兰州市南北两山土壤水分遥感反演及植被需水量估算 被引量：1

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作者 张华 押海廷 徐存刚 《干旱区研究》 CSCD 北大核心 2024年第4期566-580,共15页

探究西北干旱区土壤水分和植被需水量动态变化特征,可为生态恢复不同阶段所需水资源量及水资源优化配置提供科学依据。以兰州市南北两山为研究区,基于Sentinel-2 L2A和Landsat 8 OLI遥感影像,结合实测土壤0~10 cm的111个数据,分别构建... 探究西北干旱区土壤水分和植被需水量动态变化特征,可为生态恢复不同阶段所需水资源量及水资源优化配置提供科学依据。以兰州市南北两山为研究区,基于Sentinel-2 L2A和Landsat 8 OLI遥感影像,结合实测土壤0~10 cm的111个数据,分别构建垂直干旱指数(Perpendicular Drought Index,PDI)、改进型垂直干旱指数(Modified Perpendicular Drought Index,MPDI)和植被调整垂直干旱指数(Vegetation-adjusted Perpendicular Drought Index,VAPDI)土壤水分反演模型,并采用4种模型指标定量决定系数(R^(2))、平均绝对误差(MAE)、平均相对误差(MRE)、均方根误差(RMSE)对模型反演的效果进行精度评价,选出最优的土壤水分反演模型并结合土壤水分限制系数,与研究区2019年林地、草地和耕地植被面积的空间数据、各站点生长季内的参考作物蒸散量,构建植被生态需水量模型,厘清研究区内土壤水分、植被需水量时空变化特征。结果表明:(1)2种数据源下的PDI、MPDI、VAPDI和实测数据之间均有着不同程度的线性负相关性,其中R^(2)分别为0.37、0.64和0.59,从评价指标的结果来看,MPDI的土壤水分回归模型的拟合决定系数最高,2种遥感数据反演的土壤水分空间分布格局具有一致性。(2)分辨率高的Sentinel-2L2A土壤水分反演更加精细,土壤水分整体呈波动增长趋势,多时段土壤水分的平均值为23.27%,呈现出降低再增加然后下降,总体增幅为74.07%。(3)兰州市南北两山4—10月植被需水量月均值也呈现先增加后下降的趋势,与土壤水分含量变化具有一致性,4—10月中7月植被需水量最大,为3.98×10^(7)m^(3),10月植被生态需水量最小,为0.97×10^(7)m^(3)。随着环境绿化工程的实施,兰州市南北两山从只能生长耐旱草本和低矮灌木的植物,逐步形成以多种类结合的群落结构。本研究可为兰州市南北两山土壤水资源合理利用及植被恢复提供参考。 展开更多

关键词 土壤水分 遥感反演 植被需水量 兰州市南北两山

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基于植被生态需水的隧道排水量确定方法研究 被引量：15

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作者 程盼 李亮 +2 位作者 邹金锋 赵炼恒 罗伟 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第7期107-113,共7页

隧道地下水大量渗漏易造成洞顶影响范围内生态环境破坏,针对如何确定合适涌渗水量以确保生态平衡问题,引入生态学、农学中有关植被生态需水概念,通过调研分析确定隧址区植被所允许的最大地下水位降深,结合地下水动力学方法以及经验公式... 隧道地下水大量渗漏易造成洞顶影响范围内生态环境破坏,针对如何确定合适涌渗水量以确保生态平衡问题,引入生态学、农学中有关植被生态需水概念,通过调研分析确定隧址区植被所允许的最大地下水位降深,结合地下水动力学方法以及经验公式,确定隧道涌渗水后地下水达到最大降深时疏干漏斗范围及体积;并通过疏干漏斗体积、涌渗水量以及储水系数关系确定隧道所允许排放的最大水量。结合算例并与实际工程中设计排水量进行对比,在考虑隧址区实际工程地质、水文地质条件情况下,所提出方法计算得出的排水标准与实际工程接近。该方法能够达到隧道工程与地下水环境生态平衡,可为隧道建设提供参考。 展开更多

关键词 植被生态需水 涌水量预测 疏干漏斗 排水量

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宁夏中部干旱带盐池县植被生态需水规律研究 被引量：9

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作者 李金燕 《干旱区地理》 CSCD 北大核心 2018年第5期1064-1072,共9页

