面,荒漠植被显著增加面积最大,为98432 km2,占显著增加区域面积的39.09%;草原植被显著增加区域面积为60608 km2;植被显著增加最少的类型为湿地,显著增加面积为4672 km2。植被呈减少趋势的区域面积为583900 km2,其中显著减少的区域面积为218750 km2,占总减少面积的37.46%,主要分布在北部锡林郭勒盟和东北部呼伦贝尔市,以及中西部的巴彦淖尔市、包头市等地区。对于不同植被类型而言,草原植被显著减少区域面积最大,为92864 km2,占显著减少区域面积的42.45%;森林植被显著减少面积为33728 km2;沙漠与草甸植被显著减少的面积相近,分别为27072 km2、26752 km2。
图2 内蒙古植被变化空间分布
Fig.2 Spatial distribution of vegetation coverage change in Inner Mongolia
1981-2010年间,内蒙古88个旗县中,49个旗县NDVI值呈显著增加趋势。驱动因素多元回归结果显示,46个旗县受气候及人类活动因素的显著影响,不同驱动因素作用的空间分布如图3所示。
图3 植被显著增加区域气候(a)和人类活动(b)驱动因素分布
Fig.3 Spatial distribution of climatic factors and human activities driving vegetation increase
气候因素对植被显著增加的影响面积为99200 km2,占全区植被显著增加区域面积的39.39%。根据每个植被显著增加旗县的驱动因子分析结果,可以看出存在明显的区域差异;部分植被显著增加的旗县只受降雨、风速、温度及日照的单独影响,也有一些旗县则受降雨、风速等因素的耦合作用。在不同气候因素中,降雨对植被变化影响最大,影响面积为41984 km2,占气候因素影响面积的42.32%,特别是内蒙古西部的阿拉善左旗、磴口县、准格尔旗等地最为集中,这主要与上述地区30年来降雨量增加以及区域内荒漠植被对降雨响应的高敏感性有关(孙杰, 2007);降雨与风速、温度耦合作用也是导致内蒙古植被增加的重要驱动因素,但在影响区域方面较为分散,主要集中在内蒙古东北部的鄂伦春自治旗,以及中南部的丰镇县、宁城县等地。风速、温度对内蒙古东南部地区的植被增加具有显著影响,如敖汉旗、库伦旗、突泉县以及扎贲特旗等地,影响面积分别为21888 km2和3072 km2;这主要归因于研究区30年来风速降低(图4a)及其导致的内蒙古东南部高植被覆盖地区土壤风蚀的减弱(花婷等, 2014; Lang et al, 2015),以及温度上升(图4b)对内蒙古东部突泉县等地植被低温胁迫的缓解。日照时数对内蒙古西南部的杭锦旗、林格尔县等有显著影响,影响面积为11968 km2;同时,日照时数与温度的耦合也对植被变化有一定影响,影响面积为3456 km2。
图4 1981-2010年内蒙古地区风速(a)以及温度(b)变化
Fig.4 Change of wind speed and temperature in Inner Mongolia, 1981-2010
人类活动因素对植被显著增加的影响面积为176640 km2,占全区植被显著增加区域面积的70.14%。其中,牲畜数量及其与其他因素的耦合作用对植被显著增加的影响最大,主要集中在内蒙古西部的额济纳旗、阿拉善右旗、杭锦旗等地,影响面积为83268 km2,占人类活动影响的植被显著增加区域面积的47.14%,这主要与内蒙古地区实施多年的围封禁牧政策有关;从空间范围来看,上述地区均为内蒙古的禁牧区,以杭锦旗为例,虽然该地区每年牲畜数量呈上升趋势,但牲畜数量的增加并没有加重对草地的压力并导致植被退化,而植被则在禁牧条件下逐步恢复(佟斯琴, 2015)。人工造林主要对内蒙古东北部的额尔古纳左旗、额尔古纳右旗、扎兰屯市等地植被显著增加有影响,影响面积为15744 km2。农作物播种面积对植被显著增加的影响较为分散,主要集中在内蒙古西部的阿拉善左旗、鄂托克旗以及内蒙古东部的科尔沁左翼后旗等地,影响面积为51264 km2。城镇化率对个别旗县植被显著增加有一定影响,如西南部的乌审旗、伊金霍洛旗等地,影响面积为18496 km2;主要归因于乡村人口减少或迁出在一定程度上缓解了生态系统的压力,使得植被覆盖状况有一定改善,这也与前人研究的结论较为一致(李仕冀等, 2015)。
在植被显著增加的区域,气候和人类活动共同影响的面积为61312 km2,占植被显著增加区域面积的24.35%,涉及18个旗县。与气候以及人类活动单独对植被显著增加的影响相比,两者的耦合影响相对较小,主要分布在内蒙古西部的杭锦旗、东胜市、准格尔旗等地区,主要表现为降雨与牲畜数量、农作物播种面积以及城镇化率的耦合作用,气候因素中的温度、日照时数与牲畜数量、农作物播种面积也有一定耦合作用。
1981-2010年间,内蒙古88个旗县中,30个旗县的NDVI值呈显著减少趋势,且均受气候及人类活动驱动因素的显著影响(图5)。
图5 植被显著减少区域气候(a)和人类活动(b)驱动因素分布
Fig.5 Spatial distribution of climatic factors and human activities driving vegetation decrease
气候因素对植被显著减少的影响面积为85632 km2,占全区植被显著减少区域面积的39.15%。在不同气候因素中,降雨和风速对植被显著减少的影响最为明显,主要集中在内蒙古中东部地区的克什克腾旗、西乌珠穆沁旗、阿鲁科尔沁旗、鄂温克族自治旗等,其影响面积分别为21824 km2和44800 km2。上述区域1981-2010年间降雨量下降趋势明显,其中阿鲁科尔沁旗降雨量30年来降低了147.08 mm,区域性的干旱加剧了植被退化风险;风速对植被显著减少的影响面积占气候因素影响总面积的52.32%,这些区域过去30年特别是近10年来风速的增加也是导致植被退化的重要原因,如西乌珠穆沁旗平均风速在2000-2010年间增加了0.66 m/s。日照时数以及温度对植被减少的影响整体不显著,仅体现在少数地区,如日照时数对东部的莫力达瓦达斡尔族自治旗以及牙克石市有显著影响,影响面积为18048 km2,而东南部的多伦县则受到温度、降雨以及日照时数的共同影响。
