内蒙古温带典型草原植被退化格局及其人为影响区分

This research aims to analyze vegetation degradation pattern and distinguish its climate and human impacts in temperate typical steppe of Xinlingol League in Inner Mongolia. All the research is based on long-term NDVI time-series, vegetation type map and auxiliary data like meteorological information. First, we reconstruct NDVI time series since 1982 based on geostatistical modeling and unary linear regression model using AVHRR GIMMIS and MODIS NDVI, so as to keep their temporal, spatial resolution and data quality consistent. Build a new regional vegetation degradation diagnosis model based on multi-resolution analysis of wavelet transform and analyze its temporal and spatial patterns. Introduce temperature and water stress factors to construct a new evaluation index to characterize the impact of multi-climatic factors on vegetation degradation. And then, we use indirect quantitative method to propose a distinguish model to separate the influence of human activities on vegetation degradation, integrating meteorological stress impacts assessment and wavelet transform. And finally achieve the goal of quantitatively distinguish the influence region and strength. The outcomes of this research could provide a quantitative understand of vegetation degradation and its driving forces under global climate change situation. It can to some extent, reveal regional ecosystem response characteristics and can provide theoretical supports for regional ecological environmental quality assessment, promoting rational human activities on grassland and fight against desertification.

选择内蒙古锡林郭勒盟典型草原作为研究区，利用长时间序列遥感数据、植被类型图和气象数据等辅助资料，在生态学野外调查、遥感影像、地理信息系统等的综合支持下，采用定量化的研究手段，构建新的基于小波变换的植被退化区分模型，对区域植被退化的时空格局进行分析；引入温度胁迫和水分胁迫因子，构建新的表征多气候要素对植被生长和退化影响程度的评价指数，对气候波动对植被退化的影响进行定量化分析；采用间接定量化的方法，构建融合气象胁迫影响程度评估与小波变换的植被退化驱动力中人类活动影响程度的区分模型，定量化分解植被退化驱动力中人类活动的影响范围及程度。为了解全球气候变化背景下植被动态变化状况及其驱动力、揭示区域生态系统响应特征、评价区域生态环境质量、促进土地的合理利用、防治荒漠化提供重要的理论依据。

植被退化是在不利自然因素或人类不合理的活动影响下生态系统逆行演替的一种过程与结果，是陆地生态系统功能恶化的重要表征，它直接引发生物多样性降低、生境恶化和生态恢复功能的减弱或丧失。本项目选择内蒙古锡林郭勒典型草原作为研究区，利用长时间序列遥感数据、植被类型图和气象数据等辅助资料，采用定量化的研究手段，构建融合气象胁迫影响程度评估与小波变换的植被退化驱动力中人类活动影响程度的区分模型，定量化分解植被退化驱动力中人类活动的影响范围及程度。主要研究成果如下：（1）建立AVHRR GIMMIS NDVI与MODIS NDVI之间的统计关系模型，实现两种传感器时序数据在时间上的扩展和空间分辨率上的转换与统一，构建了研究区1982年以来的长时间序列NDVI数据集；（2）结合基于小波变换的多尺度分析方法、非参数的Mann-Kendall检验和非参数的Sen’s方法构建了基于小波变换的多尺度分析和非参数变化检测的植被退化区分模型，确定了内蒙古温带典型草原植被退化区域与退化程度，并对其时空格局进行了分析；（3）以光能利用率模型的理念为基础，基于水分和气温胁迫因子构建表征气候因素对植被生长影响程度的评估指数，采用间接定量化的方法，制定了人类活动对植被动态变化影响区分的评价标准，定量化厘定与区分气候和人类活动变化对内蒙古温带典型草原植被退化的影响；（4）在国际刊物及国内核心期刊发表论文学术论文4篇（其中SCI/EI收录论文3篇，详见研究成果目录），完成了预期的考核指标。另外还有审稿中的SCI论文2篇，EI论文2篇。（5）课题组研究人员中，3人晋升副高级职称、1人博士毕业、3人硕士毕业。本项目完成了各项预期指标。