以宁夏中部干旱带盐池县为研究对象,对区域植被生态需水的内涵及类型划分进行了分析,并结合彭曼—蒙特斯模型逐月估算了区域林草植被潜在蒸散量,采用Jensen公式结合实测的区域土壤特征曲线确定了土壤水分修正系数,为植被生态需水量的确... 以宁夏中部干旱带盐池县为研究对象,对区域植被生态需水的内涵及类型划分进行了分析,并结合彭曼—蒙特斯模型逐月估算了区域林草植被潜在蒸散量,采用Jensen公式结合实测的区域土壤特征曲线确定了土壤水分修正系数,为植被生态需水量的确定奠定了基础。通过对不同类型林草植被生态需水占比分析,可知当前盐池县草地的生态需水量远高于林地,是盐池县生态需水的主体。通过对植被生态需水与降雨平衡的时间变化规律分析可知,除7、8、9月份以外,盐池县各类林草植被生态需水均处于严重亏缺状态,其中缺水量最为严重的是4月份;从植被类型上分析,可知林地中无论是生态需水亏缺量还是盈余水量均以灌木林地为最,而草地中以天然草地为最。进一步对盐池县各生态分区需水特征进行分析,可知一级生态分区中,风沙区的生态需水比例远大于黄土丘陵区;二级生态分区生态需水比例由大到小依次为花马池镇、王乐井乡、大水坑镇、高沙窝镇、惠安堡镇、冯记沟乡、青山乡、麻黄山乡。一级生态分区中风沙区的生态需水系数及生态需水模数均大于黄土丘陵区;二级各生态分区中生态需水系数及模数由大到小依次为花马池镇、王乐井乡、大水坑镇、惠安堡镇、高沙窝镇、青山乡、冯记沟乡,最小为麻黄山乡。盐池县降雨消耗性生态需水量最小值占蒸发总量的比例为30. 51%,适宜值占蒸发总量的比例为72. 91%,比例都比较高,其余的的蒸发量属于无效蒸发水量,仍然占有一定的比重,这依然为区域植被建设留有一定的空间,但要通过合理的水资源调控手段进行调配。 展开更多

关键词 宁夏盐池县 植被生态需水占比 降水资源平衡 生态需水

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旱区植被生态需水量间接法计算参数的研究 被引量：7

4

作者 姜田亮 张恒嘉 +2 位作者 马国军 石媛媛 王雅云 《水资源与水工程学报》 CSCD 2019年第1期254-260,共7页

植被生态需水问题是水资源优化配置和生态环境研究的热点,间接计算法是量化干旱地区天然植被生态需水量的主要方法。为了使计算结果更加准确,结合0. 618法与去极值法对间接法计算公式中潜水蒸发量E的计算做出改进,建立植被系数K的二阶Ga... 植被生态需水问题是水资源优化配置和生态环境研究的热点,间接计算法是量化干旱地区天然植被生态需水量的主要方法。为了使计算结果更加准确,结合0. 618法与去极值法对间接法计算公式中潜水蒸发量E的计算做出改进,建立植被系数K的二阶Gaussian模型,最后运用灰色模型GM(1,1)对植被面积S的发展趋势进行预测。结果表明:优化所得潜水蒸发量——埋深曲线对实测数据拟合度更好,植被系数取值更加精确,以甘肃省民勤县为例,计算出该地2015年各类植被面积与资料记载差异较小,所得生态需水量结果与FOA推荐使用的Penman-Monteith模型相比无显著差异。在此基础上预测出2020年民勤县天然植被生态需水总量为4060. 8×10~4m^3,其中天然林地生态需水量预测为3100. 1×10~4m^3,天然草地生态需水量为960. 7×10~4m^3。研究使间接计算法对植被生态需水量的量化更加准确,为干旱地区水资源的分配及生态恢复政策的制定奠定了一定的研究基础。 展开更多

关键词 植被生态需水量 潜水蒸发量 植被影响系数 植被面积 灰色模型GM(1 1) 干旱区

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基于GIS的山西永定河植被生态需水管理系统的研建 被引量：7

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作者 段晋芳 郭青霞 解鸿志 《水土保持研究》 CSCD 北大核心 2011年第1期254-258,共5页

在流域植被生态需水信息管理中,数据关系复杂,信息量庞大,因而确定用什么样的方法实现合理有效的信息化管理显得尤为重要。运用可视化编程工具Visual Basic 6.0和MapObjects组件,开发出山西永定河流域植被生态需水信息管理系统。本研究... 在流域植被生态需水信息管理中,数据关系复杂,信息量庞大,因而确定用什么样的方法实现合理有效的信息化管理显得尤为重要。运用可视化编程工具Visual Basic 6.0和MapObjects组件,开发出山西永定河流域植被生态需水信息管理系统。本研究是在开发前期研究的基础上进行了系统设计、系统的数据库设计以及系统的体系结构设计,实现了对山西永定河流域植被生态需水调查数据的图文一体化管理。并在综合前人研究成果的基础上,在该信息系统中实现了植被生态需水量的计算模型的嵌入。此外还设计实现了信息管理、地图操作、属性查询、空间分析等功能。最后对山西永定河流域植被生态需水量数据进行统计,结果显示该流域每年植被最小生态需水量为256 817.10万m3,最适生态需水量为427 159.6万m3。 展开更多