人类活动因素对植被显著减少的影响面积为110464 km2,占全区植被显著减少区域面积的50.5%。人工造林、农作物播种面积对植被显著减少的影响最大;其中,人工造林主要对内蒙古东部的新巴尔虎左旗、新巴尔虎右旗、西乌珠穆沁旗等地植被显著减少有影响,影响面积为41920 km2,占受人类活动影响而植被显著减少区域的37.95%;农作物播种面积影响的植被显著减少区域主要集中在内蒙古东北部的科尔沁右翼前旗、科尔沁右翼中旗、陈巴尔虎旗等地,影响面积为36224 km2;农作物播种面积以及人工造林对植被变化的耦合影响主要集中在莫力达瓦翰尔族自治旗与阿荣旗,影响面积为11712 km2。尽管人工造林、农作物播种会增加上述旗县局部地区植被覆盖度,但在县域尺度上未能抵消干旱对植被生长的不利影响,而且还存在过度消耗地下水的风险,特别是在区域性干旱背景下尤为突出(Cao et al, 2016);以西乌珠穆沁旗为例,虽然该地区人工造林面积呈增加趋势,但区域NDVI却逐渐下降(图6b)。此外,牲畜数量以及城镇化率对植被显著减少影响较小,其中牲畜数量对东部的海拉尔区、满洲里等地区有显著影响,这主要与上述地区植被条件相对较好且并未全面实施禁牧政策有关;城镇化率对内蒙古中部的武川县有显著影响。
图6 1985-2010年杭锦旗牲畜数量(a)与西乌珠穆沁旗人工造林(b)变化
Fig.6 Changes in the number of livestock in Hangjin Banner and afforestation in West Wuzhumuqin Banner, 1985-2010
在植被显著减少的区域,气候和人类活动共同影响的面积为65600 km2,占植被显著减少区域面积的29.99%,主要分布在东北部的鄂温克族自治旗、牙克石市以及乌拉特中旗等10个旗县,具体表现为降雨与农作物播种面积、牲畜数量、人工造林的耦合作用,以及风速与人类活动的耦合作用。气候因素中日照、温度与人类活动耦合作用不显著。
区域植被动态变化及其驱动机制分析一直是全球变化科学研究以及生态文明建设关注的核心问题,其中的关键在于选择合适的尺度并结合大量数据进行多维度的分析。本研究充分考虑气候及人类活动因素的空间变异性以及数据的可获取性,综合植被、气候栅格数据以及旗县社会经济数据,在县域尺度上探讨内蒙古地区植被变化及其驱动机制,并反映不同因素影响的空间差异,这相对于以往栅格尺度上的气候变化和人类活动整体性分析(Mu et al, 2013; Zhou et al, 2014)以及省域尺度的多因素分析能更好地解释植被变化的机制与空间差异(时忠杰等, 2011)。同时,在经典多元回归方法支撑下,分析结果也较为可靠,与前人在研究区内的研究结论也相对一致。例如,许旭等(2010)的研究表明内蒙古地区植被变化与降雨量有较强的相关关系;王娟等(2012)对磴口县植被变化的研究发现,该区域植被增加与区域草原开垦和持续植树种草、禁牧轮牧等防沙治沙等活动有关。
本文虽取得了一些结果,尚存在以下一些不足之处,需在今后的研究中进一步改进：一是受数据获取限制,选取的变量较少,今后需要引入更多变量,如体现该区水资源利用情况以及地下水动态变化等方面的数据;二是研究方法较为单一,今后需要进一步结合更多不同类型的研究方法,如多主体均衡模型、系统动力学模型等,建立耦合自然—人类活动因素的植被动态变化模型,进一步明确各驱动因素与植被变化的数量关系,更详细地刻画气候因素以及人类活动的影响机制;三是在植被建设与恢复工作中,还需进一步探讨旗县尺度上不同因素的影响及耦合特征,结合当地实际情况作进一步的深入调查研究。
本文基于栅格尺度,利用趋势分析等方法,分析了内蒙古地区1981-2010年间植被变化的空间分布及差异,并结合气候与社会经济数据,以旗县为单位定量分析了气候变化和人类活动对植被变化的影响。主要结论为：
(1) 1981-2010年间,内蒙古地区植被显著增加与显著减少的面积基本相当,但在气候变化和人类活动的作用下,植被变化具有典型的空间异质性。植被呈显著增加的区域主要分布在内蒙古西南部的荒漠和草原带以及东南地区的草原和森林带,包括阿拉善盟、鄂尔多斯市及通辽市等地区。植被显著减少的区域主要分布在内蒙古偏北部的草原和灌丛带以及北部地区的草原带,包括锡林郭勒盟、巴彦淖尔市等地区。
(2) 在植被显著增加的区域,降雨是影响植被显著增加的主要因素,占气候因素影响面积的42.32%,其影响范围主要集中在内蒙古西部地区;降雨、风速与温度的耦合对植被显著增加也有一定影响。牲畜数量及其与其他因素的耦合作用是影响植被显著增加的主要人类活动,占人类活动影响面积的47.14%,以内蒙古西部、西南部为主。
(3) 在植被显著减少的区域,风速是最主要的影响因素,占气候因素影响面积的52.32%,其影响范围主要分布在内蒙古中部及东北部一些旗县;此外,内蒙古东部地区降雨量减少及其引发的区域性干旱对植被减少也有显著影响。人类活动中,人工造林对植被显著减少的影响最大,占人类活动影响总面积的37.95%,主要分布在内蒙古东北部地区;尽管人工造林活动使得植被退化得到一定程度的缓解,但在上述地区并未能抵消干旱对植被生长的不利影响;农作物播种面积以及与城镇化率等的耦合作用也对植被显著减少有一定影响。
(4) 在植被发生显著变化的区域,人类活动的影响面积均大于气候因素,并且气候因素与人类活动的耦合作用都比较突出。在植被显著增加区域主要表现为降雨与农作物播种面积、牲畜数量的共同影响;在植被显著减少区域主要表现为降雨、风速与人工造林、农作物播种面积的共同影响。
The authors have declared that no competing interests exist.
