广东南澳乌屿岛繁殖期褐翅燕鸥家域研究

广东南澳候鸟省级自然保护区的乌屿岛是中国南部沿海地区最大的褐翅燕鸥繁殖地,为确定褐翅燕鸥在繁殖地的家域范围,我们于2018年5月、2019年5月利用卫星追踪技术在乌屿岛开展了繁殖期褐翅燕鸥家域的研究。结果表明:褐翅燕鸥家域平均面积为(17346.29±31738.74)km²,家域范围西南至珠江口岛屿,北达福建省漳州市的外屿,东到台湾岛的台中至台南的西海岸;褐翅燕鸥家域形状均不规则,并存在重叠,重叠率最小为0.39%,最大为41.47%;褐翅燕鸥家域活动时间上午主要集中在5∶00—10∶00,下午主要集中在15∶00—19∶00;食物因素和觅食策略是影响褐翅燕鸥家域的主要因素。为进一步加强乌屿岛褐翅燕鸥的保护,建议将其家域集中分布区域纳入自然保护地中。     

单基线PolInSAR森林高度反演方法研究

极化干涉SAR(Polarimetric SAR interferometry,PolInSAR)森林高度反演是当前雷达遥感领域的研究热点,近年来出现了多种单基线PolInSAR森林高度反演方法。为了给单基线PolInSAR反演森林高度的算法提供基础,并探索和发展效果更优的反演方法,使用Pol SARpro软件模拟森林平均高度为18 m的L波段(L=23 cm)全极化干涉SAR数据,研究了森林高度反演算法中的DEM差分法、RVoG法、复相干幅度反演法、混合反演法,并基于相干优化法对混合反演法进行了改进;为了更准确地对算法的性能进行比较,给出方位向为48 bin时各算法的距离向剖面的对比图,并选取图像的中间区域,对森林高度位于3~30 m的1 104个样本点,应用均值和均方根误差RSME对5种方法模拟的18 m森林高度进行比较。结果表明:森林高度平均值反演结果由大到小依次为:复相干幅度反演法、混合反演法、改进的混合反演法、RVoG法、DEM差分法,分别为19.40、18.31、18.12、10.55、10.05 m,均方根误差(RMSE)由小到大依次为:改进的混合反演法、混合反演法、复相干幅度反演法、RVoG法、DEM差分法,分别为1.06、1.48、3.49、7.51、8.04 m;说明DEM差分法与RVoG法反演的森林高度存在明显低估,复相干反演法出现明显高估且其离散程度最大,混合反演法和改进的混合反演法与真实值的误差分别为0.31、0.12 m,改进的混合反演法与真实值的相差最小,离散程度最小,均方根误差最小,反演结果最优。改进的混合反演法综合了混合反演法与相干优化法的优点,使其估计的地形相位的均方根误差最小(0.045 rad),森林高度与真实值的误差最小,均方根误差最小,并且具有一定的鲁棒性。     

凉水国家级自然保护区维管植物区系和地理成分分析

根据野外实地调查、植物标本采集和鉴定、文献资料借鉴,对凉水国家级自然保护区维管植物进行植物区系和地理成分分析。研究表明:凉水国家级自然保护区内共有植物78科246属440种,其中蕨类植物10科15属23种,裸子植物1科4属7种,被子植物67科227属410种。菊科、蔷薇科、毛茛科等22科为优势科,桦木科、杨柳科、松科等8科为表征科;优势属和表征属分别为86属和15属。保护区植物不存在真正意义上的单种科,但有2个单种属。在地理成分中温带分布型有23科185属431种,分别占(不含广布型)科、属、种总数的29.49%、74.80%和97.95%;保护区植物与亚洲交流较多,与热带交流较少,具有强烈的温带性质。     