关键词 地理信息系统(GIS) MAPOBJECTS 组件式GIS 植被生态需水

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近30年吐鲁番哈密地区植被生态需水估算

6

作者 胡金虎 丁建丽 +2 位作者 张子鹏 王娇 刘景明 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第19期8699-8715,共17页

新疆吐鲁番哈密地区(简称“吐哈地区”)属极端干旱区,光照时间长、昼夜温差大,生态环境脆弱,生态环境问题尤为突出,水资源有效利用对生态环境保护具有重要作用。吐哈地区植被生态需水在总需水量中占据显著比重,对于维护区域生态平衡和... 新疆吐鲁番哈密地区(简称“吐哈地区”)属极端干旱区,光照时间长、昼夜温差大,生态环境脆弱,生态环境问题尤为突出,水资源有效利用对生态环境保护具有重要作用。吐哈地区植被生态需水在总需水量中占据显著比重,对于维护区域生态平衡和可持续发展具有重要意义。基于生态保护重要性分级,统计研究区总植被面积与各生态保护等级区植被面积,分别采用改进的彭曼公式法、潜水蒸散发法与生态分区综合计算法估算1990—2020年吐哈地区不同生态保护等级的植被生态需水量。结果表明:(1)三种方法估算的吐哈地区总植被生态需水量在1990—2020年期间呈现波动变化,改进的彭曼法估算结果由50.18亿m^(3)变化到57.8亿m^(3),潜水蒸散法估算结果由54.42亿m^(3)变化到51.85亿m^(3),生态分区估算结果由45.58亿m^(3)变化到52.03亿m^(3)。(2)极重要生态保护等级区的近30年植被需水量在三种估算方法下均增长,其中改进的彭曼公式法估算结果增长最大,由12.12亿m^(3)增长到18.54亿m^(3)。(3)对比三种植被生态需水估算方法,1990—2020年每5年期间估算的植被生态需水总量变化趋势基本一致,每种方法估算的相应生态保护等级区内植被生态需水量变化趋势一致,说明生态分区估算植被生态需水量的方法是合理的,可为植被生态需水的估算提供参考。 展开更多

关键词 生态保护等级 生态区 植被生态需水 改进的彭曼公式 潜水蒸散法

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石羊河流域天然植被适宜生态需水量估算 被引量：2

7

作者 陈乐 张勃 任培贵 《水土保持通报》 CSCD 北大核心 2014年第1期327-333,共7页

基于遥感手段并运用ArcGIs9．3软件统计获得石羊河流域1987，2000及2010年3期各类型天然植被面积数据，采用阿维里扬诺夫估算方法对石羊河流域各县区天然植被的生态需水量进行了估算。结果表明，石羊河流域1987，2000及2010年天然植被... 基于遥感手段并运用ArcGIs9．3软件统计获得石羊河流域1987，2000及2010年3期各类型天然植被面积数据，采用阿维里扬诺夫估算方法对石羊河流域各县区天然植被的生态需水量进行了估算。结果表明，石羊河流域1987，2000及2010年天然植被适宜生态需水量分别为2．43×10^9，2．34×10^9，2．06×10^9m3，其中各县区天然植被适宜生态需水量由多到少依次为：肃南县〉天祝县〉永昌县〉民勤县〉古浪县〉凉州区〉金川区。石羊河流域林地、草地的生态需水量基本各占总需水量的1／2，但各县区林地、草地生态需水量的百分比差异明显，流域天然植被的水分利用率介于2．74～16．55艇／（hm2·mm）。通过对石羊河流域3期天然植被适宜生态需水量的研究发现，流域天然植被无论从总需水量还是各优势盖度的需水量上均呈现减少趋势，因此确定天然植被的适宜生态需水量，对区域水资源的合理配置和科学制定生态恢复方案具有重要的现实意义和借鉴作用。 展开更多

关键词 石羊河流域 天然植被 潜水蒸发 植被适宜生态需水

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蒲河流域沈北新区段生态需水计算 被引量：1

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作者 赵津霆 《农业科技与装备》 2016年第5期41-44,共4页

