检索结果-内蒙古大学图书馆

中国环境科学 2024年第4期44卷 2208-2216页

作者：买买提·沙吾提阿不都艾尼·阿不里胡昕新疆大学地理与遥感科学学院新疆乌鲁木齐830017 新疆绿洲生态重点实验室新疆乌鲁木齐830017 智慧城市与环境建模自治区普通高校重点实验室新疆乌鲁木齐830017

对新疆渭库绿洲土壤样本的As、Hg、Pb、Cr、Zn和Cu共6种重金属含量与高光谱关系进行分析,基于逐步回归方法筛选出特征波段,采用地理加权回归(GWR)和普通最小二乘法回归(OLS)构建土壤重金属的高光谱反演模型.结果显示:1)研究区的6种重金... 详细信息

对新疆渭库绿洲土壤样本的As、Hg、Pb、Cr、Zn和Cu共6种重金属含量与高光谱关系进行分析,基于逐步回归方法筛选出特征波段,采用地理加权回归(GWR)和普通最小二乘法回归(OLS)构建土壤重金属的高光谱反演模型.结果显示:1)研究区的6种重金属元素含量存在一定的差异,土壤中的平均重金属含量依次为Zn>Pb>Cr>Cu>As>Hg,均未超过国家土壤背景值.研究区的Pb平均含量高于当地(新疆)土壤背景值,即研究区表土层中的Pb元素明显富集;2)不同的光谱变换使土壤重金属的光谱特征均得到了增强,但强度有所差异,经过二阶微分变换(SD)和一阶立方根微分变换(CRFD)的土壤光谱相对于原始光谱增强最显著;3)从模型验证来看,在反演6个土壤重金属元素含量时,GWR的R^(2)高于OLS,其中Zn的R^(2)接近0.8,Cu的R^(2)接近0.6,表明模型有一定预测能力,而As、Hg、Pb和Cr的R^(2)均依然低于0.5,模型预测能力并不理想;4)两种模型预测的6种土壤重金属含量的空间分布表现出一定的空间差异性.其中,As元素空间分布差异在这两种预测模型中最大,而其余5种重金属元素Hg、Pb、Cr、Zn和Cu的分布则较为均匀.通过高光谱反射率估算土壤重金属元素含量,实现了干旱区绿洲农田土壤重金属元素含量的高效快速反演,为干旱区绿洲农田土壤重金属元素含量动态监测提供了可靠的技术支撑.

关键词： GWR及OLS模型土壤重金属含量高光谱空间分布特征渭干河-库车河绿洲

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天山北坡城市群PM_(2.5)浓度时空分布特征及影响因素分析

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环境科学 2024年第3期45卷 1315-1327页

作者：王相男张喆刘方青新疆大学地理与遥感科学学院乌鲁木齐830046 新疆大学绿洲生态自治区重点实验室乌鲁木齐830046 智慧城市与环境建模自治区普通高校重点实验室乌鲁木齐830046

针对天山北坡城市群开展PM_(2.5)浓度时空分布特征和影响因素分析,对区域经济建设和环境保护具有积极的意义.通过地理加权回归(GWR)模型,利用MCD19A2气溶胶产品结合气象因子,反演得到天山北坡城市群2015~2021年3~11月的PM_(2.5)浓度时... 详细信息

针对天山北坡城市群开展PM_(2.5)浓度时空分布特征和影响因素分析,对区域经济建设和环境保护具有积极的意义.通过地理加权回归(GWR)模型,利用MCD19A2气溶胶产品结合气象因子,反演得到天山北坡城市群2015~2021年3~11月的PM_(2.5)浓度时空分布,继而实现变化趋势和影响因素分析.结果如下:(1)研究区PM_(2.5)浓度高值主要分布在天山北麓和古尔班通古特沙漠之间的绿洲城市群地带,呈现“四周低,中间高”和“西低东高”的空间分布特征,2015~2021年研究区的ρ(PM_(2.5))年均值为16.98μg·m^(-3),高值主要聚集在乌鲁木齐市市区部分,并向昌吉市和阜康市延伸递减;ρ(PM_(2.5))月均值分布规律与年均一致,但存在季节差异,表现为:秋季(20.32μg·m^(-3))>春季(18.25μg·m^(-3))>夏季(12.47μg·m^(-3)),春季和冬季聚集现象会更明显;(2)研究区PM_(2.5)浓度年均值在2015~2021年呈现下降趋势,3~10月均值同样表现为下降趋势,仅11月表现为略有升高;从PM_(2.5)浓度变化趋势空间分布分析,下降集中在主要城市市区部分,尤其是乌鲁木齐市市区部分及其周边地区减少幅度最大,变化最为剧烈;(3)研究区气温、气压与PM_(2.5)浓度呈现正相关效应,而相对湿度,风速,大气边界层高度,降水量与PM_(2.5)浓度呈现负相关效应;各因子影响程度从高向低排列为:大气边界层高度>相对湿度>气压>气温>风速>降水量.