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1982-2006年蒙古高原植被覆盖时空变化分析 [J].https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-694X.2013.00129 URL Magsci 摘要
<p>在利用HANTS方法对GIMMS NDVI数据进行时间序列平滑处理的基础上,对蒙古高原1982—2006年植被覆盖时空动态变化进行了分析。结果表明：蒙古高原植被覆盖年平均上升趋势为0.0004\5a-1,其中蒙古国的上升趋势（0.0005\5a-1）比中国内蒙古（0.0003\5a-1）更加显著,而内蒙古多年平均NDVI比蒙古国高0.0433;从不同类型植被NDVI变化趋势看,除森林和戈壁荒漠的NDVI变化趋势较平稳外,草地、农田和灌丛均呈显著的上升趋势;从空间分布趋势看,在过去的25年内植被覆盖呈增加趋势的地区主要分布在高原南部——内蒙古农牧交错区和蒙古国中、西和北部的山脉及其环抱的大湖盆地地区,而植被覆盖呈下降趋势的地区主要集中在高原中部的干旱地带和东部呼伦贝尔地区;从时间推移规律看,蒙古高原植被覆盖在4个不同研究时间段内（20世纪80年代、90年代、21世纪初和过去25年间）呈增加（包括显著增加）趋势的面积均大于呈下降趋势的面积,且其面积按20世纪80年代<90年代<21世纪初的顺序依次增加。</p>
Spatial-temporal changes of vegetation cover in Mongolian Plateau during 1982-2006 [J].https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-694X.2013.00129 URL Magsci 摘要
<p>在利用HANTS方法对GIMMS NDVI数据进行时间序列平滑处理的基础上,对蒙古高原1982—2006年植被覆盖时空动态变化进行了分析。结果表明：蒙古高原植被覆盖年平均上升趋势为0.0004\5a-1,其中蒙古国的上升趋势（0.0005\5a-1）比中国内蒙古（0.0003\5a-1）更加显著,而内蒙古多年平均NDVI比蒙古国高0.0433;从不同类型植被NDVI变化趋势看,除森林和戈壁荒漠的NDVI变化趋势较平稳外,草地、农田和灌丛均呈显著的上升趋势;从空间分布趋势看,在过去的25年内植被覆盖呈增加趋势的地区主要分布在高原南部——内蒙古农牧交错区和蒙古国中、西和北部的山脉及其环抱的大湖盆地地区,而植被覆盖呈下降趋势的地区主要集中在高原中部的干旱地带和东部呼伦贝尔地区;从时间推移规律看,蒙古高原植被覆盖在4个不同研究时间段内（20世纪80年代、90年代、21世纪初和过去25年间）呈增加（包括显著增加）趋势的面积均大于呈下降趋势的面积,且其面积按20世纪80年代<90年代<21世纪初的顺序依次增加。</p>
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1982-2003年内蒙古植被带和植被覆盖度的时空变化 [J].https://doi.org/10.3321/j.issn:0375-5444.2009.01.009 URL [本文引用: 1] 摘要
利用内蒙古地区1982—2003年遥感归一化差值植被指数（NDVI）数据．对植被带进行了分时段的划分，并以典型草原植被带为例，分析植被覆盖度时空变化及其与水热因子的关系。结果表明：在整个研究期间，典型草原带的面积呈增加的趋势．荒漠草原带的面积呈减少的趋势，森林带、森林草原带和荒漠带的而积趋势变化不明显。总体上看．从时段1（1982—1987年）到时段2（1988-1992年）植被带进化演变的而积占优势．从时段2（1988—1992年）到时段3（1993－1998年）进化和退化演变的面积相当．从时段3（1993—1998年）到时段4（1999--2003年）退化演变的面积占优势。在典型草原带内．多年平均植被覆盖度具有明显的季节变化．从5月上半月返青开始到8月下半月达到年最大值．其空间演进以大兴安岭两翼为中心，逐渐向东南的西辽河平原和向西的乌兰察布高原扩展。前期降水量与覆盖度季节增量年际变化之间呈正相关，显著正相关的区域位于锡林郭勒高原西部和乌兰察布高原，而气温与覆盖度季节增量年际变化的相关一般不显著。典型草原年最大覆盖度线性趋势降低与升高的面积分别占52．6％和47．4％，其中．呼伦贝尔高原西部边缘以及大兴安岭山麓两侧的年最大覆盖度呈显著降低的趋势，而西辽河平原西南部和努鲁儿虎山东段的年最大覆盖度呈显著升高的趋势。年降水量是影响年最大覆盖度的主要因子，而年均温对年最大覆盖度的影响不明显。
Spatial and temporal variations of vegetation belts and vegetation cover degrees in Inner Mongolia from 1982 to 2003 [J].https://doi.org/10.3321/j.issn:0375-5444.2009.01.009 URL [本文引用: 1] 摘要
利用内蒙古地区1982—2003年遥感归一化差值植被指数（NDVI）数据．对植被带进行了分时段的划分，并以典型草原植被带为例，分析植被覆盖度时空变化及其与水热因子的关系。结果表明：在整个研究期间，典型草原带的面积呈增加的趋势．荒漠草原带的面积呈减少的趋势，森林带、森林草原带和荒漠带的而积趋势变化不明显。总体上看．从时段1（1982—1987年）到时段2（1988-1992年）植被带进化演变的而积占优势．从时段2（1988—1992年）到时段3（1993－1998年）进化和退化演变的面积相当．从时段3（1993—1998年）到时段4（1999--2003年）退化演变的面积占优势。在典型草原带内．多年平均植被覆盖度具有明显的季节变化．从5月上半月返青开始到8月下半月达到年最大值．其空间演进以大兴安岭两翼为中心，逐渐向东南的西辽河平原和向西的乌兰察布高原扩展。前期降水量与覆盖度季节增量年际变化之间呈正相关，显著正相关的区域位于锡林郭勒高原西部和乌兰察布高原，而气温与覆盖度季节增量年际变化的相关一般不显著。典型草原年最大覆盖度线性趋势降低与升高的面积分别占52．6％和47．4％，其中．呼伦贝尔高原西部边缘以及大兴安岭山麓两侧的年最大覆盖度呈显著降低的趋势，而西辽河平原西南部和努鲁儿虎山东段的年最大覆盖度呈显著升高的趋势。年降水量是影响年最大覆盖度的主要因子，而年均温对年最大覆盖度的影响不明显。
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基于MODIS/EVI的内蒙古高原西部植被变化 [J].https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-694X.2013.00419 URL Magsci [本文引用: 1] 摘要
内蒙古高原西部生态环境脆弱,是全球变化的敏感地带.为了解该区域植被覆盖的时空动态变化,根据2000—2012年MODIS/EVI影像,使用趋势分析和标准差分析方法,研究了近13年内蒙古高原西部植被生长状况及其空间格局动态变化.同时,根据《1:100万植被类型图》把研究区分为荒漠区、草原区、草甸区和灌丛区,以研究不同植被类型下的EVI变化情况.结果显示:内蒙古高原西部植被覆盖退化面积大于改善面积;植被退化区主要分布在内蒙古农牧交错带北部边缘,包含乌兰察布、呼和浩特、包头等市及大通河、疏勒河、黑河等河谷地带;植被增加区域分布在河西地区、河套地区和阿巴嘎旗附近;研究区植被稳定性存在明显的地域差异,波动较高的区域位于阴山南部、祁连山南北和阿巴嘎旗,与植被覆盖退化或者增加的区域基本吻合;仅荒漠区植被覆盖水平上升,草甸、草原区植被覆盖退化严重.
