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内蒙古1980—2020年暖季复合干旱热浪事件变化特征

地理科学 2024年

作者：乌吉斯古冷郭恩亮王永芳包刚康尧内蒙古师范大学地理科学学院内蒙古自治区蒙古高原灾害与生态安全重点实验室蒙古高原气候变化与区域响应高校重点实验室内蒙古师范大学内蒙古自治区遥感与地理信息系统重点实验室

为了强化对复合干旱热浪事件（CDHEs）的监测，选择内蒙古作为研究区，基于115个站点数据，运用标准化降水蒸散指数和高温相对阈值法对该区干旱和热浪事件进行定义与识别。并在此基础上，构建复合干旱热浪强度指数（CDHMI）进行复合干... 详细信息

为了强化对复合干旱热浪事件（CDHEs）的监测，选择内蒙古作为研究区，基于115个站点数据，运用标准化降水蒸散指数和高温相对阈值法对该区干旱和热浪事件进行定义与识别。并在此基础上，构建复合干旱热浪强度指数（CDHMI）进行复合干旱热浪频率（CDHF）统计，继而开展干旱、热浪和CDHEs时空变化特征研究。结果显示：暖季（5—10月）不同时间尺度（1月和6月尺度）干旱强度皆呈增加趋势。内蒙古西部和通辽市中部干旱频发，中东部地区干旱发生频率显著增加。热浪频率显著增加、热浪期显著延长，热浪持续时间和强度呈非显著增加趋势。热浪频率、持续时间和强度总体呈现西高东低的空间分布格局。CDHEs发生的频率和强度呈现显著增加趋势，特别是1998年之后。空间分布上，CDHF高值区集中在锡林郭勒盟和呼伦贝尔市，内蒙古北部地区CDHF明显增多，而高强度CDHMI分布在内蒙古东北和西南地区，增长趋势与CDHF相似。

关键词：内蒙古复合干旱热浪事件干旱热浪 CDHMI

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近40 a内蒙古冬旱时空演变特征

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干旱区研究 2024年第3期41卷 387-398页

作者：陶际峰包玉龙郭恩亮金额尔德木吐呼斯乐包玉海内蒙古师范大学地理科学学院内蒙古呼和浩特010022 内蒙古自治区遥感与地理信息系统重点实验室内蒙古呼和浩特010022 内蒙古自治区蒙古高原灾害与生态安全重点实验室内蒙古呼和浩特010022

冬季干旱是制约内蒙古冬季畜牧业生产的主要干扰因子之一,定量表征其时空变化特征和发展规律对防灾减灾、保障农牧业健康发展具有重要意义。利用1980—2021年冬季(10月—翌年3月)ERA5-Land再分析气象数据,计算1个月和6个月时间尺度的标... 详细信息

冬季干旱是制约内蒙古冬季畜牧业生产的主要干扰因子之一,定量表征其时空变化特征和发展规律对防灾减灾、保障农牧业健康发展具有重要意义。利用1980—2021年冬季(10月—翌年3月)ERA5-Land再分析气象数据,计算1个月和6个月时间尺度的标准化降水蒸散指数(Standardized Precipitation Evapotranspiration Index,SPEI),采用趋势分析、时空热点分析等方法,分析内蒙古全区和五种主要植被类型区冬季干旱演变特征。结果表明:(1)近40 a内蒙古冬季整体SPEI呈现下降趋势,干旱化现象在不同植被和月份中表现不一,也有少数植被和月份趋于湿润化。(2)内蒙古地区冬季干旱的时空热点变化模式主要表现为:振荡的热点、振荡的冷点和未检测到模式。具体从季节和月时间尺度来看,冬旱热点主要集中在内蒙古中部和西部的大部分地区,以及东部的兴安盟和通辽市,即这些区域冬旱现象呈现加剧的趋势。(3)在干旱频率与频数统计方面,轻度冬旱事件发生频率最高,而荒漠草原和隔壁荒漠地区是发生冬旱事件最为频繁和严重的区域。

