1980—2020年内蒙古暖季复合干旱热浪事件变化特征

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作者 乌吉斯古冷 郭恩亮 +2 位作者 王永芳 包刚 康尧 《地理科学》 CSSCI CSCD 北大核心 2024年第10期1871-1880,共10页

为了强化对复合干旱热浪事件(CDHEs)的监测,选择内蒙古作为研究区,基于115个站点数据,运用标准化降水蒸散指数和高温相对阈值法,对该区干旱和热浪事件进行定义与识别。并在此基础上,构建复合干旱热浪强度指数(CDHMI)进行复合干旱热浪频... 为了强化对复合干旱热浪事件(CDHEs)的监测,选择内蒙古作为研究区,基于115个站点数据,运用标准化降水蒸散指数和高温相对阈值法,对该区干旱和热浪事件进行定义与识别。并在此基础上,构建复合干旱热浪强度指数(CDHMI)进行复合干旱热浪频率(CDHF)统计,继而开展干旱、热浪和CDHEs时空变化特征研究。结果显示:暖季(5—10月)不同时间尺度(1个月和6个月尺度)干旱强度皆呈增加趋势。内蒙古西部和通辽市中部干旱频发,中东部地区干旱发生频率显著增加。热浪频率显著增加、热浪期显著延长,热浪持续时间和强度呈非显著增加趋势。热浪频率、持续时间和强度总体呈现西高东低的空间分布格局。CDHEs发生的频率和强度呈现显著增加趋势,特别是1998年之后。空间分布上,CDHF高值区集中在锡林郭勒盟和呼伦贝尔市,内蒙古北部地区CDHF明显增多,而高强度CDHMI分布在内蒙古东北和西南地区,增长趋势与CDHF相似。 展开更多

关键词 内蒙古 复合干旱热浪事件 干旱 热浪 CDHMI

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基于地理探测器的内蒙古自然和人为因素对植被NDVI变化的影响 被引量：39

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作者 陈宽 杨晨晨 +3 位作者 白力嘎 陈瑜 刘锐 潮洛濛 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第12期4963-4975,共13页

研究区域植被覆盖度变化趋势并探寻其驱动因素对于维护生态安全具有重要意义。将内蒙古旗县分为牧业旗县和非牧业旗县,应用线性趋势分析法和地理探测器模型探讨2000—2015年自然和人为因素对植被NDVI变化的影响。结果表明:(1)2000—201... 研究区域植被覆盖度变化趋势并探寻其驱动因素对于维护生态安全具有重要意义。将内蒙古旗县分为牧业旗县和非牧业旗县,应用线性趋势分析法和地理探测器模型探讨2000—2015年自然和人为因素对植被NDVI变化的影响。结果表明:(1)2000—2015年内蒙古地区植被覆盖度总体上呈增加趋势,但空间上显现出西部减少,东部与南部增加的趋势;非牧业旗县植被NDVI改善面积大于牧业旗县。(2)在整个内蒙古地区中,年降水量和土壤类型是影响植被NDVI的主要驱动因素,解释率在22%以上。在牧业旗县年降水量和土壤类型是主要驱动因素,而在非牧业旗县中粮食产量是最主要的驱动因素。(3)各因子之间的交互影响均高于单因子的影响。在牧业旗县,因子之间的交互作用呈现出非线性增强和双因子增强关系,植被NDVI变化受乡村户数和牲畜数量的交互影响最为突出。非牧业旗县因子之间呈现出非线性增强的交互作用关系,植被NDVI变化受土壤类型和粮食产量的交互影响最为明显。 展开更多

关键词 地理探测器 植被NDVI 内蒙古 人为因素 自然因素 牧业旗

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内蒙古草原植被最大光能利用率取值优化研究 被引量：18

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作者 包刚 辛晓平 +3 位作者 包玉海 王牧兰 元志辉 乌兰吐雅 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第10期3280-3286,共7页

