全球气候变化情景下干旱事件频率和强度持续增加,识别和理解干旱胁迫下植被光合过程的突变是生态监测与气候适应管理的关键,当前对植被光合变化点的识别方法多样,但缺乏对不同方法性能差异及其干旱响应解析能力的系统评估。该文聚焦中...全球气候变化情景下干旱事件频率和强度持续增加,识别和理解干旱胁迫下植被光合过程的突变是生态监测与气候适应管理的关键,当前对植被光合变化点的识别方法多样,但缺乏对不同方法性能差异及其干旱响应解析能力的系统评估。该文聚焦中国亚热带地区,基于太阳诱导叶绿素荧光(SIF)数据、标准化降水蒸散指数(SPEI)数据,综合运用BFAST(Breaks For Additive Season and Trend)、DBEST(Detecting Breakpoints and Estimating Segments in Trend)、PELT(Pruned Exact Linear Time)和Pettitt 4种变化点检测方法,从多维度协同解析区域植被光合动态的变化点特性,并刻画SIF与干旱指数SPEI的时空关系。结果表明:(1)2003—2022年中国亚热带地区SIF整体呈上升态势,区域植被光合作用总体增强。(2)不同方法在变化点识别上各具优势:BFAST适用于识别长期趋势性变化(单调递增类占比达82.25%);DBEST能捕捉云贵高原等复杂地形的渐进式变化;PELT对多断点和频繁扰动敏感;Pettitt主要识别突发性变化引起的结构性转折。(3)SIF与SPEI相关关系呈现显著空间异质性,四川盆地、闽粤沿海等水热条件较优区域以正相关为主,滇南及藏东则以负相关为主。(4)多方法协同分析显示,变化点后SIF与SPEI相关性整体增幅达112.07%,而PELT方法增幅仅为62.94%,反映该方法易受噪声干扰;BFAST与PELT的变化点解析具有互补性,二者组合可有效提升变化点识别的空间完整性与结果可靠性。研究结果可为亚热带地区生态系统韧性评估与气候适应性管理提供理论支撑。展开更多
陆地生态系统碳储量是反映区域生态产品价值核算和增汇减排的重要指标,利用遥感技术开展陆地生态系统碳储量估算与空间反演,可为生态系统固碳潜力及“双碳”目标达成提供重要参考。该文利用Landsat8 OLI影像提取遥感变量,结合单波段、...陆地生态系统碳储量是反映区域生态产品价值核算和增汇减排的重要指标,利用遥感技术开展陆地生态系统碳储量估算与空间反演,可为生态系统固碳潜力及“双碳”目标达成提供重要参考。该文利用Landsat8 OLI影像提取遥感变量,结合单波段、植被指数、纹理因子和地形因子,通过最小信息准则(Akaike information criterion corrected,AICc)和交叉验证(cross-validation,CV)确定最优带宽,采用Gaussian,Bisquare和Exponential核函数构建地理加权回归(geographically weighted regression,GWR)模型估算艾比湖流域碳储量,并与多元线性回归(multiple linear regression,MLR)模型对比,选择最优模型估算碳储量空间分布。结果表明:①GWR模型精度优于MLR模型,以CV与Exponential核函数组合的GWR模型最佳,其精度提升16.31%~66.69%,能较好地反映空间异质性;②2023年流域碳储量约426.28×10^(6)t,地上、地下和土壤碳储量占比分别为31.83%,24.33%和43.28%;③2014—2023年碳储量呈减少趋势,呈现“环艾比湖区低,四周高”的空间格局,其中,以草地生态系统碳储量下降最为显著。展开更多
为明晰武汉市生态韧性特征,维护区域生态稳定与可持续发展,基于“抵抗力-适应力-恢复力”生态韧性评价模型,评估武汉市2000—2022年城市生态韧性时空演变特征,并利用斑块级土地利用变化模拟(patch-generating land use simulation,PLUS...为明晰武汉市生态韧性特征,维护区域生态稳定与可持续发展,基于“抵抗力-适应力-恢复力”生态韧性评价模型,评估武汉市2000—2022年城市生态韧性时空演变特征,并利用斑块级土地利用变化模拟(patch-generating land use simulation,PLUS)模型,设置自然发展、生态保护、建设优先3种发展情景,对2035年武汉市土地利用及生态韧性空间格局进行模拟预测。结果表明:①2000—2022年,武汉市耕地、草地、水域、未利用地面积波动减少,林地面积总体增加,建设用地持续扩张,主要由耕地、水域转入;②2000—2022年,武汉市生态韧性水平整体偏低,呈波动下降趋势,空间分布中间低、外围高,林地、水域及建设用地的变化影响生态韧性变化;③较2022年,2035年3种情景下耕地均减少,林地、水域、建设用地面积均增加,生态保护情景下林地、水域面积增加显著;④自然发展、生态保护情景生态韧性水平上升,建设优先情景生态韧性水平下降,与另2种情景相比,生态保护情景主城区周边及长江、汉江、滠水范围生态韧性等级提升,维持了优势及一般区域的空间连通性;⑤根据生态韧性现状及模拟结果,将研究区划分为4类生态管控区,并分别提出防范措施。保护生态用地,加强耕地保护与提升,控制建设用地扩张,有利于提高生态韧性,促进武汉市可持续发展与生态安全。展开更多