关键词：内蒙古冬旱时空演变 SPEI指数新兴时空热点分析

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无人机航高对落叶松毛虫虫害遥感监测精度的影响

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南京林业大学学报(自然科学版) 2023年第4期47卷 13-22页

作者：杨乐黄晓君包玉海包刚佟斯琴苏都毕力格内蒙古师范大学地理科学学院内蒙古自治区遥感与地理信息系统重点实验室内蒙古自治区蒙古高原灾害与生态安全重点实验室东北师范大学环境学院

【目的】探究无人机航高对落叶松毛虫(Dendrolimus superans)虫害监测精度的影响机制，以期构建先进的森林虫害监测技术框架，为无人机近地面森林虫害遥感监测提供重要参考。【方法】以大兴安岭落叶松毛虫虫害频发区为试验区，以无人机... 详细信息

【目的】探究无人机航高对落叶松毛虫(Dendrolimus superans)虫害监测精度的影响机制，以期构建先进的森林虫害监测技术框架，为无人机近地面森林虫害遥感监测提供重要参考。【方法】以大兴安岭落叶松毛虫虫害频发区为试验区，以无人机不同航高下采集的多光谱遥感影像为基础数据，获得健康、轻度和重度虫害的386株落叶松树冠层光谱指数和纹理特征，通过方差分析法(ANOVA)及连续投影算法(SPA)提取对虫害严重程度敏感的光谱特征，结合随机森林(RF)和支持向量机(SVM)算法构建虫害严重程度监测模型，揭示航高对监测精度的影响。【结果】(1)光谱指数和纹理特征的总体(轻度+重度)监测精度均随航高上升呈下降趋势，而轻度和重度虫害的监测精度却有不同变化态势。(2)光谱指数(修正型三角植被指数2、绿光归一化差值植被指数2、绿光归一化差值植被指数、差值植被指数、简单比值指数1)+纹理特征(MEA 3)组合的虫害监测精度达到最优(总体精度和Kappa值分别为92.3%和0.891),但其总体和轻度的监测精度随航高上升呈下降趋势(下降速率分别为0.04%/m和0.03%/m),重度的监测精度有上升趋势(上升速率为0.03%/m)。【结论】航高对无人机近地虫害监测精度具有明显影响，并且轻度和重度监测精度随航高的变化速率和趋势有差异。与重度虫害相比，轻度的监测精度随航高的变化速率较快。无人机对虫害早期高精度遥感识别宜选择低航高，而适当提升航高亦能获得对虫害严重度评估监测的预期效果。

关键词：落叶松毛虫虫害无人机航高多光谱遥感监测精度

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1980—2020年内蒙古暖季复合干旱热浪事件变化特征

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地理科学 2024年第10期44卷 1871-1880页

作者：乌吉斯古冷郭恩亮王永芳包刚康尧内蒙古师范大学地理科学学院内蒙古呼和浩特010022 内蒙古自治区蒙古高原灾害与生态安全重点实验室内蒙古呼和浩特010022 蒙古高原气候变化与区域响应高校重点实验室内蒙古呼和浩特010022 内蒙古师范大学内蒙古自治区遥感与地理信息系统重点实验室内蒙古呼和浩特010022

为了强化对复合干旱热浪事件(CDHEs)的监测,选择内蒙古作为研究区,基于115个站点数据,运用标准化降水蒸散指数和高温相对阈值法,对该区干旱和热浪事件进行定义与识别。并在此基础上,构建复合干旱热浪强度指数(CDHMI)进行复合干旱热浪频... 详细信息

为了强化对复合干旱热浪事件(CDHEs)的监测,选择内蒙古作为研究区,基于115个站点数据,运用标准化降水蒸散指数和高温相对阈值法,对该区干旱和热浪事件进行定义与识别。并在此基础上,构建复合干旱热浪强度指数(CDHMI)进行复合干旱热浪频率(CDHF)统计,继而开展干旱、热浪和CDHEs时空变化特征研究。结果显示:暖季(5—10月)不同时间尺度(1个月和6个月尺度)干旱强度皆呈增加趋势。内蒙古西部和通辽市中部干旱频发,中东部地区干旱发生频率显著增加。热浪频率显著增加、热浪期显著延长,热浪持续时间和强度呈非显著增加趋势。热浪频率、持续时间和强度总体呈现西高东低的空间分布格局。CDHEs发生的频率和强度呈现显著增加趋势,特别是1998年之后。空间分布上,CDHF高值区集中在锡林郭勒盟和呼伦贝尔市,内蒙古北部地区CDHF明显增多,而高强度CDHMI分布在内蒙古东北和西南地区,增长趋势与CDHF相似。