Spatio-temporal vegetation variation in the western Inner Mongolia Plateau based on MODIS/EVI [J].https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-694X.2013.00419 URL Magsci [本文引用: 1] 摘要
内蒙古高原西部生态环境脆弱,是全球变化的敏感地带.为了解该区域植被覆盖的时空动态变化,根据2000—2012年MODIS/EVI影像,使用趋势分析和标准差分析方法,研究了近13年内蒙古高原西部植被生长状况及其空间格局动态变化.同时,根据《1:100万植被类型图》把研究区分为荒漠区、草原区、草甸区和灌丛区,以研究不同植被类型下的EVI变化情况.结果显示:内蒙古高原西部植被覆盖退化面积大于改善面积;植被退化区主要分布在内蒙古农牧交错带北部边缘,包含乌兰察布、呼和浩特、包头等市及大通河、疏勒河、黑河等河谷地带;植被增加区域分布在河西地区、河套地区和阿巴嘎旗附近;研究区植被稳定性存在明显的地域差异,波动较高的区域位于阴山南部、祁连山南北和阿巴嘎旗,与植被覆盖退化或者增加的区域基本吻合;仅荒漠区植被覆盖水平上升,草甸、草原区植被覆盖退化严重.
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东亚干旱半干旱区沙漠化与气候变化相互影响研究进展 [J].https://doi.org/10.11820/dlkxjz.2014.06.013 URL Magsci [本文引用: 1] 摘要
气候系统主要通过气温、降水及风场等因素影响沙漠化过程，但不同区域其影响机制存在较大差异。目前的研究结果表明，总体上，降水对沙漠化的影响较为明确，降水量增加有利于沙漠化逆转。气温和风场变化对沙漠化的影响存在明显区域差异：在季风带沙漠化区，气温升高及高空盛行西南风有利于沙漠化逆转；在非季风带沙漠化区，一方面气温升高导致蒸发量增加，沙漠化发展；另一方面，其增加了冰川、冰雪融水的补给，沙漠化逆转；在高寒带沙漠化区，旱灾和寒冻灾害是沙漠化的主因。此外，沙漠化过程通过植被、地表及土壤特征等的改变影响气候系统。例如沙漠化过程的发生伴随地表植被覆盖的变化，并通过改变地表反照率、潜热通量、粗糙度等来影响气温、降水等气候因子；还通过沙尘释放量的变化来影响降水的发生。虽然沙漠化与气候系统间存在多种反馈机制，但反照率—气温—降水—植被的正反馈及沙尘—降水—植被的正反馈是其主要反馈机制。
Research progresses on the interaction between desertification and climate change in arid and semiarid East Asia [J].https://doi.org/10.11820/dlkxjz.2014.06.013 URL Magsci [本文引用: 1] 摘要
气候系统主要通过气温、降水及风场等因素影响沙漠化过程，但不同区域其影响机制存在较大差异。目前的研究结果表明，总体上，降水对沙漠化的影响较为明确，降水量增加有利于沙漠化逆转。气温和风场变化对沙漠化的影响存在明显区域差异：在季风带沙漠化区，气温升高及高空盛行西南风有利于沙漠化逆转；在非季风带沙漠化区，一方面气温升高导致蒸发量增加，沙漠化发展；另一方面，其增加了冰川、冰雪融水的补给，沙漠化逆转；在高寒带沙漠化区，旱灾和寒冻灾害是沙漠化的主因。此外，沙漠化过程通过植被、地表及土壤特征等的改变影响气候系统。例如沙漠化过程的发生伴随地表植被覆盖的变化，并通过改变地表反照率、潜热通量、粗糙度等来影响气温、降水等气候因子；还通过沙尘释放量的变化来影响降水的发生。虽然沙漠化与气候系统间存在多种反馈机制，但反照率—气温—降水—植被的正反馈及沙尘—降水—植被的正反馈是其主要反馈机制。
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基于MODIS-NDVI的内蒙古植被变化遥感监测 [J].https://doi.org/10.7666/d.y1302124 URL [本文引用: 1] 摘要
本文利用2002—2006年5—8月的MODIS1B数据，建立NDVI时间序列，并结合气象数据中的月均温、月降水量、滞后1月和滞后2月累计降水量对内蒙古地区植被生长季NDVI的月际、年际变化规律以及NDVI变化同气候因子的相关性进行了分析。结果表明：月际变化上，5—8月NDVI不断增加，NDVI变化率5—6月〉6—7月〉7—8月；年际变化上，2002—2006年间，草地的波动性最大；在与气候因子的相关性上：滞后2月降水〉滞后1月降水〉月均温〉月降水量；对于林地和草地来说，各种相关系数高纬高于低纬，对于农耕地来说各种相关系数基本相当；对于沙地来说，各种相关系数均不高，这与其植被稀少且几乎无变化有关。
RS monitoring of vegetation change in Inner Mongolia based on MODIS-NDVI [J].https://doi.org/10.7666/d.y1302124 URL [本文引用: 1] 摘要
本文利用2002—2006年5—8月的MODIS1B数据，建立NDVI时间序列，并结合气象数据中的月均温、月降水量、滞后1月和滞后2月累计降水量对内蒙古地区植被生长季NDVI的月际、年际变化规律以及NDVI变化同气候因子的相关性进行了分析。结果表明：月际变化上，5—8月NDVI不断增加，NDVI变化率5—6月〉6—7月〉7—8月；年际变化上，2002—2006年间，草地的波动性最大；在与气候因子的相关性上：滞后2月降水〉滞后1月降水〉月均温〉月降水量；对于林地和草地来说，各种相关系数高纬高于低纬，对于农耕地来说各种相关系数基本相当；对于沙地来说，各种相关系数均不高，这与其植被稀少且几乎无变化有关。
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乡村人口迁出对生态脆弱地区植被覆被的影响: 以内蒙古自治区为例 [J].https://doi.org/10.11821/dlxb201510007 URL [本文引用: 2] 摘要
Different government departments and researchers have paid considerable attention at various levels to improving the eco-environment in ecologically fragile areas. Over the past decade, large numbers of people have emigrated from rural areas as a result of the rapid urbanization in Chinese society. The question then remains: to what extent does this migration affect the regional vegetation greenness in the areas that people have moved from Based on normalized difference vegetation index(NDVI) data with a resolution of 1 km, as well as meteorological data