针对目前CASA(carnegie-ames-stanford approach)模型等植被生产力模型植被最大光能利用率的取值未对草原进行区分的问题,以内蒙古草甸草原、典型草原和荒漠草原为研究对象,结合野外实测NPP(net primary productivity)数据和CASA模型的... 针对目前CASA(carnegie-ames-stanford approach)模型等植被生产力模型植被最大光能利用率的取值未对草原进行区分的问题,以内蒙古草甸草原、典型草原和荒漠草原为研究对象,结合野外实测NPP(net primary productivity)数据和CASA模型的建模思路优化了三大草原类型植被最大光能利用率,并以此为基础模拟分析了其植被光能利用率和NPP时空格局。结果表明,基于99个地面采样点所建立的一元二次方程模拟的草甸草原、典型草原和荒漠草原最大光能利用率分别为0.654,0.553和0.511gC·MJ-1,平均为0.573gC·MJ-1。与未对草原类型进行区分而统一取值为0.541gC·MJ-1的结果相比,实测NPP与模拟NPP之间的决定系数和和均方根误差分别提高了0.024和2.62gC·(m2·month-1)-1。受水热组合和草原类型的空间格局的影响,内蒙古草原植被光能利用率和NPP总体上由东北向西南逐渐下降趋势,呈明显的单峰季节变化特征。但光能利用率和NPP的最大值出现的月份有所不同,分别出现在8月份和7月份,这可能与植被吸收的光合有效辐射和光能利用率的最高值出现的月份不同有关。光能利用率和NPP平均值按草甸草原>典型草原>荒漠草原的顺序依次降低。 展开更多

关键词 最大光能利用率 草原类型 CASA模型 内蒙古 时空格局

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2001—2016年内蒙古植被物候变化及其对生产力的影响 被引量：16

4

作者 乌日汗 红雨 包刚 《草地学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第6期1685-1693,共9页

基于2001-2016年的中分辨率成像光谱仪(Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer,MODIS)归一化植被指数(Normalized Difference Vegetation Index,NDVI)数据,本研究采用累计NDVI的Logistic曲线曲率极值法识别内蒙古植被返青期、... 基于2001-2016年的中分辨率成像光谱仪(Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer,MODIS)归一化植被指数(Normalized Difference Vegetation Index,NDVI)数据,本研究采用累计NDVI的Logistic曲线曲率极值法识别内蒙古植被返青期、枯黄期、生长季长度及其变化趋势,并分析植被物候变化对生产力的影响。结果表明:森林生态区和荒漠生态区的返青期比中部草原生态区要早,其平均值分别为第120,119和128天;森林和荒漠生态区的枯黄期比草原生态区要晚,平均值分别为第275,276和269天;受返青期和枯黄期的影响,森林和荒漠生态区植被生长季长度比草原生态区要长,分别为155,157和141天。在16年间研究区植被生产力以增加为主,其中森林和荒漠生态区的植被生产力呈显著增加的趋势;返青期和枯黄期提前趋势的面积略大于推迟趋势的面积,但大多地区的趋势并不显著;草原生态区生长季长度以缩短为主,而森林和荒漠生态区的生长季长度以延长为主。物候参数与NDVI之间的相关分析表明,返青期的提前和枯黄期的推迟(即生长季的延长)并不一定增加所有生态系统的植被年生产力。季节尺度分析表明:返青期的提前/推迟将增加/降低春季植被生产力,而枯黄期提前/推迟将降低/增加秋季植被生产力。 展开更多

关键词 内蒙古 返青期 枯黄期 生长季长度 植被生产力

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近20 a内蒙古高原城乡开发建设对生态系统生产力的影响 被引量：3

5

作者 萨日盖 包玉海 +3 位作者 窦银银 董禹麟 潘涛 匡文慧 《干旱区地理》 CSCD 北大核心 2023年第6期922-933,共12页

内蒙古高原人类城乡开发建设活动监测及其对区域生态系统生产力影响的科学评估对于建设国家北方生态屏障具有重要的科学实践意义。基于遥感影像、土地利用数据、气象观测资料和其他辅助信息,综合应用动态度分析和邻域替代等方法,评估了2... 内蒙古高原人类城乡开发建设活动监测及其对区域生态系统生产力影响的科学评估对于建设国家北方生态屏障具有重要的科学实践意义。基于遥感影像、土地利用数据、气象观测资料和其他辅助信息,综合应用动态度分析和邻域替代等方法,评估了2000—2020年内蒙古高原城乡开发建设的空间范围、扩张速度以及对生态系统生产力影响。结果表明:(1)2020年内蒙古高原城乡开发建设用地面积为18206.49 km2,占土地总面积的1.46%。(2)2000—2020年城乡建设扩张面积为7462.99 km~2,59.76%源于工矿用地的扩张。城乡建设用地扩张主要占用自然和农田生态系统,其中城市用地和农村居民点以占用农田为主,工矿用地以占用草地和荒漠为主。(3)2000—2020年内蒙古高原由于人类城乡开发建设活动导致的植被净初级生产力(Net primary productivity,NPP)损失达到143.51×10~4tC,采矿开发导致的损失最多,占比由2000—2010年的60.72%增加到2010—2020年的73.91%。2010年以来,城乡开发建设占用农田导致的NPP损失有所缓解,然而草地NPP损失在加剧。(4)毛乌素沙地、呼伦贝尔沙地、浑善达克沙地和科尔沁沙地的生态系统NPP损失主要由采矿开发导致。城镇人口、GDP增加以及相关政策引起城乡建设不断扩张,对生态系统NPP产生一定程度的影响。研究结果对内蒙古高原高质量城乡开发建设和生态文明建设具有重要参考价值。 展开更多