关键词：内蒙古复合干旱热浪事件干旱热浪 CDHMI

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1982—2020年内蒙古地区极端气候变化及其对植被的影响

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生态学报 2023年第1期43卷 419-431页

作者：苏日罕郭恩亮王永芳银山顾锡羚康尧包山虎内蒙古师范大学地理科学学院呼和浩特010022 内蒙古自治区蒙古高原灾害与生态安全重点实验室呼和浩特010022 内蒙古自治区遥感与地理信息系统重点实验室呼和浩特010022

内蒙古地处生态环境脆弱区,对气候变化尤为敏感。在全球气候变暖背景下,探究极端气候变化及其影响显得尤为重要。基于内蒙古地区115个气象站点1982—2020年的逐日气象数据,从强度、持续时间、频率3个维度出发计算了18个极端气候指数,在... 详细信息

内蒙古地处生态环境脆弱区,对气候变化尤为敏感。在全球气候变暖背景下,探究极端气候变化及其影响显得尤为重要。基于内蒙古地区115个气象站点1982—2020年的逐日气象数据,从强度、持续时间、频率3个维度出发计算了18个极端气候指数,在综合分析极端气候的时空变化特征的基础上,运用地理探测器和皮尔逊相关分析方法,定量评估极端气候对该区植被的影响。结果表明:(1)极端暖指数均呈增加趋势,说明1982—2020年期间内蒙古地区极端偏暖现象增多。(2)持续干旱日数与持续湿润日数呈减少趋势,说明39年来内蒙古地区连续性无降水天数和降水天数均减少。(3)极端气候指数与归一化植被指数(NDVI)的相关关系表现出明显的空间异质性,表明内蒙古不同区域NDVI对各极端气候指数的响应程度不同。(4)因子探测器结果表明极端降水指数相对于极端气温指数来说,对内蒙古植被生长变化的影响较大。研究结果可为内蒙古地区防灾减灾与生态修复工程提供一定的科学依据。

关键词：极端气候归一化植被指数(NDVI) 时空变化地理探测器内蒙古

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基于绿色与安全理念的城市韧性评价研究——以呼和浩特市街道为例

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灾害学 2024年第1期39卷 216-221页

作者：高禄那仁满都拉郭恩亮王永芳董金义贾书承内蒙古师范大学地理科学学院内蒙古自治区蒙古高原灾害与生态安全重点实验室内蒙古呼和浩特010022 内蒙古师范大学地理科学学院遥感与地理信息系统重点实验室内蒙古呼和浩特010022

以呼和浩特市街道为例,采用熵权与GIS相结合的方法,构建城市绿色与安全韧性评价指标体系,并对33个街道进行韧性评价,其中2/3的街道韧性水平值低于平均值,并存在较大的差异性。在空间上韧性水平较低的街道在研究区西南集聚,高韧性街道从... 详细信息

以呼和浩特市街道为例,采用熵权与GIS相结合的方法,构建城市绿色与安全韧性评价指标体系,并对33个街道进行韧性评价,其中2/3的街道韧性水平值低于平均值,并存在较大的差异性。在空间上韧性水平较低的街道在研究区西南集聚,高韧性街道从中心往外大致呈“高-低-高”分布格局,研究结果与城市用地扩建方向与时间、功能布局等实际情况比较吻合。最终从街道、市辖区和市级角度提出韧性提升对策建议,对绿色安全城市建设和防灾规划从“多城一策”向“一城一策”转变有重要的参考价值。

关键词：绿色与安全城市韧性街道尺度评价体系呼和浩特

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基于GEE的大青山国家级自然保护区NDVI变化及影响因素分析

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干旱区地理 2023年第8期46卷 1279-1290页