褐环乳牛肝菌与绿木霉复合接种对辽西北地区樟子松根系的影响

【目的】研究盆栽培养条件下单接种和复合接种褐环乳牛肝菌、绿木霉对樟子松幼苗生长特性、根系结构的影响,进一步揭示根际微生物对植物根系构型的调控作用。【方法】以辽西北种植的樟子松为研究对象,设计4个试验处理:1.接种无菌PD培养基(CK);2.接种绿木霉(T43);3.接种褐环乳牛肝菌(N94);4.接种褐环乳牛肝菌和绿木霉(N94+T43)。1年后分别测定樟子松幼苗在不同处理条件下菌根依赖度、生长指标、根系拓扑指数、分形维数。【结果】1)复合接种(N94+T43)菌根依赖度为84.91%,显著高于单接种和CK(P0.05)。2)不同处理对樟子松幼苗苗高、地径、鲜质量、干质量提高效果依次为N94+T43N94T43CK。3)根冠比大小依次为T43CKN94N94+T43。4)复合接种N94+T43显著增加了樟子松根系总长度、表面积、体积、平均直径、根尖数、分叉数等根系参数,与其他处理差异显著(P0.05)。5)不同处理拓扑指数均接近于1,表明樟子松幼苗根系为典型的鱼尾形分枝;2年生樟子松幼苗根系分形维数依次为N94+T43N94T43CK。【结论】复合接种N94+T43菌根依赖度最大,降低了根冠比,提高了幼苗的苗高、地径、干质量、鲜质量,显著增加了樟子松根系总长度、表面积等根系参数,与其他处理差异显著(P0.05)。各处理均未改变樟子松根系的鱼尾形分枝模式,但复合接种N94+T43根系分形维数最大。表明复合接种褐环乳牛肝菌和绿木霉(N94+T43)对樟子松根系构型的调控作用大于其他处理方式。     

刺五加茎叶的超声辅助提取工艺及抗氧化活性研究

以刺五加茎叶为原料,采用超声辅助醇提法对其有效成分进行提取,以DPPH自由基清除率为评价指标,通过单因素试验和响应面优化试验,研究液料比、超声时间、超声功率、乙醇浓度对其得率和抗氧化活性的影响。结果表明:最佳提取工艺条件为液料比1:30 g/ml,超声功率240w,提取时间50min,乙醇浓度85%,在此条件下提取物DPPH清除率为72.35%。此外,将最佳条件下获得的刺五加茎、叶提取物进行抗氧化活性研究,分别测定其清除DPPH自由基、OH自由基、NO2-离子和还原能力,并与抗氧化剂Vc进行对比分析。结果表明:刺五加茎叶提取物具有体外抗氧化功效,同浓度条件下,抗氧化剂Vc的清除率远远大于刺五加叶和茎提取物,刺五加不同部位醇溶性有效成分对自由基清除能力:叶茎。     

自然条件下榆紫叶甲成虫日活动节律的研究

对榆紫叶甲成虫的日活动节律进行系统研究的结果表明:一天中,榆紫叶甲成虫取食行为3:00最多,静息行为1:00最多,爬行行为20:00最多;一天6个时段,静息行为晚上最多,爬行、取食行为黄昏最多;性别对各行为日节律也有一定的影响。     

内蒙古大兴安岭北部原始林区森林火灾应急资源储备与调度研究

【目的】为更好地开展原始林区森林灭火工作,保护内蒙古大兴安岭北部原始林区森林生态资源。【方法】对内蒙古大兴安岭重点国有林管理局下辖的22个林业局,3个自然保护区的应急资源储备情况进行了整理,同时对北部原始林区森林火灾发生的时间规律和空间规律分别进行了分析,在此基础上采用ArcGIS软件,对内蒙古大兴安岭重点国有林管理局森林火灾应急资源的空间分布状况与内蒙古大兴安岭北部原始林区近5年森林火灾发生的空间分布状况进行了叠加分析,依据叠加分析的结果对内蒙古大兴安岭重点国有林管理局森林火灾应急资源空间分布的合理性进行了评判。【结果】叠加分析结果显示,目前内蒙古大兴安岭北部原始林区周边林业局森林火灾应急资源空间配置存在区域集聚以及北部原始林区附近应急资源配置不足等不合理问题。在对内蒙古大兴安岭重点国有林管理局森林火灾应急资源储备情况整理分析的基础上,创新性地提出了以应急物流系统所需时间最少和费用最小为目标进行优化的森林火灾应急资源分配模型。【结论】最后通过实例证明,该模型可以优化森林火灾应急物流系统中资源配置体系,为应急资源的合理调配提供了指导,对于实现科学决策指挥,保护北部原始林区森林生态资源具有一定的现实意义。     