关键词 城乡开发建设 生态系统 NPP损失 内蒙古高原

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内蒙古植被春季返青期和秋季枯黄期的气候敏感性研究 被引量：1

6

作者 王凯锋 包刚 +4 位作者 元志辉 佟斯琴 叶志刚 黄晓君 包玉海 《草业学报》 CSCD 北大核心 2023年第4期30-41,共12页

春季返青期和秋季枯黄期是植被生长过程中两个重要的物候指标,其变化对气候,尤其对温度敏感性的大小及其差异十分不清楚。利用2001-2019年MODIS NDVI和气象数据,在气象台站和像元尺度上分别计算内蒙古植被春季返青期和秋季枯黄期,并以... 春季返青期和秋季枯黄期是植被生长过程中两个重要的物候指标,其变化对气候,尤其对温度敏感性的大小及其差异十分不清楚。利用2001-2019年MODIS NDVI和气象数据,在气象台站和像元尺度上分别计算内蒙古植被春季返青期和秋季枯黄期,并以生长度日(GDD)和冷却度日(CDD)为影响返青期和枯黄期的温度指标,研究两个物候指标对气候敏感性的空间格局及其大小。结果表明,2001-2019年内蒙古植被返青期主要集中在第110~135 d,整体呈提前趋势(2.6 d·10 a^(-1));枯黄期主要集中在第260~280 d,整体呈微弱的推迟趋势(0.7 d·10a^(-1))。返青期对GDD和枯黄期对CDD的敏感性主要以负敏感性为主,分别占研究区总面积的68.1%和56%。从两个物候指标对降水的敏感性看,植被物候对降水敏感性主要以正敏感为主。气象台站尺度的研究结果总体与像元尺度的研究结果基本一致。在气象台站尺度上对比显示有65%的站点枯黄期对温度的敏感性大于返青期,94%的站点返青期对降水的敏感性大于枯黄期,在气候不断变化的条件下,敏感性的研究可促进生态系统可持续管理的能力,对物候模拟以及生态系统气候的评估具有重要参考价值。 展开更多

关键词 内蒙古 返青期 枯黄期 生长度日 冷却度日 敏感性

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蒙古高原植被生长峰值期时空动态及其对气候变化的响应 被引量：1

7

作者 包刚 许思怡 +4 位作者 刘亚红 安琪尔 佟斯琴 缪丽娟 李飞 《地理科学》 CSSCI CSCD 北大核心 2024年第7期1286-1296,共11页

植被生长峰值期(Peak of season,POS)是植被最重要的物候指标之一。本文基于GIMMS NDVI3g(1982—2015年)和MODIS NDVI(2001—2021年)数据建立两者之间的线性回归模型,研究了蒙古高原植被POS时空变化特征及其对气候变化的响应。结果表明,... 植被生长峰值期(Peak of season,POS)是植被最重要的物候指标之一。本文基于GIMMS NDVI3g(1982—2015年)和MODIS NDVI(2001—2021年)数据建立两者之间的线性回归模型,研究了蒙古高原植被POS时空变化特征及其对气候变化的响应。结果表明,1982—2021年蒙古高原植被POS主要出现在第188~228天,即每年夏季6—8月,整体呈自西南向东北和自南向北逐渐提前的空间分布特征。除戈壁荒漠地区外,其余类型植被POS年际波动基本在10 d以内,年际变化较稳定。过去40 a间,研究区植被POS未出现显著的变化,变化介于–0.15~0.15 d/a。各植被类型POS变化趋势均不明显。从蒙古高原植被POS对气候的响应特征来看,季前3~5个月的降水量是影响研究区植被POS的主控因子,降水量的增加主要使植被POS呈推迟趋势,这种趋势在草地植被尤为显著,说明降水量的增加有利于草地植被在更长的时间内保持生长,致使POS推迟。在相对湿润和低温的森林、高寒草地和草甸草原等区域,降水量的增加使植被POS提前。气温和太阳辐射对研究区大部分区域POS的影响没有降水量强烈,在蒙古高原北部POS与温度之间呈负相关。在蒙古高原东北部地区太阳辐射的增加将POS推迟,而在中部草地将POS提前。 展开更多

关键词 植被生长峰值期 气候变化 蒙古高原

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近10年蒙古高原植被覆盖变化及其对气候的季节响应 被引量：68