作者：艾丽亚王永芳郭恩亮银山顾锡羚内蒙古师范大学地理科学学院内蒙古呼和浩特010022 内蒙古自治区蒙古高原灾害与生态安全重点实验室内蒙古呼和浩特010022 蒙古高原气候变化与区域响应高校重点实验室内蒙古呼和浩特010022 内蒙古自治区遥感与地理信息系统重点实验室内蒙古呼和浩特010022

区域植被动态变化研究是国家级自然保护区生态环境效益评估的重要手段之一。基于谷歌地球引擎(Google Earth Engine,GEE)云平台,使用Landsat遥感影像提取1995—2020年内蒙古大青山国家级自然保护区逐年植被生长季归一化植被指数(Normali... 详细信息

区域植被动态变化研究是国家级自然保护区生态环境效益评估的重要手段之一。基于谷歌地球引擎(Google Earth Engine,GEE)云平台,使用Landsat遥感影像提取1995—2020年内蒙古大青山国家级自然保护区逐年植被生长季归一化植被指数(Normalized difference vegetation index,NDVI)数据集,采用皮尔逊相关性、残差分析和Lindeman-Merenda-Gold(LMG)模型等方法对该保护区设立前后的NDVI时空变化特征及其影响因子进行了分析。结果表明:(1)1995—2008年NDVI呈下降趋势的区域面积占比为69.04%,而在2008—2020年NDVI呈上升趋势的区域占比高达94.98%,研究区成为国家级自然保护区以后植被明显好转。(2)1995—2008年负向人类活动与气候暖干化趋势导致实验区植被NDVI的减少,其中气候暖干化趋势是主导因素。(3)降水量的增加和正向人类活动驱动了2008—2020年实验区植被NDVI的增加。其中,以生态环境保护工程为代表的正向人类活动是该时间段植被恢复的主要原因。研究结果可为大青山国家级自然保护区环境治理与生态工程建设提供科学依据。

关键词： GEE NDVI 气候变化人类活动自然保护区

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干旱对锡林郭勒草原植被净初级生产力的影响

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气候与环境研究 2024年第1期29卷 90-102页

作者：小红王永芳郭恩亮包玉海康尧美丽内蒙古师范大学地理科学学院呼和浩特010022 内蒙古自治区蒙古高原灾害与生态安全重点实验室呼和浩特010022 蒙古高原气候变化与区域响应高校重点实验室呼和浩特010022 内蒙古自治区遥感与地理信息系统重点实验室呼和浩特010022

为了探讨干旱对锡林郭勒草原植被净初级生产力(Net Primary Productivity,NPP)的影响,本文基于2000~2020年12个月尺度的标准化降水蒸散指数(Standardized Precipitation Evapotranspiration Index,SPEI)和同一时期的MODIS(Moderate-resolution Imaging Spectroradiometer)NPP数据,运用Theil-Sen趋势分析和Mann-Kendall非参数检验方法对干旱与NPP时空变化特征进行分析,并采用相关分析方法探讨干旱对锡林郭勒草原NPP的影响。结果表明:锡林郭勒草原气候整体呈湿润趋势,东部较西部更为明显;NPP呈增加趋势,由东北向西南递减;SPEI与NPP呈正相关的面积达99.88%,说明植被状况随着干旱的缓解整体趋于好转;时间上,SPEI与不同植被类型NPP均呈显著正相关,其中相关性最大的是典型草原;干旱的发生会造成NPP损失,其减少幅度随干旱强度和面积的增加而上升。研究结果可为应对气候变化、抗灾减灾等工作提供科学依据。

关键词：锡林郭勒草原干旱净初级生产力(NPP) 标准化降水蒸散指数(SPEI)

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基于GWR模型降尺度模拟蒙古高原地区TRMM降水数据

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中国农业气象 2023年第3期44卷 182-192页

作者：赵泽宇秦福莹那音太那仁满都拉郭恩亮包玉海内蒙古师范大学地理科学学院呼和浩特010022 内蒙古财经大学规划与地理信息系统实验室呼和浩特010070 内蒙古自治区蒙古高原灾害与生态安全重点实验室呼和浩特010022 内蒙古师范大学遥感与地理信息系统重点实验室呼和浩特010022