关键词：地理加权回归(GWR)模型天山北坡城市群时空分布特征变化趋势影响因素分析

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天山北坡经济带植被覆盖度动态变化研究

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中国环境科学 2024年第2期44卷 1020-1031页

作者：郝鑫怡张喆郑浩高宁真新疆大学地理与遥感科学学院新疆乌鲁木齐830046 新疆绿洲生态自治区重点实验室新疆乌鲁木齐830046 智慧城市与环境建模自治区普通高校重点实验室新疆乌鲁木齐830046

为探明天山北坡经济带植被覆盖度时空变化及其原因,本研究基于MODIS13Q1NDVI数据、气象数据、地形数据、人文数据,基于Google Earth Engine(GEE)平台,利用Theil-Sen Median趋势分析、Mann-Kendall显著性检验和稳定性分析方法,探究2000-2... 详细信息

为探明天山北坡经济带植被覆盖度时空变化及其原因,本研究基于MODIS13Q1NDVI数据、气象数据、地形数据、人文数据,基于Google Earth Engine(GEE)平台,利用Theil-Sen Median趋势分析、Mann-Kendall显著性检验和稳定性分析方法,探究2000-2020年天山北坡经济带植被覆盖度(FVC)时空变化特征及其影响因子.结果表明:天山北坡经济带的FVC表现为两条平行的高覆盖度带.其中中部地区具有较高的植被覆盖度,而边缘地区的植被覆盖度相对较低.2000~2020年间,天山北坡经济带的FVC在时空上呈轻度变化,约占总变化的70%.植被改善区域主要呈现带状分布,集中在研究区的中部,而植被减少区域主要分布在研究区的南缘.整体上,天山北坡的植被覆盖度呈现出西北至东南的相间分布趋势,并且有逐渐上升的趋势.与东部地区相比,西部地区的植被改善更为明显.2000~2020年间,天山北坡经济带的FVC整体上表现出较高的稳定性和较小的波动,其变异程度介于弱变异和中等变异之间.但是,在克拉玛依市北部、乌鲁木齐市西南部以及研究区南缘的零星地区,FVC存在较强的变异.通过地理探测器模型对天山北坡经济带FVC影响因素的研究表明,人类活动(人口密度、夜间灯光和土地利用类型)是FVC空间分异的主要解释因素.从驱动因素来看,人口密度P值为0.283,对FVC影响最大,夜间灯光P值为0.125,土地利用类型P值为0.179.

关键词： GEE MODIS13Q1 植被覆盖度时空变化地理探测器天山北坡

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艾比湖流域植被NPP时空演变特征及其驱动因素

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生态学报 2025年第1期45卷 182-196页

作者：罗健梅阿布都热合曼·哈力克段越帆姚凯旋姚磊唐华布威阿依谢姆·吐合提新疆大学地理与遥感科学学院乌鲁木齐830017 新疆大学绿洲生态重点实验室乌鲁木齐830017 新疆大学智慧城市与环境建模自治区普通高校重点实验室乌鲁木齐830017

植被净初级生产力(NPP)是监测植被生长状况的重要参数,也是评价生态系统健康状况的重要指标。艾比湖流域是新亚欧大陆桥的一道重要生态安全屏障,研究植被NPP时空变化特征及其驱动因素,对保障流域生态环境健康稳定具有重要意义。基于气... 详细信息

