分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2024-03-15 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要: 鄂尔多斯市是黄河流域重要的草原荒漠过渡带和农牧交错带,研究其生态质量变化对支持黄河流域生态保护和高质量发展具有重要意义。以MODIS遥感影像为数据源,通过改进常规归一化及主成分方法,计算鄂尔多斯市基线遥感生态指数(Baseline remote sensing ecological index,B_RSEI),分析该区域2001—2019年的生态质量时空变化特征。结果表明:(1)B_RSEI具有稳定的方向性和整体性,能更好地反映生态质量长时序变化,2001—2019年鄂尔多斯市B_RSEI呈现起伏增长和东高西低的空间分异性。(2)地表含水量指数是促进B_RSEI的主要因素,是解释B_RSEI分布的主要单因子,地表温度是抑制B_RSEI的主要因素,其交互作用最大。(3)鄂尔多斯生态质量以改善为主,占总面积的67.13%,准格尔旗、康巴什区、伊金霍洛旗地区生态治理效果显著。研究表明鄂尔多斯市生态质量整体改善,B_RSEI有利于分析生态质量年际变化,为鄂尔多斯市生态治理和黄河流域高质量发展提供参考依据。
分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2024-03-01 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要: 本文利用2011—2020年塔里木盆地多站浮尘日数据,筛选出396个浮尘滞空日。采用ERA5气象再分析资料,应用PCT算法对塔里木盆地浮尘滞空日地面及高空环流进行客观分型,并分析典型浮尘滞空个例,以揭示浮尘滞空与高低空天气环流之间的联系。结果表明:地面天气型可分为高压前部型、高压底部型和均压场型,不同地面天气型下气象条件和污染物浓度特征存在一定差异;地面天气系统演变过程为高压前部型-高压底部型-均压场型,高空天气系统演变过程为西风槽后型、高压脊型交替出现-平直纬向型;当地面西伯利亚冷高压东移南下,高空受槽后和伊朗高压控制时,浮尘滞空天气处于发生和发展阶段,地面PM10浓度较高;当地面为均压场,无明显气压系统活动,高空为平直纬向环流时,浮尘滞空天气趋于结束。
分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2023-12-16 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要: 为探究影响红寺堡扬黄灌区土壤盐渍化的主要影响因素,采用相关性分析法和主成分分析法对0~100 cm 土壤剖面盐渍化特征进行研究,结果表明:(1)研究区土壤整体为强碱性土,下层20~100 cm土壤pH值显著高于上 层0~20 cm土壤pH值(PNa++K+> Ca2 + >Mg2+> HCO- 3 >Cl-> CO2 - 3 ,各离子浓度也随着土壤深度的增加而增加,与全盐和pH值变化一致。(3)通过相关性分析和主成分分析发 现灌区内影响全盐的主要因子为SO2 - 4 、Cl-、Na++K+、Mg2+,影响pH的主要因子则为CO2 - 3 、HCO- 3 ,主要盐类以硫酸 盐和氯化盐为主,但不同剖面深度盐类有显著差异,上层盐类主要是氯化盐类,下层则是硫酸盐类和氯化盐复合 型,研究结果探明了影响红寺堡扬黄灌区土壤盐分特征的主导因子,为研究区盐碱地治理提供理论依据。
分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2023-08-25 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要: 本研究着眼于废弃矿山立地类型与植被群落特征关系的研究视角,以近自然修复理论为基础探究其植被群落空间配置,为废弃矿区生态修复过程中植被恢复提供理论依据和参考。研究区位于内蒙古乌拉山废弃矿山,采用主成分分析、相关性分析和聚类分析的方法划分立地类型,探究不同立地类型下植物群落特征,从而得到近自然植被恢复的最佳空间配置比例。结果表明:坡度、坡位和土壤硬度为主导因子并据此将该区域划分为9个立地类型。其中,缓坡坡中中质土立地类型和斜坡坡中中质土立地类型在生物量、植被盖度、Margalef丰富度指数和Shan⁃non-Wiener多样性指数上均大于其他立地类型。就植被配置模式而言,对于生境较差的立地类型如缓坡坡下软质土立地类型,建议配置草本模式(配置比例为多年生草本∶一年生草本=6∶4),对于其他立地条件较好区域,建议配置灌草模式。
