中国西北地区在过去六十年经历了以气温上升（变暖）、降水增加（变湿）为主要特征的“暖湿化”现象。尽管降水是描述区域干湿变化最重要的指标，但是气温、相对湿度、风速等其他气象因子可以通过影响潜在蒸发量来改变区域水分平衡，进而影响植被生态系统，因此综合考虑上述气象因子的标准化降水蒸散发指数（SPEI）能更好地反映区域水分平衡异常及植被生态系统响应。第三次新疆科考项目“天山北坡水资源承载力与水安全要素基础性调查”项目研究团队采用SPEI指标，从水分平衡角度分析了中国西北地区干湿变化趋势，发现近三十年西北地区正在由变湿向变干转型。尽管西北地区降水持续增加，但是气温上升、相对湿度下降、风速恢复等变化使得潜在蒸发量增加，导致区域水分平衡由“变湿”向“变干”转变。 过去六十年来，西北地区在经历前三十年（1961-1989年）的快速“变湿”后，转变为后三十年（1989-2018年）的逐步“变干”。1961-1989年期间，西北地区SPEI呈显著上升的趋势，降水增加和风速下降是SPEI增加的主要原因。1989-2018年期间，西北地区温度升高、相对湿度下降、风速恢复，相应潜在蒸发量上升，抵消了降水增加的贡献...
2022-12-22
地表覆盖数据集是生态环境综合评估中最重要的数据源之一，传统的地表覆盖调研工作主要通过实地调研进行，不仅需要投入大量的人力和物力，而且效率低下。在天山北坡国家重大能源工程生态环境效应调查项目数据集成与综合评估课题支持下，中国矿业大学资源学院杨慧老师团队提出了一种利用深度学习技术将众源带有地理标签的自然场景图像进行地表覆盖数据调查、验证和更新的方法。 该方法框架充分考虑了自然场景图像分类的效率和精度。首先对比分析不同尺度的主要地表覆盖分类方法，选择联合国粮农组织建立的地表覆盖分类体系（FAO-LCCS）作为地表覆盖和土地利用分类标准，以Flickr和LUCAS自然场景图像集为地面参考数据集，并以调查采样点为中心对东、西、南、北及中心各拍摄一张图像，共5张图像（图1），构建不同方向拍摄视角及采样分布的地表覆盖自然场景图像样本集。 图1 采样点自然场景图像拍摄样例 然后，构建基于Inception的自然场景图像识别模型（NSIC-Inception model），提高自然场景图像分类的效率和精度，模型结构如图2所示。利用NSIC-Inception模型基于全球范围的自然场景图像训练和学习，并与...
2022-12-15
新疆独特的自然生态环境，使其具有得天独厚发展耕地的条件。新疆耕地数量经历了不同阶段的变化趋势，随着近年来新疆产业结构调整和城镇化建设力度的加大，区域耕地资源保护面临威胁。天山北坡土地开发调查与生态环境效应评估项目中科院地理资源所宋伟老师团队，利用1992-2015年共24年的全球耕地空间数据，通过Mann-kendall非参数检测法、趋势分析、景观格局指数测度、以及全球农村人均耕地指标从耕地数量、耕地景观格局、耕地经营格局等视角对全球耕地空间转型特征进行分析。结果表明：研究期内，全球耕地面积呈现先增加后趋势性减少的变化态势，且分别以1995年和2005年为界经历了三个明显的变化阶段（图1）：其中第一阶段内，全球耕地面积年均增加率为0.19%，第二阶段内，全球耕地面积年均增加率为0.30%，第三阶段，全球耕地面积出现下降趋势，且年均增加率为-0.003%。根据研究期内耕地变化趋势，将耕地增减变化剧烈区划分为6个典型热点区，涉及10个不同国家面积的增减变化（图2）。在天山北坡地区，耕地资源数量整体较少，在1992-2015年间，天山北坡耕地数量呈现持续增加的变化态势，但是其耕地空间转型趋势...
2022-12-08
“天山北坡水资源承载力与水安全要素基础性调查”项目利用中国科学院资源环境与数据中心提供的天山北坡经济带内31个站点的温度与降水观测数据，分析了1991-2020年天山北坡经济带内温度和降水逐年变化的时空特征。 结果表明，1991-2020年天山北坡经济带的年平均气温为7.0℃，受纬度、海拔高度和地形的影响，呈中部气温偏低，东、西部偏高的特点。其中，天池站年均气温最低，为2.5℃；东部的淖毛湖站年均温最高，为11.5℃。过去30年，气温呈显著上升趋势（统计显著水平P<0.1）的站点有25个，其中十三间房站的升温速率最快，达1.2℃/10年。昌吉站年均气温呈下降趋势，但不显著。天山北坡气温的年较差大，夏季平均气温为22.4℃，冬季带内平均气温为-11.2℃，蔡家湖站夏季与冬季的温差甚至达到40.4℃。 天山北坡经济带1991-2020期间年均降水量为232.7mm，呈中部多、西部次之、东部最少的特点。其中，淖毛湖站年降水量最低，为24.8mm；天池站年降水量最高，为571.5mm。统计结果显示，仅有4个站点通过降水变化倾向率的显著性检验（P<0.1），其他27个站点没有显著的变化趋势。其中...
2022-11-09