and socio-economic data from 2000 to 2010 in Inner Mongolia, the spatio-temporal variation of vegetation greenness in the study area was analyzed via trend analysis and significance test methods. The contributions of human activities and natural factors to the variation of vegetation conditions during this period were also quantitatively tested and verified, using a multi-regression analysis method. We found that:(1) the vegetation greenness of the study area increased by 10.1% during 2000鈥2010. More than 28% of the vegetation greenness increased significantly, and only about 2% decreased evidently during the study period.(2) The area with significant degradation showed a banded distribution at the northern edge of the agro-pastoral ecotone in central Inner Mongolia. This indicates that the eco-environment is still fragile in this area, which should be paid close attention. The area where vegetation greenness significantly improved showed a concentrated distribution in the southeast and west of Inner Mongolia.(3) The effect of agricultural labor on vegetation greenness exceeded those due to natural factors(i.e. precipitation and temperature). The emigration of agricultural labor improved the regional vegetation greenness significantly.
Impacts of rural-urban migration on vegetation cover in ecologically fragile areas: Taking Inner Mongolia as a case [J].https://doi.org/10.11821/dlxb201510007 URL [本文引用: 2] 摘要
Different government departments and researchers have paid considerable attention at various levels to improving the eco-environment in ecologically fragile areas. Over the past decade, large numbers of people have emigrated from rural areas as a result of the rapid urbanization in Chinese society. The question then remains: to what extent does this migration affect the regional vegetation greenness in the areas that people have moved from Based on normalized difference vegetation index(NDVI) data with a resolution of 1 km, as well as meteorological data and socio-economic data from 2000 to 2010 in Inner Mongolia, the spatio-temporal variation of vegetation greenness in the study area was analyzed via trend analysis and significance test methods. The contributions of human activities and natural factors to the variation of vegetation conditions during this period were also quantitatively tested and verified, using a multi-regression analysis method. We found that:(1) the vegetation greenness of the study area increased by 10.1% during 2000鈥2010. More than 28% of the vegetation greenness increased significantly, and only about 2% decreased evidently during the study period.(2) The area with significant degradation showed a banded distribution at the northern edge of the agro-pastoral ecotone in central Inner Mongolia. This indicates that the eco-environment is still fragile in this area, which should be paid close attention. The area where vegetation greenness significantly improved showed a concentrated distribution in the southeast and west of Inner Mongolia.(3) The effect of agricultural labor on vegetation greenness exceeded those due to natural factors(i.e. precipitation and temperature). The emigration of agricultural labor improved the regional vegetation greenness significantly.