根据生态水文季节将生态需水分为枯水期、丰水期,分别计算这2个时期的最佳生态需水、适宜生态需水、最小生态需水。计算结果表明:蒲河流域沈北新区段枯水期的最佳生态需水量为3 905.03万~6 508.38万m^3,适宜生态需水量为1 952.52万m^3,... 根据生态水文季节将生态需水分为枯水期、丰水期,分别计算这2个时期的最佳生态需水、适宜生态需水、最小生态需水。计算结果表明:蒲河流域沈北新区段枯水期的最佳生态需水量为3 905.03万~6 508.38万m^3,适宜生态需水量为1 952.52万m^3,最小生态需水量为650.84万m^3。 展开更多

关键词 蒲河流域 生态需水 TENNANT法 植被生态需水量

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干旱区植被生态需水研究现状及其评述 被引量：2

9

作者 沈霞 杨小林 魏天锋 《高原农业》 2018年第5期544-548,575,共6页

植被生态需水在干旱区水资源的研究中扮演重要角色。到目前为止,植被生态需水的研究涉及水文、生态、气候等相关学科的知识。本文对干旱区植被生态需水概念、理论基础及发展趋势进行了梳理,并对其发展过程中所存在的问题进行了深入分析... 植被生态需水在干旱区水资源的研究中扮演重要角色。到目前为止,植被生态需水的研究涉及水文、生态、气候等相关学科的知识。本文对干旱区植被生态需水概念、理论基础及发展趋势进行了梳理,并对其发展过程中所存在的问题进行了深入分析,得出,植被生态需水的研究方法中存在相似代换、尺度转换、阈值确定等方面的不足。在此基础上对植被生态需水的未来发展提出了展望。指出,基于3S技术的计算方法是未来植被生态需水研究的发展方向,同时从微观角度入手分析植被在整个生理过程中对水分的需求,并根据不同的分级标准对同一典型植被在不同生境下的生态需水阈值进行计算,为不同地区典型植被的生理特征建立数据库,这将是未来植被生态需水研究发展趋势之一。 展开更多

关键词 干旱区 植被生态需水 3S技术 数据库

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矿山高陡岩质边坡复绿中节水灌溉技术现状与发展趋势 被引量：2

10

作者 杨阳 赵金召 +1 位作者 张兆长 李克强 《资源环境与工程》 2022年第2期239-243,共5页

矿山高陡岩质边坡的生境条件极差,且后期的浇灌养护工作困难,水肥营养物质不能与植物正常生长所需相匹配,难以保证复绿植物的长期存活。针对高陡岩质边坡复绿中的节水灌溉这一技术难题,从复绿植被生态需水量、传统节水灌溉技术措施、拦... 矿山高陡岩质边坡的生境条件极差,且后期的浇灌养护工作困难,水肥营养物质不能与植物正常生长所需相匹配,难以保证复绿植物的长期存活。针对高陡岩质边坡复绿中的节水灌溉这一技术难题,从复绿植被生态需水量、传统节水灌溉技术措施、拦排蓄灌节水技术措施和智能化毛细渗灌节水技术措施4个方面综述目前国内外高陡岩质边坡中常用的节水灌溉技术,同时指出这些技术在实际应用中的优缺点,探索未来节水灌溉技术的发展趋势,为高陡岩质边坡复绿植被的节水灌溉技术指明发展方向。 展开更多

关键词 高陡岩质边坡 复绿植被生态需水量 传统节水灌溉技术 拦排蓄灌节水技术 智能化毛细渗灌节水技术

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基于水资源承载力的渭河源规模化林场植被设计面积计算 被引量：2

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作者 姜田亮 马文珍 陶李 《水电能源科学》 北大核心 2019年第9期24-27,共4页

针对定西市渭河源林场规模设计中只有定性分析却无定量评估的问题,基于水资源设计承载力的概念,融合植被需水定额的算法,提出系统量化林场设计面积的方法,分别得出2016、2027年不同发展模式下渭河源林场各类植被的设计面积,并进行评估... 针对定西市渭河源林场规模设计中只有定性分析却无定量评估的问题,基于水资源设计承载力的概念,融合植被需水定额的算法,提出系统量化林场设计面积的方法,分别得出2016、2027年不同发展模式下渭河源林场各类植被的设计面积,并进行评估。结果表明,2016年乔木林、其他林地和草地处于恢复模式与最优模式之间,水生态压力较大,灌木林处于保护模式与恢复模式之间,水生态压力较小,今后应以扩大灌木林面积为主,同时增加其他林地类型的用水量;通过提高生产、生活的用水效率,在项目区85%的供水保证率下,2027年可承载的植被面积仍可有较大幅度提升。该方法可为类似林场规模的评估计算提供参考。 展开更多

关键词 水资源设计承载力 植被需水定额 承载面积 渭河源 定西

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