8

作者 包刚 包玉海 +2 位作者 覃志豪 周义 Shiirev-Adiya 《地理科学》 CSCD 北大核心 2013年第5期613-621,共9页

利用2001～2010年间MODIS NDVI数据、同期气象数据和MODIS土地覆盖分类产品，探讨蒙古高原植被覆盖变化趋势及其对气温和降水量的季节响应特征。结果表明，10a来，蒙古高原植被覆盖度呈增加趋势和呈下降趋势的面积基本持平；春季和夏季... 利用2001～2010年间MODIS NDVI数据、同期气象数据和MODIS土地覆盖分类产品，探讨蒙古高原植被覆盖变化趋势及其对气温和降水量的季节响应特征。结果表明，10a来，蒙古高原植被覆盖度呈增加趋势和呈下降趋势的面积基本持平；春季和夏季植被覆盖度呈下降趋势，而秋季呈上升趋势，降水量是最主要的影响因子；在秋季5种植被类型均呈增加趋势，而在春季和夏季不同植被类型的增减趋势因植被类型而异。 展开更多

关键词 蒙古高原 MODIS NDVI 植被变化 气候响应

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雅氏落叶松尺蠖在蒙古高原适生区的分布 被引量：6

9

作者 黄晓君 颉耀文 +1 位作者 包玉海 Altanchimeg 《西北农林科技大学学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 2018年第4期98-106,共9页

【目的】为防控蒙古国雅氏落叶松尺蠖(Erannis jacobsoni Djak)扩散,预测该虫在蒙古高原的潜在适生区分布。【方法】选取影响雅氏落叶松尺蠖适生性的6个气象指标,基于害虫分布点和寄主分布数据,利用Maxent模型和气候相似性分析方法,结合... 【目的】为防控蒙古国雅氏落叶松尺蠖(Erannis jacobsoni Djak)扩散,预测该虫在蒙古高原的潜在适生区分布。【方法】选取影响雅氏落叶松尺蠖适生性的6个气象指标,基于害虫分布点和寄主分布数据,利用Maxent模型和气候相似性分析方法,结合GIS空间分析方法预测害虫适生区,并将这2种方法相结合预测害虫适生区细化分布。利用Kappa系数对3种方法的预测精度进行评定。【结果】Maxent模型、气候相似性分析法以及2种方法综合预测的适生区总面积分别为9.11,10.34和7.56万km^2;三者预测的适生区总体分布基本一致,包括我国内蒙古呼伦贝尔、兴安盟及锡林郭勒和蒙古国库苏古尔、东方、色楞格、布尔干、扎布汗、肯特、后杭爱、中央、鄂尔浑、乌兰巴托及前杭爱等地区,其中极高和高适生区主要分布在蒙古国布尔干、后杭爱及库苏古尔;三者预测的Kappa系数分别为0.778,0.733和0.813,表明2种方法综合预测精度优于Maxent模型和气候相似性分析法。【结论】雅氏落叶松尺蠖在蒙古高原的适生区分布较广,应趁早采取防范措施保障蒙古高原森林生态系统安全;2种方法综合预测精度较高。 展开更多

关键词 雅氏落叶松尺蠖 适生区预测 GIS技术 Maxent生态位模型 气候相似性

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1982-2015年蒙古国植被覆盖变化及其与气候变化和人类活动的关系 被引量：22

10

作者 杜佳梦 包刚 +4 位作者 佟斯琴 黄晓君 温都日娜 美丽 包玉海 《草业学报》 CSCD 北大核心 2021年第2期1-13,共13页

基于1982-2015年间GIMMS NDVI3g数据、气象数据和植被类型数据,采用趋势分析、偏相关性分析和残差分析等方法,从不同时空尺度上分析蒙古国植被NDVI空间格局、变化趋势及其主要原因。结果表明,过去34年间蒙古国生长季平均NDVI在空间上由... 基于1982-2015年间GIMMS NDVI3g数据、气象数据和植被类型数据,采用趋势分析、偏相关性分析和残差分析等方法,从不同时空尺度上分析蒙古国植被NDVI空间格局、变化趋势及其主要原因。结果表明,过去34年间蒙古国生长季平均NDVI在空间上由南向北逐渐增加,具有显著的纬度地带性分布特征,并随着海拔的升高而降低。生长季NDVI阶段性变化特征明显,1982-1994年和2007-2015年间呈显著增加趋势,而1994-2007年间呈显著下降。从34年的观测尺度看,NDVI以每年0.0005的速率呈显著增加趋势,其变化趋势与降水量的关系较密切,两者之间的偏相关系数为0.74。在空间分布上,植被显著增加的区域主要分布在西部大湖盆地、杭爱山脉、戈壁阿尔泰山脉和北部森林区,其对气候的响应因季节和地区而异。从季节上看,总体上3个季节NDVI均呈增加趋势,其中夏季NDVI波动与生长季的波动一致,主要受降水量的控制,其主要原因为夏季生产力占全年生产力的比重较高有关。春季和秋季NDVI对温度的响应明显。残差分析表明,人类活动是蒙古国植被NDVI变化的另一重要影响因素,特别是在人口密度较大的地区(蒙古国西部高山地区和中部草原地区),植被NDVI的变化受人类活动影响明显。 展开更多