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基于MODIS-NDVI的内蒙古植被覆盖变化及其驱动因子分析[D] . |
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2001-2010年内蒙古植被覆盖度时空变化特征 [J].Spatial differences of variations of vegetation coverage in Inner Mongolia during 2001-2010 [J]. |
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1982-2000年中国植被覆盖变化及典型区域与气候因子的响应关系[D] . |
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内蒙古植被覆盖与土地退化关系及空间结构研究 [J].https://doi.org/10.3969/j.issn.1003-7578.2008.02.027 URL [本文引用: 1] 摘要
依据最新遥感影像和多种统计资料,完成了内蒙古自治区87个县（旗）植被覆盖和土地退化指数 的测定,采用全样本统计和典型剖面分析方法,揭示了内蒙古植被覆盖与土地退化的关系及空间分布格局。结果表明：植被覆盖与土地退化呈负指数关系,随着植被 覆盖指数的降低,土地退化呈上升趋势;其空间分布格局是：从东向西的经向变化,植被覆盖指数下降,土地退化指数升高;东部地区从南向北的纬度变化,植被覆 盖指数升高,土地退化指数下降。
Study on relation and distribution between vegetative coverage and land degradation in Inner Mongolia [J].https://doi.org/10.3969/j.issn.1003-7578.2008.02.027 URL [本文引用: 1] 摘要
依据最新遥感影像和多种统计资料,完成了内蒙古自治区87个县（旗）植被覆盖和土地退化指数 的测定,采用全样本统计和典型剖面分析方法,揭示了内蒙古植被覆盖与土地退化的关系及空间分布格局。结果表明：植被覆盖与土地退化呈负指数关系,随着植被 覆盖指数的降低,土地退化呈上升趋势;其空间分布格局是：从东向西的经向变化,植被覆盖指数下降,土地退化指数升高;东部地区从南向北的纬度变化,植被覆 盖指数升高,土地退化指数下降。
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内蒙古地区近25年植被对气温和降水变化的影响 [J].https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-5906.2011.11.002 URL [本文引用: 1] 摘要
利用1982—2006年内蒙古地区GIMMS-NDVI和降水量、气温数据,分析了不同植被类型对气温和降水变化趋势的影响。结果表明：近25年来内蒙古地区气温整体上呈上升趋势,降水量呈微弱降低趋势,西部荒漠区呈暖湿化趋势,中东部草原、森林等植被类型区呈暖干化趋势;从不同植被类型NDVI与平均气温和降水量的变化趋势率相关分析表明,NDVI值越低,升温趋势越明显,其中春季和秋季各植被类型间NDVI与季均气温升高趋势率呈显著和较显著的相关,夏、冬季关系不明显;植被NDVI越高,降水量减少趋势越明显。基于栅格的NDVI与气温升高幅度、降水变化趋势相关分析表明,年均气温升高幅度基本随NDVI的增加而降低,其中春、夏和秋季的季均气温升高幅度均随NDVI的增加而显著降低,冬季趋势不明显;而年降水量减小趋势率随植被NDVI的增加而显著增加,其中春季和冬季NDVI变化对降水的变化几乎没有影响;夏季和秋季均表现为随NDVI的增加,降水减小趋势率呈增加趋势。
Effect of vegetation on changes of temperature and precipitation in Inner Mongolia, China [J].https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-5906.2011.11.002 URL [本文引用: 1] 摘要
利用1982—2006年内蒙古地区GIMMS-NDVI和降水量、气温数据,分析了不同植被类型对气温和降水变化趋势的影响。结果表明：近25年来内蒙古地区气温整体上呈上升趋势,降水量呈微弱降低趋势,西部荒漠区呈暖湿化趋势,中东部草原、森林等植被类型区呈暖干化趋势;从不同植被类型NDVI与平均气温和降水量的变化趋势率相关分析表明,NDVI值越低,升温趋势越明显,其中春季和秋季各植被类型间NDVI与季均气温升高趋势率呈显著和较显著的相关,夏、冬季关系不明显;植被NDVI越高,降水量减少趋势越明显。基于栅格的NDVI与气温升高幅度、降水变化趋势相关分析表明,年均气温升高幅度基本随NDVI的增加而降低,其中春、夏和秋季的季均气温升高幅度均随NDVI的增加而显著降低,冬季趋势不明显;而年降水量减小趋势率随植被NDVI的增加而显著增加,其中春季和冬季NDVI变化对降水的变化几乎没有影响;夏季和秋季均表现为随NDVI的增加,降水减小趋势率呈增加趋势。
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内蒙古植被覆盖变化及其与气候、人类活动的关系 [J].Dynamics of vegetation cover and its relationship with climate change and human activities in Inner Mongolia [J]. |
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2000-2012年鄂尔多斯禁牧区植被覆盖度变化监测 [J].
[目的]评估鄂尔多斯实施禁牧、休牧政策以来获得的成效.[方法]以MODIS长时间序列的植被指数产品为数据源,利用像元二分模型研究了2000-2012年植被生长期5-9月份鄂尔多斯禁牧区的植被覆盖度及其时空变化特征.并采用转移矩阵的方法,分析了年度间植被覆盖度高低变化的方向.[结果]研究区植被覆盖度自东向西逐渐减小,东部高于西部,北部高于南部;2000-2012年研究区植被覆盖度总体呈上升趋势,均有低等级植被覆盖度向高等级植被覆盖度转化的趋势;2008-2012年植被恢复状况比2000 2004年和2004-2008年这两个阶段更优.[结论]禁牧政策使研究区植被长势逐年改善,禁牧、休牧政策对草原生态恢复起到了良好的作用.
Monitoring of vegetation coverage changes in Graze-prohibited area of Ordos from 2000 to 2012 [J].
[目的]评估鄂尔多斯实施禁牧、休牧政策以来获得的成效.[方法]以MODIS长时间序列的植被指数产品为数据源,利用像元二分模型研究了2000-2012年植被生长期5-9月份鄂尔多斯禁牧区的植被覆盖度及其时空变化特征.并采用转移矩阵的方法,分析了年度间植被覆盖度高低变化的方向.[结果]研究区植被覆盖度自东向西逐渐减小,东部高于西部,北部高于南部;2000-2012年研究区植被覆盖度总体呈上升趋势,均有低等级植被覆盖度向高等级植被覆盖度转化的趋势;2008-2012年植被恢复状况比2000 2004年和2004-2008年这两个阶段更优.[结论]禁牧政策使研究区植被长势逐年改善,禁牧、休牧政策对草原生态恢复起到了良好的作用.
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近30年内蒙古自治区植被变化趋势及影响因素分析 [J].
基于NOAA和MODIS数据，以生长季累计NDVI为植被表征指标，采用基于像元的趋势分析方法，对过去近30年内蒙古自治区的植被变化进行了系统分析（分为1983-1999年和2000-2009年两个时段），确定了植被发生趋势性变化的区域，并利用气候和社会经济统计资料确定了影响植被变化的主要因素。研究结果表明：近30年来，内蒙古自治区72．1％的地区植被未发生明显的趋势性变化；5．5％的地区（科尔沁沙地以南和鄂尔多斯东北部）植被状况两个时期均持续好转，13．9％的地区（锡林郭勒盟草原、科尔沁沙地以南、后套平原和土默川平原）植被前期好转，后期一直保持平稳状态；0．6％的地区（科尔沁沙地北部）植被前期变差，后期无明显变化趋势；1．8％的地区（大青山山脉北侧的乌盟后山及大兴安岭的部分地区）植被前期未发生明显变化，后期明显变差。除锡林郭勒植被好转和大青山山脉北侧的乌盟后山地区植被变差主要受降水影响外，研究期内植被活动显著增强的大部分地区主要受人为因素的影响。西辽河沿岸平原、土默川平原、后套平原、科尔沁沙地以南等耕作区的植被变化主要与农作物产量的变化有关，鄂尔多斯地区和乌兰布和沙漠东部边缘的磴口县等草原区NDVI的显著增加与区域草原开垦、持续植树种草、禁牧轮牧等防沙治沙等活动有关，大兴安岭部分地区的NDVI显著减少与森林火灾有关。
Analysis of vegetation trend and their causes during recent 30 years in Inner Mongolia Autonomous Region [J].