文摘全球气候变化情景下干旱事件频率和强度持续增加,识别和理解干旱胁迫下植被光合过程的突变是生态监测与气候适应管理的关键,当前对植被光合变化点的识别方法多样,但缺乏对不同方法性能差异及其干旱响应解析能力的系统评估。该文聚焦中国亚热带地区,基于太阳诱导叶绿素荧光(SIF)数据、标准化降水蒸散指数(SPEI)数据,综合运用BFAST(Breaks For Additive Season and Trend)、DBEST(Detecting Breakpoints and Estimating Segments in Trend)、PELT(Pruned Exact Linear Time)和Pettitt 4种变化点检测方法,从多维度协同解析区域植被光合动态的变化点特性,并刻画SIF与干旱指数SPEI的时空关系。结果表明:(1)2003—2022年中国亚热带地区SIF整体呈上升态势,区域植被光合作用总体增强。(2)不同方法在变化点识别上各具优势:BFAST适用于识别长期趋势性变化(单调递增类占比达82.25%);DBEST能捕捉云贵高原等复杂地形的渐进式变化;PELT对多断点和频繁扰动敏感;Pettitt主要识别突发性变化引起的结构性转折。(3)SIF与SPEI相关关系呈现显著空间异质性,四川盆地、闽粤沿海等水热条件较优区域以正相关为主,滇南及藏东则以负相关为主。(4)多方法协同分析显示,变化点后SIF与SPEI相关性整体增幅达112.07%,而PELT方法增幅仅为62.94%,反映该方法易受噪声干扰;BFAST与PELT的变化点解析具有互补性,二者组合可有效提升变化点识别的空间完整性与结果可靠性。研究结果可为亚热带地区生态系统韧性评估与气候适应性管理提供理论支撑。
文摘陆地生态系统碳储量是反映区域生态产品价值核算和增汇减排的重要指标,利用遥感技术开展陆地生态系统碳储量估算与空间反演,可为生态系统固碳潜力及“双碳”目标达成提供重要参考。该文利用Landsat8 OLI影像提取遥感变量,结合单波段、植被指数、纹理因子和地形因子,通过最小信息准则(Akaike information criterion corrected,AICc)和交叉验证(cross-validation,CV)确定最优带宽,采用Gaussian,Bisquare和Exponential核函数构建地理加权回归(geographically weighted regression,GWR)模型估算艾比湖流域碳储量,并与多元线性回归(multiple linear regression,MLR)模型对比,选择最优模型估算碳储量空间分布。结果表明:①GWR模型精度优于MLR模型,以CV与Exponential核函数组合的GWR模型最佳,其精度提升16.31%~66.69%,能较好地反映空间异质性;②2023年流域碳储量约426.28×10^(6)t,地上、地下和土壤碳储量占比分别为31.83%,24.33%和43.28%;③2014—2023年碳储量呈减少趋势,呈现“环艾比湖区低,四周高”的空间格局,其中,以草地生态系统碳储量下降最为显著。
文摘为明晰武汉市生态韧性特征,维护区域生态稳定与可持续发展,基于“抵抗力-适应力-恢复力”生态韧性评价模型,评估武汉市2000—2022年城市生态韧性时空演变特征,并利用斑块级土地利用变化模拟(patch-generating land use simulation,PLUS)模型,设置自然发展、生态保护、建设优先3种发展情景,对2035年武汉市土地利用及生态韧性空间格局进行模拟预测。结果表明:①2000—2022年,武汉市耕地、草地、水域、未利用地面积波动减少,林地面积总体增加,建设用地持续扩张,主要由耕地、水域转入;②2000—2022年,武汉市生态韧性水平整体偏低,呈波动下降趋势,空间分布中间低、外围高,林地、水域及建设用地的变化影响生态韧性变化;③较2022年,2035年3种情景下耕地均减少,林地、水域、建设用地面积均增加,生态保护情景下林地、水域面积增加显著;④自然发展、生态保护情景生态韧性水平上升,建设优先情景生态韧性水平下降,与另2种情景相比,生态保护情景主城区周边及长江、汉江、滠水范围生态韧性等级提升,维持了优势及一般区域的空间连通性;⑤根据生态韧性现状及模拟结果,将研究区划分为4类生态管控区,并分别提出防范措施。保护生态用地,加强耕地保护与提升,控制建设用地扩张,有利于提高生态韧性,促进武汉市可持续发展与生态安全。