关键词 蒙古国 NDVI 气候因子 人类活动 植被类型

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基于MODIS数据的蒙古高原积雪时空变化研究 被引量：12

11

作者 姜康 包刚 +2 位作者 乌兰图雅 姜莉 王牧兰| 《干旱区地理》 CSCD 北大核心 2019年第4期782-789,共8页

利用Terra卫星和Aqua卫星提供的2002年9月1日~2017年5月31日每日积雪覆盖产品MOD10C1和MYD10C1,提取蒙古高原积雪日数、积雪面积、积雪初日及积雪终日信息,得到蒙古高原积雪特征分布和变化趋势,同时,结合蒙古高原108个地面气象观测站的... 利用Terra卫星和Aqua卫星提供的2002年9月1日~2017年5月31日每日积雪覆盖产品MOD10C1和MYD10C1,提取蒙古高原积雪日数、积雪面积、积雪初日及积雪终日信息,得到蒙古高原积雪特征分布和变化趋势,同时,结合蒙古高原108个地面气象观测站的气温资料,分析研究区积雪变化特征和气温的关系。结果表明:(1)蒙古高原平均积雪日数在60~90 d之间,积雪初日主要分布在315~335 d之间,积雪终日大多集中在31~61 d之间,蒙古高原东部地区积雪初日有明显的提前趋势,西南地区积雪终日有明显的提前趋势。(2)积雪面积在积雪季内呈"单峰型",1月份为积雪面积最大月,年均积雪面积呈微弱的下降趋势。(3)最大积雪覆盖面积与温度具有明显的相关性,稳定积雪覆盖区的临界温度大概介于-11^-8℃之间。(4)温度是影响积雪特征变化的重要因素。 展开更多

关键词 蒙古高原 积雪 MODIS 气候变化 温度

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蒙古国冬春季气候非对称变暖及其对植被返青期和春季NDVI的影响 被引量：3

12

作者 张港栋 包刚 +2 位作者 黄晓君 元志辉 温都日娜 《干旱区地理》 CSCD 北大核心 2023年第8期1238-1249,共12页

基于2001—2020年NDVI和EVI两种遥感植被指数及蒙古国60个气象站点的气温和降水数据,利用累积植被指数的Logistic曲线曲率极值法和动态阈值法提取蒙古国植被返青期,并结合偏相关分析方法探讨二者与冬春季昼夜气温非对称变化之间的关系... 基于2001—2020年NDVI和EVI两种遥感植被指数及蒙古国60个气象站点的气温和降水数据,利用累积植被指数的Logistic曲线曲率极值法和动态阈值法提取蒙古国植被返青期,并结合偏相关分析方法探讨二者与冬春季昼夜气温非对称变化之间的关系。结果表明:(1)近20 a来,最高气温在冬春季的变暖速率分别为0.07℃·a^(-1)、0.15℃·a^(-1)(P<0.05,R^(2)=0.33),最低气温在冬春季的变化速率分别为-0.01℃·a^(-1)、0.04℃·a^(-1),冬春季气温日较差的变化速率分别为0.08℃·a^(-1)、0.11℃·a^(-1)(P<0.05,R^(2)=0.52),存在明显的季节性差异。(2)蒙古国植被返青期对冬春季气候变暖的季节性响应是非对称的,冬季最高气温和气温日较差的影响大,而春季则是最低气温影响大,且均表现为负相关。(3)蒙古国气候变暖对植被NDVI产生的非对称影响主要表现在春季,即春季最高气温和气温日较差对植被NDVI主要表现为负相关,而春季最低气温对植被NDVI主要表现为正相关。研究结果可为进一步了解全球气候变暖背景下植被春季物候及植被后期生长的季节性影响提供重要参考价值。 展开更多

关键词 返青期 春季NDVI 非对称变化 气温日较差 蒙古国

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2001—2020年蒙古高原昼夜非对称变暖对植被返青期的影响 被引量：5