分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2023-05-17 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要: 干旱、半干旱地区约占中国陆地总面积的47%,该地区多以荒漠为背景,其生态结构简单,生态系统脆弱。为了更加客观准确的评价干旱、半干旱地区生态质量,对遥感生态指数(Remote sensing ecological index,RSEI)进行改进,提出一种适用于干旱地区的干旱遥感生态指数(Drought remote sensing ecological index,DRSEI),该指数由绿度、湿度、干度、荒漠化指数和热度5个生态因子耦合而成。相较于RSEI,DRSEI对植被更加敏感,对不透水面、土地以及沙地的分辨能力更强,适合干旱半干旱地区的生态质量评价。利用DRSEI对古浪县19942020年生态质量进行长时序的动态监测与评价。结果表明:古浪县19942020年生态质量整体变好,中西部和东南部植被覆盖度明显增加,对生态环境有很强的改善作用;生态质量较差的区域主要集中在北部腾格里沙漠,生态质量为优、良、中的地区主要分布在南部祁连山东端支脉。基于DRSEI定量化评价干旱半干旱区域生态质量,对指导我国干旱半干旱区域的生态环境整治以及可持续发展具有重要的现实意义。
分类: 地球科学 >> 水文学 提交时间: 2023-01-17 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要: 本研究借鉴2030可持续发展目标(SDGs)的评估指标,采用熵值法和层次分析法确定指标权重,利用主成 分分析法分析20062020年吉尔吉斯斯坦水环境承载力变化趋势,通过向量模法确定了影响吉尔吉斯斯坦水环境 承载力的主要影响要素。结果表明:20062020年吉尔吉斯斯坦水环境承载力总体呈增强趋势。水环境和社会经 济子系统促进水环境承载力持续升高,而水生态和水资源子系统限制水环境承载力。人口密度、用水紧缺度、水体 面积、可再生水资源人均占有量是限制水环境承载力的主要影响因素。增加城镇化率、提升用水效率、减少废污水 排放量和提高废水处理率是吉尔吉斯斯坦水环境承载力提高的有效途径。
分类: 地球科学 >> 大气科学 提交时间: 2022-06-07 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要: 祁连山及周边区域地形复杂,降水分布极不均匀,如何科学地分区分型,对把握研究区域降水分布特征具有极为重要的意义。利用该区域31个国家基本站19612020年59月降水量资料,采用主成分分析方法(PCA)对该区域降水量进行分析,再通过聚类分析(CAST)对该结果进行显著性检验,最后将分区分型结果应用于人工增雨作业效果评估。结果表明:(1)祁连山及周边可分成7个区域(Z1~Z7),累积方差贡献率超过78%。(2)这7个区域分别以乐都、海晏、野牛沟、武威、高台、临泽、刚察为中心点,划分结果与降水量、地理地形、海拔高度显著关联。(3)依托区域历史回归统计方法对人工增雨作业效果进行评价,发现19922020年石羊河流域59月绝对增雨量、相对增雨率分别为8.91 mm、6.51%,其中7月最高(6.30 mm、21.86%),8月次之(5.44 mm、16.11%)。基于地面降水量的作业效果评价往往受对比区选择的影响,聚类检验方法不仅有助于复杂地形下降水量的分区研究,还为科学选择对比区提供了客观依据。