基于NOAA和MODIS数据，以生长季累计NDVI为植被表征指标，采用基于像元的趋势分析方法，对过去近30年内蒙古自治区的植被变化进行了系统分析（分为1983-1999年和2000-2009年两个时段），确定了植被发生趋势性变化的区域，并利用气候和社会经济统计资料确定了影响植被变化的主要因素。研究结果表明：近30年来，内蒙古自治区72．1％的地区植被未发生明显的趋势性变化；5．5％的地区（科尔沁沙地以南和鄂尔多斯东北部）植被状况两个时期均持续好转，13．9％的地区（锡林郭勒盟草原、科尔沁沙地以南、后套平原和土默川平原）植被前期好转，后期一直保持平稳状态；0．6％的地区（科尔沁沙地北部）植被前期变差，后期无明显变化趋势；1．8％的地区（大青山山脉北侧的乌盟后山及大兴安岭的部分地区）植被前期未发生明显变化，后期明显变差。除锡林郭勒植被好转和大青山山脉北侧的乌盟后山地区植被变差主要受降水影响外，研究期内植被活动显著增强的大部分地区主要受人为因素的影响。西辽河沿岸平原、土默川平原、后套平原、科尔沁沙地以南等耕作区的植被变化主要与农作物产量的变化有关，鄂尔多斯地区和乌兰布和沙漠东部边缘的磴口县等草原区NDVI的显著增加与区域草原开垦、持续植树种草、禁牧轮牧等防沙治沙等活动有关，大兴安岭部分地区的NDVI显著减少与森林火灾有关。
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耦合自然—人文因素的沙漠化动态系统动力学模型 [J].https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-694X.2014.00038 URL 摘要
The desertified land is a complex earth surface system that induced by both natural factors and human activities. It is meaningful to develop a desertification simulating model coupling with natural and human factors for understanding the desertification progress, forecasting desertification trend and controlling desertification expansion. In this paper, Ordos was selected as the typical research region, and system dynamic method was used to construct the impacts and feedbacks among climate, soil water, people, economy, pasturage, land use and vegetation Net Primary Production (NPP); based on defining the threshold value of NPP for different desertification grades, the system dynamic model coupling with natural and human factors for desertification simulation was developed. The comparison between simulated NPP and actual NPP derived from MODIS images showed that the model developed in this study was reliable. The simulated results of vegetation NPP and desertification status from 2011 to 2030 under different scenarios showed that rainfall was the dominant climatic factors for desertification dynamics in Ordos; however, 50% increase of rainfall could not change the desertification status without the change of human activities in future. Comparing with grain for green and afforestation policies, the grazing prohibition and rest policy would be more beneficial for vegetation rehabilitation, but the cost would also be higher. The solely implementation of any pasturage or land use policy would not change the status of desertification without climate change; however, abolishing any of them would lead the status of desertification develop to severe and very severe in future. For local government, it is necessary to choose different combination of policies according to finance status to facilitate desertification reversion.
A system dynamic model with coupled natural and human factors for desertification simulation [J].https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-694X.2014.00038 URL 摘要
The desertified land is a complex earth surface system that induced by both natural factors and human activities. It is meaningful to develop a desertification simulating model coupling with natural and human factors for understanding the desertification progress, forecasting desertification trend and controlling desertification expansion. In this paper, Ordos was selected as the typical research region, and system dynamic method was used to construct the impacts and feedbacks among climate, soil water, people, economy, pasturage, land use and vegetation Net Primary Production (NPP); based on defining the threshold value of NPP for different desertification grades, the system dynamic model coupling with natural and human factors for desertification simulation was developed. The comparison between simulated NPP and actual NPP derived from MODIS images showed that the model developed in this study was reliable. The simulated results of vegetation NPP and desertification status from 2011 to 2030 under different scenarios showed that rainfall was the dominant climatic factors for desertification dynamics in Ordos; however, 50% increase of rainfall could not change the desertification status without the change of human activities in future. Comparing with grain for green and afforestation policies, the grazing prohibition and rest policy would be more beneficial for vegetation rehabilitation, but the cost would also be higher. The solely implementation of any pasturage or land use policy would not change the status of desertification without climate change; however, abolishing any of them would lead the status of desertification develop to severe and very severe in future. For local government, it is necessary to choose different combination of policies according to finance status to facilitate desertification reversion.
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内蒙古温带草原区植被盖度变化及其与气象因子的关系 [J].Change in vegetation coverage and its relationships with climatic factors in temperate steppe, Inner Mongolia [J]. |
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气候变化和人类活动对蒙古高原植被覆盖变化的影响 [J].https://doi.org/10.13866/j.azr.2014.04.04 URL Magsci [本文引用: 2] 摘要
基于全球监测与模型研究组（GIMMS）归一化植被指数(NDVI)，对蒙古高原地区1981—2006年植被覆盖的时空变化进行了研究，并从气候变化和人类活动的角度，分析了植被覆盖变化的原因。1981—2006年蒙古高原的植被覆盖时空分布具有明显的地带性特征,森林区及荒漠区植被覆盖呈现小幅下降趋势，草原区呈现上升趋势，蒙古高原NDVI分布从东北向西南、从高原南北边缘地带向中心地带呈明显的规律性变化：高原东北部的大兴安岭地区NDVI最高，蒙古国北部的杭爱山脉次之，西南部荒漠区的NDVI最低。研究表明: 植被覆盖变化是气候变化和人类活动共同作用的结果，蒙古高原地区的降水变化是植被覆盖变化的重要原因，森林砍伐、河套耕作及城镇化等人类活动则是导致具有相似气候条件的内蒙古与蒙古国植被覆盖变化区域差异的原因。
Impact of climate change and human activities on vegetation coverage in the Mongolian Plateau [J].https://doi.org/10.13866/j.azr.2014.04.04 URL Magsci [本文引用: 2] 摘要
基于全球监测与模型研究组（GIMMS）归一化植被指数(NDVI)，对蒙古高原地区1981—2006年植被覆盖的时空变化进行了研究，并从气候变化和人类活动的角度，分析了植被覆盖变化的原因。1981—2006年蒙古高原的植被覆盖时空分布具有明显的地带性特征,森林区及荒漠区植被覆盖呈现小幅下降趋势，草原区呈现上升趋势，蒙古高原NDVI分布从东北向西南、从高原南北边缘地带向中心地带呈明显的规律性变化：高原东北部的大兴安岭地区NDVI最高，蒙古国北部的杭爱山脉次之，西南部荒漠区的NDVI最低。研究表明: 植被覆盖变化是气候变化和人类活动共同作用的结果，蒙古高原地区的降水变化是植被覆盖变化的重要原因，森林砍伐、河套耕作及城镇化等人类活动则是导致具有相似气候条件的内蒙古与蒙古国植被覆盖变化区域差异的原因。
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Ecosystem water imbalances created during ecological restoration by afforestation in China, and lessons for other developing countries [J].https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2016.07.096 URL PMID: 27666647 [本文引用: 1] 摘要
61Ecological restoration requires balancing water supply and consumption.61Maintaining high water-use efficiency is therefore necessary.61Restoration managers must account for the water balance in restoration plans.