植被净初级生产力(NPP)是监测植被生长状况的重要参数,也是评价生态系统健康状况的重要指标。艾比湖流域是新亚欧大陆桥的一道重要生态安全屏障,研究植被NPP时空变化特征及其驱动因素,对保障流域生态环境健康稳定具有重要意义。基于气象数据、NDVI数据、植被类型数据,采用CASA模型估算艾比湖流域2001—2020年的植被NPP,采用热点分析、变异系数、趋势分析等方法,揭示植被NPP时空分布格局及演变特征;采用偏相关分析结合参数最优地理探测器模型揭示植被NPP的影响因素。结果表明:(1)2001—2020年艾比湖流域植被NPP多年平均值为199.67 gC m^(-2)a^(-1),整体呈波动上升趋势,增长率为1.83 gC m^(-2)a^(-1)。(2)空间分布集聚特征明显,整体呈四周高中间低的分布格局,61.79%的区域植被NPP呈增加趋势,河流沿岸的绿洲植被NPP显著增加。(3)植被NPP与气象因子呈正相关关系,与降水相关性最强;NPP值随高程和坡度增加呈先增后减的趋势,随坡向变化差异不明显;不同植被类型和不同土壤类型的NPP值差异明显,土地利用变化对植被NPP具有双重影响。(4)土地利用类型和植被类型是影响植被NPP空间分异的主要因子,因子交互作用表现为双因子增强或非线性增强,基于风险探测确定出适宜植被生长的范围或类型。研究结果可为决策者制定艾比湖流域可持续发展方案提供理论依据。

关键词：净初级生产力 CASA模型参数最优地理探测器驱动因素艾比湖流域

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近30年吐鲁番哈密地区植被生态需水估算

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生态学报 2024年第19期44卷 8699-8715页

作者：胡金虎丁建丽张子鹏王娇刘景明新疆大学地理与遥感科学学院乌鲁木齐830046 新疆绿洲生态自治区重点实验室乌鲁木齐830046 新疆智慧城市与环境建模自治区普通高校重点实验室乌鲁木齐830046

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... 详细信息

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。

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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南疆地区不同类型沙尘天气及相关因素对气溶胶光学厚度影响研究

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环境科学学报 2024年第6期44卷 259-269页

作者：古丽斯坦·阿卜杜克热木丁建丽马雯新疆大学地理与遥感科学学院乌鲁木齐830017 新疆大学新疆绿洲生态自治区重点实验室乌鲁木齐830017 新疆大学智慧城市与环境建模自治区普通高校重点实验室乌鲁木齐830017

为探究南疆地区沙尘气溶胶光学厚度(Dust aerosol optical depth,DOD)的时空分布特征及影响因素,基于遥感数据与气象站观测资料探讨了南疆地区2003—2019年期间DOD的时空分布特征,并分析了不同类型沙尘天气与非沙尘天气及其他相关因素对... 详细信息

为探究南疆地区沙尘气溶胶光学厚度(Dust aerosol optical depth,DOD)的时空分布特征及影响因素,基于遥感数据与气象站观测资料探讨了南疆地区2003—2019年期间DOD的时空分布特征,并分析了不同类型沙尘天气与非沙尘天气及其他相关因素对DOD的影响.结果表明:①南疆地区DOD值与沙尘天气日数分布呈显著的空间差异,塔克拉玛干沙漠东部的DOD峰值达0.21,塔克拉玛干沙漠南缘年均沙尘天气日数高达90 d以上.②不同类型沙尘天气与非沙尘天气的DOD值大小排序依次为:沙尘暴(0.10~0.71)>浮尘(0.24~0.44)>扬沙(0.13~0.47)>非沙尘日(0.08~0.11).③从年际变化来看,非沙尘天气、浮尘天气及扬沙天气的DOD值有减小趋势,而沙尘暴天气的DOD值有增大趋势,各沙尘天气日数也有增多的趋势;DOD最高值出现在3—5月,浮尘天气3月最多,扬沙与沙尘暴天气5月最多.④相关性结果表明,土壤体积含水量、相对湿度、最大风速对DOD值的影响最为显著;DOD与影响因素之间的拟合关系表明:DOD与土壤体积含水量、水汽压、相对湿度的拟合关系呈线性负相关,DOD与平均气温、最大风速的拟合关系呈“抛物线”型曲线.