分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2022-03-28 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要: 绿洲-沙漠过渡带是绿洲与沙漠生态系统之间的生态缓冲区,对维持绿洲稳定与防风固沙具有重要的生态功能。以策勒绿洲-沙漠过渡带为例,选取19932017年Landsat遥感影像数据、气象与社会经济数据,采用归一化植被指数(Normalized Difference Vegetation Index)、像元二分模型和主成分分析方法,探讨小尺度区域长时间序列的植被变化及其驱动因素。结果表明:(1)在近25 a来,策勒绿洲-沙漠过渡带的年均NDVI呈逐年增加的趋势,高NDVI主要分布在其东南部,而低NDVI主要分布在其西与西北部;(2)多年平均植被覆盖度为0.23,其中1993年、1998年、2008年、2011年、2014年、2017年这6期的FVC(Fractional Vegetation Coverage)分别为0.20、0.18、0.19、0.23、0.27、0.28,植被覆盖度在不断增加;(3)植被覆盖度总体以中等和低覆盖为主,分别占研究区总面积的30.73%、21.47%,其次为低、较高、高和极低覆盖植被,分别占研究区总面积的21.48%、20.39%、20.12%、7.26%。植被覆盖明显变好区域所占面积较小且主要集中在中部和东南部及策勒河流域周边,其余变化等级的植被覆盖分布较分散;(4)在年际时间尺度上,人类活动是影响策勒绿洲-沙漠过渡带植被变化的主导因素,植被对降水量和大气相对湿度的敏感度大于气温,其中人工造林、耕地面积、人口数量、防护林面积分别在第一主成分分析中占0.850、0.810、0.853、0.779,大气相对湿度、降水量和牲畜存栏数分别占第二主成分分析的0.845、0.753、-0.608,气温占第三主成分分析的0.883。本研究为进一步认识绿洲-沙漠过渡带的植被变化、影响因素、植被保育及恢复提供理论依据。
分类: 地球科学 >> 水文学 提交时间: 2021-12-14 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要: 宁夏中南部调水工程是宁夏境内唯一的大型调水工程,该项工程的实施,必将会对受水区 水资源配置格局产生巨大的影响。基于水资源配置的多目标性和模糊不相容性的特点,开展宁夏 中南部调水工程受水区水资源配置及效果评价研究,进一步明确中南部调水工程对水资源配置格局的影响。从生活优先、生态优先 2 个角度出发,选取 2020、2025 年规划水平年,分别设置有、无中 南部调水工程参与的水资源配置方案集,从社会、经济以及生态 3 个方面对评价指标进行选取,并创建相应的评价指标体系;分别采用主成分分析法和模糊物元综合评价方法对水资源配置结果进 行评价,并将 2 种评价方法的最后得分值按优劣大小排序做对比分析。2 种评价方法均表明基于生态优先的有宁夏中南部调水工程参与的水资源配置方案最优;其中模糊物元评价结果表明,凡是采用了中南部工程调水的方案均比没有中南部调水工程的方案优,而主成分分析的评价结果优劣 差异较为明显,除了表明采用中南部工程调水的方案均比没有中南部调水工程的方案优,还可以发现受水区配置的水资源量越多,方案越优。这个结果同时也说明 2 种评价方法用于水资源配置效果评价均具有一定的合理性,而宁夏中南部调水工程的参与对于受水地区的经济发展起到了很大的推动作用,同时还提升了区域生态环境效益。
分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2021-08-02 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要: 协同环境变量与机器学习回归模型构建土壤有机质空间预测组合模型对养分精准管理具 有重要意义,而多维变量间的信息冗余和相关性会导致模型训练时间过长、预测精度降低等问 题。