13

作者 张港栋 包刚 +1 位作者 元志辉 温都日娜 《干旱区地理》 CSCD 北大核心 2023年第5期700-710,共11页

基于2001—2020年归一化植被指数(NDVI)、增强型植被指数(EVI)2种遥感植被指数以及蒙古高原94个气象站点的月最高、最低温和降水量数据,利用累积NDVI的Logistic曲线曲率极值法和动态阈值法2种物候识别方法提取蒙古高原植被返青期,分析... 基于2001—2020年归一化植被指数(NDVI)、增强型植被指数(EVI)2种遥感植被指数以及蒙古高原94个气象站点的月最高、最低温和降水量数据,利用累积NDVI的Logistic曲线曲率极值法和动态阈值法2种物候识别方法提取蒙古高原植被返青期,分析蒙古高原昼夜非对称变暖的时空变化及其对植被返青期的影响。结果表明:(1)2001—2020年蒙古高原生长季开始前6个月(上一年11月—当年4月)平均最高温[0.7℃·(10a)-1]和最低温[0.3℃·(10a)-1]均呈上升趋势,最高温的变暖速率是最低温的2.3倍。(2)季前昼夜非对称变暖对植被返青期均产生提前作用,但与最高温相比,最低温对返青期的影响程度更大,且影响范围更为广泛。(3)季前昼夜非对称变暖对不同植被类型返青期产生不同影响,白天变暖对灌丛、农田和稀疏植被返青期的影响更明显,夜间变暖对森林和草地返青期的影响更强,特别是森林地区(25.5%)。研究白天和夜间非对称变暖对蒙古高原植被物候的影响,对揭示温度对春季植被物候的影响机制有重要意义。 展开更多

关键词 最高温 最低温 非对称变暖 返青期 蒙古高原

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科尔沁沙地生态安全格局时空演变规律研究 被引量：2

14

作者 王妍力 王永芳 +3 位作者 郭恩亮 包刚 艾丽亚 马浩文 《地理科学》 北大核心 2025年第6期1341-1354,共14页

土地沙漠化问题对区域生态安全构成了严峻挑战。构建一套科学合理的生态安全格局是维护沙区生态平衡、确保经济社会可持续发展的核心要素和紧迫任务。本文以科尔沁沙地为研究区,运用1990年、2000年、2010年、2020年4期的土地利用和降水... 土地沙漠化问题对区域生态安全构成了严峻挑战。构建一套科学合理的生态安全格局是维护沙区生态平衡、确保经济社会可持续发展的核心要素和紧迫任务。本文以科尔沁沙地为研究区,运用1990年、2000年、2010年、2020年4期的土地利用和降水量等数据,对生态系统服务重要性进行分析,通过生态需求评估识别生态源地,借助电路理论,结合Linkage Mapper工具箱和Circuitscape软件提取生态廊道、识别夹点区和改善区;最终构建研究区1990-2020年生态安全格局并提出优化对策。结果表明:(1)1990-2010年生态源地数量、面积呈现出增加趋势,其中源地面积增幅达8.37%,这与林地、草地面积增加有关。2010-2020年源地数量下降,源地面积减少了1.38%,说明研究区近年来存在边治理边破坏的现象;(2)1990-2010年生态廊道数量从32条增加到120条,2010-2020年生态廊道数量减少了30条,表明生态源地面积的增减显著影响生态流的流动强度;(3)夹点主要分布在研究区林地和草地集中地区,改善区则分布在未利用土地与城区周围;(4)基于上述研究结果,本研究提出“一带、两轴、三中心”生态安全格局的优化策略,为科尔沁沙地未来生态环境保护与利用提供切实可靠的理论依据与技术手段。 展开更多

关键词 生态安全格局 InVEST模型 电路理论 生态系统服务 科尔沁沙地

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热红外遥感图像中云覆盖像元地表温度估算研究进展 被引量：9

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作者 周义 覃志豪 包刚 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2014年第2期364-369,共6页

地表温度是描述陆表过程和反映地表特征的重要参数。及时掌握区域和全球尺度上的地表温度时空分布是许多地表过程研究和热红外遥感应用的必需。热红外遥感是地表温度快捷获取的最佳手段,但仅局限于天空晴朗无云情形。云覆盖致使热红外... 地表温度是描述陆表过程和反映地表特征的重要参数。及时掌握区域和全球尺度上的地表温度时空分布是许多地表过程研究和热红外遥感应用的必需。热红外遥感是地表温度快捷获取的最佳手段,但仅局限于天空晴朗无云情形。云覆盖致使热红外遥感不能直接获取云覆盖像元地表温度,其反演结果为云顶温度或附加了云辐射强迫效应后的地表温度。如何精准获取热红外遥感图像中云覆盖像元地表温度信息,成为热红外遥感地表温度反演和应用亟待完善的难题。文章系统详细回顾了国内外热红外遥感图像中云覆盖像元地表温度估算方法,评述了各方法的特性,并指出今后应加强加深热红外遥感与被动微波遥感融合技术、数据同化技术、尺度效应和算法参数化中普适性假定等四方面研究。 展开更多