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Effects of Aeolian processes on nutrient loss from surface soils and their significance for sandy desertification in Mu Us Desert, China: A wind tunnel approach [J].https://doi.org/10.1007/s40333-015-0043-y URL Magsci [本文引用: 1] 摘要
Mu Us Desert, a region with high aeolian activity, is at extremely high risk of sandy desertification. Using surface soil samples collected from Mu Us Desert of northern China, we evaluated the effects of aeolian processes on nutrient loss from surface soils by employing wind tunnel experiments. The experiments were conducted using free-stream wind velocities of 14, 16, 18 and 22 m/s. Our results showed that the fine particles (<50 μm in diameter; 12.28% of all transported materials) carrying large nutrient loadings were exported outside the study area by aeolian processes. After the erodible fine particles were transported away from the soil surfaces at low wind velocity (i.e. 14 m/s), the following relatively high wind velocity (i.e. 22 m/s) did not have any significant effect on nutrient export, because the coefficients of variation for soil organic matter, total phosphorus, total nitrogen and available potassium were usually <5%. Our experimental results confirmed that aeolian processes result in a large amount of nutrient export, and consequently increase the risk of sandy desertification in arid and semi-arid ecosystems.
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Integrating AVHRR and MODIS data to monitor NDVI changes and their relationships with climatic parameters in Northeast China [J].https://doi.org/10.1016/j.jag.2011.10.007 URL 摘要
On the basis of AVHRR GIMMS NDVI and MODIS NDVI, we constructed monthly NDVI sequences covering Northeast China from 1982 to 2009 using a per-pixel unary linear regression model. The expanded NDVI passed the consistency check and were well used for analysis. The monthly NDVI trends were highly correlated with climatic changes. Spatially averaged NDVI in summer exhibited a downward trend with increased temperature and significantly decreased precipitation in the 28 years. NDVI trends were spatially heterogeneous, corresponding with the regional climatic features of different seasons. NDVI for the 95 meteorological stations exhibited significant correlations with monthly mean temperature and monthly precipitation during the study period. The NDVI–temperature correlation was stronger than NDVI–precipitation correlation in most stations and for all vegetation types. Different vegetation types showed various spatial responses to climatic changes.
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Assessing the impact of restoration-induced land conversion and management alternatives on net primary productivity in Inner Mongolian grassland [J].https://doi.org/10.1016/j.gloplacha.2013.06.007 URL [本文引用: 1] 摘要
To address severe grassland degradation problems, China has been implementing a number of national restoration programs, whose significant environmental effect has attracted the attention of many researchers. In this paper, land use and cover change (LUCC) in the Inner Mongolia grassland and the consequent change in net primary productivity (NPP) were studied by combining the land use data of the study area for 2001 and 2009 derived from the MODIS global land cover product and the CASA (Carnegie–Ames–Stanford Approach) model driven with MODIS-NDVI data. The results indicate that the area of Inner Mongolia grassland had a net increase of 77,99302km 2 during the study period, which was mainly attributed to the conversion from desert and cropland. The total NPP of Inner Mongolia grassland increased by 29,432.7102Gg02C02yr 61021 during 2001–2009, of which the human activities and climate change were responsible for 80.23% and 19.77%, respectively. Land conversion and improved management increased grassland NPP directly, and the ecological restoration conducted by large-scale conservation programs could be the intrinsic driving force for this change.
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Quantitative assessment of the individual contribution of climate and human factors to desertification in northwest China using net primary productivity as an indicator. https://doi.org/10.1016/j.ecolind.2014.08.043 URL 摘要
An accurate quantitative assessment of the relative roles of climate change and human activities in desertification is significant to understand the driving mechanisms deeply and control desertification development. In this study, we selected net primary productivity (NPP) as an indicator to discriminate the relative roles of climate and human factors in desertification during 2001鈥2010 in northwest China. The potential NPP and the difference between potential and actual NPPs were used to represent the impacts of climate change and human activities on desertification. Desertification expanded on 55.8% of the study area, within which 70.3% of the desertification expansion was caused by human activities compared with only 21.7% induced by climate change. On the contrary, 42.1% of desertification reversion was caused by human activities and 48.4% resulted from climate changes. The NPP variation also could be calculated to assess the relative roles and showed that 69% of NPP decrease was caused by human impacts compared with 15.2% induced by climate change. By contrast, 23.9% of NPP increase was caused by climate change, whereas 54% resulted from human activities. In addition, the relative roles of two factors possessed great spatial heterogeneity in six provinces. We developed three propositions. First, the desertification expansion was dominated by human activities, whereas desertification reversion was dominated by climate change, as typified by Xinjiang, Qinghai, and Gansu. Second, both desertification expansion and reversion were induced by human activities, as typified by the west of Inner Mongolia and Shaanxi. Third, climate change dominated the desertification expansion in Ningxia province.
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