以陕西省咸阳市农耕区为例,选取高程、坡向、坡度、剖面曲率、平面曲率、地形起伏度、地形湿度指数、年均降水量、年均气温、归一化植被指数共 10 个环境变量,在主成分分析(Principal compo⁃ nent analysis,PCA)、核主成分分析(Kernel principal component analysis,KPCA)方法特征提取基础 上,组合随机森林(Random forest,RF)、支持向量回归机(Support vector regression,SVR)、K 最近邻(K-nearest neighbor,KNN)机器学习模型进行土壤有机质含量空间预测。以单一模型作为对照,通 过计算模型决定系数(Coefficient of determination,R2)、均方根误差(Root mean square error,RMSE) 和相对绝对误差(Relative absolute error,RAE),对不同模型的预测结果进行精度评价。结果表明:利用主成分提取方法和机器学习算法构建组合模型能消除变量间相关性,一定程度上提高土壤有 机质含量预测模型精度。KPCA-RF 模型对 SOM 含量预测精度高于其他模型,R2、RMSE、RAE 分别 为 0.791、1.970 g•kg-1、50.100%,该模型良好的预测能力可以为土壤有机质含量的空间预测与制图提供科学依据。
分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2021-08-01 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要: 草原火灾是牧区主要自然灾害之一,严重影响社会经济和生命安全。针对蒙古高原草原的 特点及成灾机理,以蒙古高原的草原区作为研究区,获取了 2000—2016 年各盟市的指标层数据,依 据自然灾害风险分析原理,从危险性、暴露性、脆弱性和防灾减灾能力 4 个方面选取 23 个评价指 标,建立了蒙古高原草原火灾风险评价指标体系,并采用主成分分析方法确定指标权重,结合地理 信息系统空间分析功能制作了蒙古高原草原火灾风险分布图。结果表明:(1)通过主成分分析得 到 7 个主成分,缩减了指标个数,准确指出草原火灾风险要素来源。(2)蒙古高原草原火灾的高危 险区分布在蒙古国中部,呈向四周递减的趋势;高暴露区分布在内蒙古东北部地区;高脆弱区分布 在内蒙古北部以及蒙古国肯特省;高防灾减灾区主要分布在内蒙古呼伦贝尔市、兴安盟和鄂尔多 斯市。(3)蒙古高原草原火灾风险从整体来看,内蒙古东北部风险高于西部地区,呈现自东向西递 减趋势;蒙古国呈现由中间向四周递减趋势。低风险、次低风险、中风险、次高风险和高风险区面 积占蒙古高原草原区面积比例分别为 4.88%、36.20%、28.37%、11.56%和 18.99%。根据中蒙各盟市 地理环境特征和经济发展水平来制定防火策略,可以降低草原火灾风险性,为草原畜牧业可持续 发展规划提供参考。
分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2021-03-03 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要: 青藏高原是我国重要的高寒草甸分布区和畜牧区,畜牧活动对区域植被和生态的影响作 用受到众多学者的广泛关注。通过采集青藏高原东部高寒草甸区共 49 个放牧家畜粪样品(牦牛粪 样品 30 个、马粪样品 11 个、羊粪样品 8 个),并在区域植被调查的基础上,对粪样品开展了花粉分 析。结果表明:这 3 种类型的粪样品花粉组合以莎草(Cyperaceae)、禾本科(Poaceae)、龙胆科(Gentianaceae)、毛茛科(Ranunculaceae)花粉为主,可较好地反映区域植被群落特征,食草动物粪花 粉中有少量谷物类禾本科花粉出现反映了当地居民少量耕种燕麦用来饲养牲畜。3 种放牧家畜在 采食习性上存在一定差异,牦牛采食的植物种类比羊和马略多,牦牛和马对杂草类禾本科和唐松 草属植物的采食率低于羊,对龙胆科、菊科和蒿属植物的采食率明显高于羊。放牧家畜通过选择 性采食适口性好的莎草科和禾本科优势植物种类直接影响高寒草甸区植被群落结构和功能。研 究区粪花粉组合与表土花粉组合对比发现,乔木花粉和紫菀属花粉含量在表土样品中显著高于粪 样品,而禾本科和龙胆科花粉含量在粪样品中高于表土样品,上述差异指示粪花粉更能反映区域 植被群落特征,放牧家畜选择性采食导致粪花粉与表土花粉组合有所区别。本研究为评估青藏高 原放牧家畜采食习性以及畜牧活动对区域植被的影响提供了新的研究思路和手段,也为今后在青 藏高原开展考古遗址中保存的粪样品花粉分析,据此重建古植被群落和古人类生产活动信息,提 供了重要的现代过程依据和借鉴资料。