关键词 云覆盖 地表温度 热红外 遥感反演 LAND surface temperature (LST )

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不同叶面积指数遥感产品在呼伦贝尔草甸草原的应用对比 被引量：5

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作者 杨帆 李振旺 +3 位作者 包玉海 李晓宇 张保辉 辛晓平 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第S1期153-160,共8页

叶面积指数(leaf area index,LAI)是植被生理过程模拟的重要参数之一,对植被气候关系、全球气候变化研究等具有重要的意义。近年来LAI产品越来越多,这些产品的精度、区域适用性都不相同。为了选择适用于呼伦贝尔典型草甸草原的LAI产品,... 叶面积指数(leaf area index,LAI)是植被生理过程模拟的重要参数之一,对植被气候关系、全球气候变化研究等具有重要的意义。近年来LAI产品越来越多,这些产品的精度、区域适用性都不相同。为了选择适用于呼伦贝尔典型草甸草原的LAI产品,为以后在呼伦贝尔展开工作提供便利,该文以内蒙古呼伦贝尔草甸草原为研究区域,利用2013年6-8月6期地面试验数据,以HJ-1A/B CCD高分辨率影像为中间桥梁建立植被指数SR与LAI的统计模型,反演得到LAI参考图像,对研究区域内与地面试验同期的MODIS LAI和GLASS LAI、GEOV1 LAI产品分别进行了直接验证与交叉验证。结果显示,3个LAI产品均存在高估现象,以GLASS LAI最为显著约高估41%,其次是MODIS LAI约高估了32%。GEOV1 LAI产品准确性最高,RMSE=0.289 MAE=0.216。GLASS LAI与GEOV1 LAI产品的相关性最好(R2=0.6465)。通过对比全年LAI产品发现,3个产品具有良好的时序一致性。GLASS LAI呈现为平滑曲线,高估现象主要存在于LAI值较小时。MODIS LAI最不稳定性,波动性较大。GEOV1 LAI产品在第133天至第201天这段时间内LAI值比其他两个产品的LAI值小;在第202天后GEOV1 LAI值与GLASS LAI值相差无几,高于MODIS LAI。根据对比分析结果,GEOV1 LAI产品最适用于呼伦贝尔典型草甸草原。通过提取质量控制层数据,确定云覆盖不是影响LAI异常的原因。 展开更多

关键词 遥感 图像处理 试验 LAI GLASS LAI MODIS LAI GEOV1 LAI 呼伦贝尔草甸草原

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热红外遥感图像中云覆盖像元地表温度估算初论 被引量：11

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作者 周义 覃志豪 包刚 《地理科学》 CSCD 北大核心 2013年第3期329-334,共6页

云覆盖是热红外遥感应用和地表温度(Land Surface Temperature,LST)遥感定量反演的重要障碍。如何估算热红外遥感图像中云覆盖像元的地表温度,是热红外遥感的前沿研究难题。以地表热量平衡为基础,根据地表温度的空间分布连续性、植被对... 云覆盖是热红外遥感应用和地表温度(Land Surface Temperature,LST)遥感定量反演的重要障碍。如何估算热红外遥感图像中云覆盖像元的地表温度,是热红外遥感的前沿研究难题。以地表热量平衡为基础,根据地表温度的空间分布连续性、植被对地表温度的影响,提出三种解决云覆盖像元地表温度估算方案:空间插值修正法、植被关系修正法和改进型地表热量平衡法,并探讨云覆盖区地表温度空间分布的洼地效应现象、洼地效应强度及计算方法。基于地表热量平衡方程的洼地效应强度因子和影像灰度值之间关系的数值模拟,是三种估算方案切实可行的关键。 展开更多

关键词 云覆盖 地表温度 洼地效应 热红外遥感

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落叶松毛虫危害下落叶松针叶含水率高光谱估算

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作者 郭佳泽 黄晓君 +4 位作者 顾鹏远 周德宝 张军生 白力嘎 萨和芽 《中南林业科技大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第8期27-35,93,共10页