关键词： MODIS 沙尘气溶胶光学厚度(DOD) 沙尘天气影响因素南疆地区

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基于多植被指数组合的棉花叶片叶绿素含量估算

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干旱区研究 2023年第11期40卷 1865-1874页

作者：阿热孜古力·肉孜买买提·沙吾提何旭刚冶晓文新疆大学地理与遥感科学学院新疆乌鲁木齐830017 新疆绿洲生态重点实验室新疆乌鲁木齐830017 智慧城市与环境建模自治区普通高校重点实验室新疆乌鲁木齐830017

叶绿素含量是表征植被生长状况的重要参考指标,利用高光谱技术快速,精确地监测棉花叶片叶绿素含量,以新疆125个苗期棉花叶片样本为研究对象,通过测定其叶绿素含量与光谱数据,采用多种光谱预处理和多植被指数相结合的方法,构建了WOA-RFR... 详细信息

叶绿素含量是表征植被生长状况的重要参考指标,利用高光谱技术快速,精确地监测棉花叶片叶绿素含量,以新疆125个苗期棉花叶片样本为研究对象,通过测定其叶绿素含量与光谱数据,采用多种光谱预处理和多植被指数相结合的方法,构建了WOA-RFR棉花叶片叶绿素含量定量反演模型,并与SVR和RFR模型结果进行对比分析。结果表明:(1)光谱变换方法中对数变换、分数阶微分和连续小波变换均能有效地提高植被指数与叶绿素含量的相关性。(2)基于分数阶微分0.9阶变换的Vogelmann3、RVI、DVI、SR_([675-700])、Mndvi_(705)、ND、VOG1、NVI、TVI和VOG2植被指数组合的WOA-RFR模型反演效果最佳,其建模集和验证集模型R~2分别为0.920和0.955,RMSE分别为0.987和0.986,MRE分别为0.013和0.014,与RFR和SVR模型相比,预测精度有所提高,WOA算法优化模型效果明显。研究结果可为棉花叶片叶绿素含量定量反演提供决策依据。

关键词：植被指数组合棉花叶绿素含量鲸鱼优化算法

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基于特征波段选择和机器学习的陆地棉叶片水分估算

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干旱区地理 2023年第11期46卷 1836-1847页

作者：崔锦涛买买提·沙吾提新疆大学地理与遥感科学学院新疆乌鲁木齐830046 新疆绿洲生态重点实验室新疆乌鲁木齐830046 智慧城市与环境建模自治区普通高校重点实验室新疆乌鲁木齐830046

棉花叶片含水量的及时准确监测对于评价棉花生长状态具有重要作用。为了精准估算棉花叶片含水量,以新疆渭干河-库车河三角洲绿洲田间尺度上棉花叶片的高光谱数据和叶片水分数据为基础,采用分数阶微分对原始光谱进行处理,通过相关系数分... 详细信息

棉花叶片含水量的及时准确监测对于评价棉花生长状态具有重要作用。为了精准估算棉花叶片含水量,以新疆渭干河-库车河三角洲绿洲田间尺度上棉花叶片的高光谱数据和叶片水分数据为基础,采用分数阶微分对原始光谱进行处理,通过相关系数分析法、竞争性自适应重加权采样算法(Competitive adaptive reweighted sampling,CARS)、连续投影算法(Successive projections algorithm,SPA)、遗传算法(Genetic algorithm,GA)、蒙特卡罗无信息变量消除算法(Monte Carlo uninformative variables elimination,MC-UVE)以及将CARS与SPA耦合等方法筛选特征波段,采用基于鲸鱼优化算法(Whale optimization algorithm,WOA)改进随机森林回归(Random forest regression,RFR)建立全波段和特征波段的叶片水分含量反演模型,并使用独立样本进行验证分析。结果表明:(1)不同特征波段筛选方法得到的波段数量与位置不同,其中MC-UVE所得特征波段数量为8个,CARS所得特征波段数量为38个。SPA、GA与CARS-SPA方法中特征波段位置较为一致,基本集中在近红外的950~1050 nm范围内。(2)CARS-SPA-WOA-RFR模型反演效果最好,模型预测值决定系数(R2)=0.93,均方根误差(Root mean square error,RMSE)=0.032。最终构建的模型可为准确快速地监测棉花旱情以及精准灌溉提供决策依据。