分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2021-02-13 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要: 基于生态敏感性-生态恢复力-生态压力度(SRP)概念模型,从地形、气候、植被和社会经济 因子选取 8 个评价指标,利用遥感和 GIS 技术,采用主成分分析方法求取权重,对祁连山地区启动 水源涵养区生态环境保护和综合治理规划研究前后近 10 a 的生态脆弱性程度进行系统、定量地评 估,旨在揭示生态脆弱性的分布特征、时空演变及动因,为区域生态保护、资源利用和可持续发展 提供参考。结果表明:(1)从研究区生态脆弱性分布来看,祁连山地区主要以轻度和重度脆弱为 主,脆弱性程度从西北向东南地区逐渐减弱,西北地区植被覆盖度小,海拔高,生态环境较为恶劣 是导致脆弱性程度较高的原因;(2)祁连山地区 3 期生态脆弱程度呈逐渐下降趋势,综合指数分别 为 3.307、3.118 和 3.103;2005 年 生 态 脆 弱 性 较 高 ,极 度 脆 弱 面 积 为 28 610 km2,2010 年 下 降 为 11 723 km2,2015 年降低为 6 174 km2,极度脆弱面积逐渐减少;(3)从祁连山地区生态脆弱性演变动 因来看,8 个指标对生态脆弱性影响均较为显著,但在不同的时间影响程度各不相同,2005—2015 年 3 期数据中对生态脆弱性影响最大的均为植被指数,降水次之,地形因子影响最小。总体来看, 近年来祁连山地区生态脆弱性程度有所降低,但仍然需要加强保护力度,促进生态环境可持续 发展。
分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2020-12-17 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要: 以河套灌区下游乌拉特灌域为研究区,通过野外实测与室内试验分析相结合,采用传统统计与主成分分析方法探讨盐渍化土壤春季(4月)和秋季(10月)含盐量与盐分离子分布规律,明确影响土壤盐渍化的主导因子。结果表明:(1)春季(4月)和秋季(10月)土壤含盐量变化范围在0.55~70.78 g·kg-1,表层土壤含盐量平均值在7 g·kg-1以上,属于中度以上盐渍化土壤,有些土壤达到盐土程度。(2)表层土壤含盐量明显大于深层土壤,是深层的1.5~2倍,是盐分的积累层,属于盐分表聚型土壤。(3)各层土壤阳离子以Na+为主,占阳离子总量的47.19%,阴离子以Cl-为主,占阴离子总量的58.86%,研究区主要受到氯化物的影响,以钠盐为主,且春季土壤盐分含量明显高于秋季。主成分分析表明,前2个主成分的累积方差贡献率为86.44%,与第一主成分密切相关的是Na+、Cl-、TS、Ca2+、Mg2+,这5个指标与土壤盐渍化关系密切,代表了土壤盐渍化状况;在第二主成分因子变量中,K+与HCO3-具有较其他变量更高的载荷,K+与HCO3-通过影响土壤碱度进而在一定程度上影响土壤盐渍化。