【目的】虫害早期胁迫会使得落叶松针叶含水率等内部生化组分发生微小变化,此时光谱具有明显响应。随着遥感技术的发展,高光谱遥感能够捕捉到这些微小变化,成为监测和识别虫害早期胁迫的重要工具。准确地预测针叶含水率,可为落叶松毛虫... 【目的】虫害早期胁迫会使得落叶松针叶含水率等内部生化组分发生微小变化,此时光谱具有明显响应。随着遥感技术的发展,高光谱遥感能够捕捉到这些微小变化,成为监测和识别虫害早期胁迫的重要工具。准确地预测针叶含水率,可为落叶松毛虫虫害早期胁迫预警工作提供实验依据。【方法】以大兴安岭森林虫害爆发区为研究区,获取2021年7月的高光谱数据和针叶含水率数据,通过平滑光谱反射率(SSR)、微分光谱反射率(DSR)和光谱连续小波系数(SCWC)三种光谱特征,结合Findpeaks函数(FP)和连续投影算法(SPA)对光谱降维和提取敏感特征,并利用偏最小二乘回归(PLSR)、随机森林(RF)和支持向量机回归(SVMR)三种算法建立含水率估算模型。【结果】1)SCWC的敏感波段大多集中在2^(2)、2^(3)、2^(4)三个尺度上且比DSR和SSR更加敏感。2)FP-SPA能快速准确地选择敏感光谱特征,减少数据冗余,降低模型复杂度。3)PLSR-SCWC-coif4模型精度最高(R^(2)=0.890 4,RMSE=0.037 5),比DSR和SSR的R^(2)分别提高0.096 3和0.115 3,RMSE分别降低0.007 5和0.017 8;其次是SVMR-SCWC-bior4.4模型(R^(2)=0.876 4,RMSE=0.033 0)精度提高最为显著,比DSR和SSR的R^(2)分别提高0.155 4和0.130 8且RMSE降低0.026 3和0.027 3。【结论】SCWC比DSR和SSR对针叶含水率更敏感,同时FP-SPA能快速准确地提取敏感光谱特征,因此SCWC对于针叶含水率的估算具有可靠的精度,从而可以实现落叶松毛虫危害下落叶松针叶含水率的准确预测。 展开更多

关键词 落叶松毛虫虫害 针叶含水率 高光谱 光谱变换

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基于高光谱数据和RBF神经网络方法的草地叶面积指数反演 被引量：11

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作者 包刚 覃志豪 +4 位作者 周义 包玉海 辛晓平 红雨 海全胜 《国土资源遥感》 CSCD 北大核心 2012年第2期7-11,共5页

基于中国农业科学院在呼伦贝尔草原实测的120组草地冠层光谱反射率及相应的叶面积指数(LAI)数据,在进行主成分分析(PCA)实现降维处理的基础上,利用径向基函数(radial basis function,RBF)神经网络方法对草地LAI进行了高光谱反演研究。PC... 基于中国农业科学院在呼伦贝尔草原实测的120组草地冠层光谱反射率及相应的叶面积指数(LAI)数据,在进行主成分分析(PCA)实现降维处理的基础上,利用径向基函数(radial basis function,RBF)神经网络方法对草地LAI进行了高光谱反演研究。PCA结果表明,前9个主成分的累积贡献率达到了99.782%,能包含原光谱数据的绝大部分信息。将120组LAI及相应的9个主成分样本数据随机分为校正集数据(90组)和预测集数据(30组),分别用于神经网络模型的建立和LAI的预测。所构建的神经网络模型的模拟结果表明,RBF神经网络模型对校正集样本的模拟准确率达到100%(RMSE=0.009 6,R2=0.999);预测集样本的实测LAI和模拟LAI之间的均方误差和决定系数分别为0.218 6和0.839,取得了较好的模拟效果,有效提高了传统的多元线性回归方程(RMSE=0.416 5,R2=0.570)的计算精度。 展开更多

关键词 高光谱数据 RBF神经网络 草地叶面积指数 反演

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基于力学模型的小麦腊熟期倒伏的风速研究 被引量：4

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作者 张丽华 武捷春 +2 位作者 包玉海 王春霞 徐锟 《广东农业科学》 CAS CSCD 北大核心 2014年第15期158-161,共4页

随着小麦产量的提高,其倒伏的可能性也增大。因此,解决小麦的倒伏问题对提高小麦产量具有重要意义。将腊熟期小麦茎秆简化为刚/弹性材料,研究了腊熟期小麦茎秆在风载作用下应力变化的基本规律,运用振动理论建立了小麦单茎穗重在风载作... 随着小麦产量的提高,其倒伏的可能性也增大。因此,解决小麦的倒伏问题对提高小麦产量具有重要意义。将腊熟期小麦茎秆简化为刚/弹性材料,研究了腊熟期小麦茎秆在风载作用下应力变化的基本规律,运用振动理论建立了小麦单茎穗重在风载作用下的抗倒伏力学模型。最后,利用2013年的试验数据,基于该模型计算出了周麦18茎秆和矮抗58茎秆的抗倒伏风速,计算结果与已有文献数据较吻合,表明该模型可为研究小麦的抗倒伏提供一定的理论依据。 展开更多

关键词 小麦茎秆 抗倒伏风速 力学模型

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