以多年月平均NDVI值高于0.1为阈值,对蒙古高原进行“植被区”与“非植被区”的子区域划分。在分析“植被区”植被对降水响应时滞性和“非植被区”陆地表面温度不同数据值与降水量相关性的基础上,子区域分别构建了TRMM3B43降水数据与海... 详细信息

以多年月平均NDVI值高于0.1为阈值,对蒙古高原进行“植被区”与“非植被区”的子区域划分。在分析“植被区”植被对降水响应时滞性和“非植被区”陆地表面温度不同数据值与降水量相关性的基础上,子区域分别构建了TRMM3B43降水数据与海拔、坡度、坡向数据、归一化植被指数(NDVI)/陆地表面温度(LST)数据的地理加权回归(GWR)模型,得到区内2006-2015年每年5-10月1km空间分辨率的月降水量降尺度模拟数据,并利用区内141个气象站点数据对降尺度模拟数据进行精度验证。结果表明:(1)蒙古高原“植被区”植被对降水响应存在时滞性,约为一个月;“非植被区”多数月份白天与夜晚陆地表面温度差(LST_D_N)与降水量的相关性最显著。(2)降尺度模拟数据与气象站点数据具有较好的一致性,月尺度相关系数为0.83,各站点相关系数介于0.42~0.98。(3)在生长季、月平均尺度上,降尺度模拟数据具有较高精度,其中9月和10月数据精度优于TRMM 3B43数据。降尺度模拟数据整体精度较高,加之对原始数据在50°N以上未覆盖地区的填补以及空间分辨率的提高,可为区内水循环变化、农牧业生产、干旱监测等研究提供重要的数据支撑。

关键词： TRMM 3B43 降尺度 GWR 蒙古高原

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北方牧区草原内陆河流域径流演变特征及其驱动因素分析

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干旱区研究 2023年第1期40卷 39-50页

作者：陈红光孟凡浩萨楚拉罗敏王牧兰刘桂香内蒙古师范大学地理科学学院内蒙古呼和浩特010022 内蒙古自治区遥感与地理信息系统重点实验室内蒙古呼和浩特010022 内蒙古自治区蒙古高原草原灾害与生态安全重点实验室内蒙古呼和浩特010022 中国农业科学院草原研究所内蒙古呼和浩特010010

内蒙古乌拉盖河流域是典型的干旱半干旱牧区草原内陆河流域,生态系统极为脆弱,气候变暖和人类活动能直接影响水文变化。本研究采用改进的SWAT水文模型、M-K趋势检验、降水-径流量双累积曲线以及情景分析等方法,系统分析了1981—2020年... 详细信息

内蒙古乌拉盖河流域是典型的干旱半干旱牧区草原内陆河流域,生态系统极为脆弱,气候变暖和人类活动能直接影响水文变化。本研究采用改进的SWAT水文模型、M-K趋势检验、降水-径流量双累积曲线以及情景分析等方法,系统分析了1981—2020年乌拉盖河流域径流时空变化特征,并量化流域不同时期、不同河段气候变化和人类活动对径流影响的差异。结果表明:SWAT模型在乌拉盖河流域的适用性良好,率定期及验证期的NSE及R2均在0.62以上,PBLAS小于18.8%。近40 a在流域呈暖干化趋势下,径流量在上、中、下游均呈显著减少趋势,且在2000年发生突变。气候变化和过度放牧、盲目开垦以及水利水库建设等人类活动对流域径流变化的贡献率分别为95.84%和4.16%。人类活动对流域不同河段的贡献率也有差异,由上游到下游的贡献率分别为1.69%、4.36%和5.03%。且在不同时间段内的贡献率也有较大的差异,由1980年的88.26%减少到2020年的25.47%,不同时间段内不同人类活动方式导致径流变化趋势及幅度也有差异。研究结果能为牧区草原内陆河流域水资源的可持续利用及合理调度提供参考依据。

关键词：径流气候变化人类活动 SWAT模型乌拉盖河流域

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