分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2020-06-02 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要: 针对陕西省关中区域1978-2017年的农业生产数据,在分析关中40 a农业粮食生产的趋势变化后,运用主成分分析法,对影响关中农业生产中的地理环境和生产投入等主要因素进行了评价研究。结果表明:(1)关中农业粮食生产的趋势变化呈现周期为3 }7 a的循环增长方式,平均每周期峰值增长率为4.5% o (2)主成分分析研究后得出,第一主成分全是地理因素指标,方差贡献率达到0.554,对关中地区农业粮食生产起着非常显著的决定影响作用,包括受灾农田面积(不含病虫害)、主要粮食作物播种面积、成灾农田面积(不含病虫害),有效灌溉耕地面积、耕地面积;第二主成分方差贡献率为0. 25,是影响粮食生产的重要因素和农业生产的生命补给。包括农业用电量、化肥、农用机械等生产资料投入和主要粮食作物稳产面积、劳动力投入因素指标;第三主成分为农药应用量,方差贡献率为0. 068,影响较小。主成分累计方差贡献为0. 872。通过对关中地区农业粮食生产变化的影响因素分析,可以为政府部门提出数据支撑和相关性的建议。
分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2019-11-15 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要: 以祁连山排露沟流域青海云杉林为研究对象,研究了海拔梯度上土壤肥力因子的分布特征及变化规律,并运用主成分分析法对青海云杉林土壤肥力状况进行了评价。结果表明:(1)研究区土壤呈碱性,pH值均大于8.0;高海拔地区(3 300 m)含水量达到过饱和状态,各土层含水量均大于100%;随海拔升高,全氮含量呈增大趋势,全钾含量呈减小趋势,而全磷含量呈先减小后增大趋势;不同海拔梯度速效磷含量差异不显著(P>0.05),海拔3 300 m处速效钾含量显著高于其他海拔段(P3 200 m>3 100 m>3 000 m>2 900 m。
分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2019-11-14 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要: 气候变化和人类活动的不断加剧,引发了生态环境质量问题,快速准确的评价区域生态环境的历史和现状,对实现人与自然的可持续协调发展具有重要意义。本文基于遥感技术分别反演出绿度因子、湿度因子、干度因子和热度因子,使用主成分分析法构建了改进遥感生态指数(MRSEI)。利用相关性分析,分析了MRSEI的代表性,建立了基于MRSEI的锡林郭勒草原生态环境评价模型,对锡林郭勒草原近26 a的生态环境进行了总体评价。结果表明:MRSEI可集中4种生态因子信息,能够准确的对生态环境进行评价;锡林郭勒草原从1991—2017年生态环境质量呈现出先好转后恶化的趋势;1991年研究区上游的生态环境质量优于下游,生态环境质量东部优于西部;2004年,研究区整体生态环境质量空间差异较1991年变化较大,上游大多数地区生态环境质量提升,但下游明显降低;至2017年,整个研究区生态环境质量全面降低,仅在锡林河上游两岸与流域的南部和东南部保持良和优良。
分类: 地球科学 >> 地球科学其他学科 提交时间: 2019-09-09 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要: 利用锡林河流域逐月气象数据,分析了历年降水与气温的最值变化;计算了标准化降水指数(SPI)与综合气象干旱指数(CI)并用其对研究区干旱状况进行表征;利用主成分分析法对锡林河流域的干旱情况进行评价。结果表明:1981—2016年的最高气温变化呈微弱的升高趋势,最低气温的变化趋势基本持平。最大降水量的变化趋势是减小的,各月的最小降水量基本趋于0。CI指数表明,36 a中只出现过轻旱事件,且春季最多,其次为秋季,夏季发生的最少。SPI指数表明,36 a中出现了重涝、中涝、轻涝、重旱、中旱、轻旱事件,且事件的危害程度越高发生的概率相对越小,冬季发生的旱涝事件大多危害程度相对较高。主成分分析结果表明,研究区气象因素的第一主成分主要反映水分胁迫对干旱的影响,第二主成分主要反映日照对干旱的影响,第三主成分主要反映气温对干旱的影响;综合得分结果表明,各地的干旱情况排名为:扎鲁特>巴林左旗>翁牛特旗>多伦县>化德>西乌珠穆沁>锡林浩特>林西县>东乌珠穆沁>朱日和>阿巴嘎旗>二连浩特>苏尼特左旗。