关键词：光谱叶片含水量特征波段选择机器学习

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基于分数阶微分的土壤有机质含量高光谱反演研究

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激光与光电子学进展 2023年第7期60卷 394-401页

作者：李武耀买买提·沙吾提买合木提·巴拉提新疆大学地理与遥感科学学院新疆乌鲁木齐830046 新疆绿洲生态重点实验室新疆乌鲁木齐830046 智慧城市与环境建模自治区普通高校重点实验室新疆乌鲁木齐830046

土壤有机质(SOM)对改善干旱区土地盐碱化、沙漠化和草场退化等环境问题发挥着重要作用。为了探索分数阶微分方法在SOM高光谱反演的可行性,以渭干河-库车河绿洲73个土壤样本为研究对象,通过测定其SOM含量与光谱反射率,利用0.2阶微分为步... 详细信息

土壤有机质(SOM)对改善干旱区土地盐碱化、沙漠化和草场退化等环境问题发挥着重要作用。为了探索分数阶微分方法在SOM高光谱反演的可行性,以渭干河-库车河绿洲73个土壤样本为研究对象,通过测定其SOM含量与光谱反射率,利用0.2阶微分为步长,进行0~2阶分数阶微分的数学变换,分析分数阶处理光谱与SOM含量间的相关性,运用支持向量机回归、偏最小二乘回归和随机森林(RF)等方法对SOM含量进行定量反演。结果表明:采用RF的1.2阶微分建立的SOM含量反演模型预测精度最高,决定系数为0.93,均方根误差为1.62,相对分析误差为3.65。研究结果为精准反演该地区的SOM提供了依据,也为其他地区的SOM反演提供一定的参考。

关键词：分数阶微分高光谱土壤有机质模型估测

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基于同位素揭示艾比湖流域地下水特征

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干旱区地理 2023年第2期46卷 201-210页

作者：刘景明丁建丽包青岭张子鹏姜磊鹏曲艺新疆大学地理与遥感科学学院新疆乌鲁木齐830046 新疆绿洲生态重点实验室新疆乌鲁木齐830046 智慧城市与环境建模自治区普通高校重点实验室新疆乌鲁木齐830046

地下水对于调节干旱区水循环和生态系统具有重要意义,认识和管理地下水资源是防止河流基流减少,地面沉降和水质退化的关键。通过分析艾比湖流域地下水水化学参数和氢氧稳定同位素特征,结合线性回归、双端元混合模型和GIS空间分析等方法... 详细信息

地下水对于调节干旱区水循环和生态系统具有重要意义,认识和管理地下水资源是防止河流基流减少,地面沉降和水质退化的关键。通过分析艾比湖流域地下水水化学参数和氢氧稳定同位素特征,结合线性回归、双端元混合模型和GIS空间分析等方法,探讨不同区域地下水补给来源和水化学组分动态变化。结果表明:(1)博尔塔拉河(简称博河)和精河中下游区域氢氧同位素(δ2H与δ18O)值最大,艾比湖周边区域次之,博河上游区域最小,流域地下水存在不同的循环过程。(2)地下水氘盈余(d-excess)和水化学特征反映了地下水不同的补给机制和影响因素,博河上游区域地下水主要受冰川积雪融水补给;博河和精河中下游地下水主要来源为地表水和降水,同时受岩层性质、农田开发和灌溉措施影响较大;艾比湖周边地下水主要来源于冰雪融水和降水。中下游区域和河湖交汇区地下水是防控和治理的重点区域。(3)地下水流动系统Ⅰ的电导率(Electrical conductance,EC)在210.00~2500.00μS·cm^(-1)之间,d-excess在6.47‰~9.70‰之间;流动系统ⅡEC在141.60~5260.00μS·cm^(-1)之间,d-excess在9.61‰~17.45‰之间,地下含水层存在不同的水力联系。研究结果对艾比湖流域地下水氢氧同位素和水化学驱动机制的探讨,可以为流域地下水资源的合理利用及科学开发提供一定的理论参考依据。

关键词：氢氧同位素水化学组分地下水补给地下水流动系统艾比湖流域

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