高空间分辨率影像与SAR数据协同特征面向对象林分类型识别

【目的】研究对象特征对高空间分辨率遥感影像与星载全极化SAR数据协同面向对象林分类型识别的影响,评价2种数据协同林分类型识别的适宜性,为多源遥感影像结合面向对象分类技术提供科学依据。【方法】以QuickBird遥感影像和Radarsat-2数据为试验数据,选取福建省三明市将乐县将乐国有林场为试验区进行杉木、马尾松和阔叶林面向对象分类。在面向对象分类过程中,采用基于QuickBird多光谱波段分割、基于Radarsat-2数据分割和QuickBirdRadarsat-2协同分割3种分割方案,每种分割方案采用10种尺度(25～250,步长为25),应用QuickBird遥感影像和Radarsat-2数据提取的光谱、地形、高度和强度4方面32个特征指标,进行4种不同特征组合,运用支持向量机分类器进行面向对象林分类型分类,利用混淆矩阵计算的生产者精度、用户精度、总精度和Kappa系数4个指标对分类结果进行精度评价。【结果】所有组合的分类精度(Kappa系数)均随着尺度增大表现出先增加后降低的趋势,且以只使用单一光谱特征的分类精度最低,依次低于光谱+地形两特征和光谱+地形+高度三特征的分类精度,引入强度后的四特征组合分类与三特征组合无明显差异。QuickBirdRadarsat-2协同且在最优尺度参数为100时,结合对象光谱、地形、高度和强度四特征组合进行面向对象林分类型分类精度最高(OA=86%, Kappa=0.86)。【结论】高空间分辨率遥感影像(QuickBird)与SAR数据(Radarsat-2)协同最优尺度多特征组合进行面向对象林分类型分类优势明显,在光谱和地形特征中引入高度特征可进一步提高分类精度。本研究结果可提高面向对象分类中的特征选择效率和科学性,能够为其他影像的面向对象分类技术提供较好的参考依据。     

基于SAR极化分解与Landsat数据的森林生物量遥感估测

目的森林生物量是评价森林生态系统结构、功能和生产力的重要指标之一，区域尺度上的森林生物量的准确估测对了解森林现状和科学经营森林具有重要指导意义。本文旨在利用SAR影像结合Landsat5 TM影像对区域尺度上的森林生物量进行定量估测。方法首先利用极化分解的方法对极化合成孔径雷达(SAR)数据进行处理获得45个极化分解参数，然后将45个极化分解参数与6个Landsat5 TM波段参数共51个参数作为自变量，森林生物量W作为因变量构建统计回归模型，最后利用最优模型反演研究区的森林生物量。结果使用两种方法进行模型构建:(1)逐步回归法，利用逐步回归进行变量筛选，选出2个参数构建模型，模型R2为0.534，拟合精度为67.51%，RMSE为43.21 t/hm2；(2)最优子集法，用Bootstrap法进行变量筛选，共筛选出9个参数，然后用这9个参数进行最优子集回归，获得511个选模型，然后选择出最优子集模型，并用交叉验证法对模型进行验证，最终选出的最优子集模型包含的参数为TM_band4、Neumann_delta_mod、Neumann_psi、TSVM_psi、TSVM_tau_m3，模型R2为0.768 2，拟合精度为88.32%，拟合RMSE为14.98 t/hm2，验证精度为86.21%，验证RMSE为19.14 t/hm2，CP指数为5.249 5，赤池信息量AIC为256.504 5。本文最终使用最优子集法获得的模型进行反演，获得研究区的森林生物量分布图。结论结果表明:全极化C波段SAR数据结合Landsat5 TM光学数据构建遥感信息模型可以准确反演森林生物量。      

红松人工林地表针叶可燃物燃烧PM2.5排放影响因子

目的为研究森林火灾对大气环境中PM_2.5的贡献量, 分析不同火环境下地表可燃物排放PM_2.5的变化特征, 以期为森林火灾排放颗粒物污染提供依据。方法本实验以帽儿山地区红松人工林地表针叶可燃物为研究对象, 铺设不同可燃物载量和可燃物含水率组合方式的可燃物床层, 基于燃烧风洞实验室进行点烧实验192次, 并利用崂应2050型智能空气/TSP综合采样器定量测量不同风速条件下可燃物燃烧释放烟气中细颗粒污染物(PM_2.5)浓度。结果在可燃物载量、可燃物含水率和风速的共同作用下, PM_2.5质量浓度值有很大的变化区间, 最小值为166.7μg/m3, 最大值为7516μg/m3。各因子对PM_2.5质量浓度的影响差异较明显, 从大到小的顺序为:可燃物载量＞风速＞可燃物含水率。通过多因素方差分析表明, 可燃物含水率与PM_2.5质量浓度没有明显的相关性(P＞0.05), 可燃物载量和风速与PM_2.5质量浓度相关关系显著(P＜0.05), 且可燃物载量与风速存在显著的交互作用(P＜0.05)。以双因素模型拟合PM_2.5质量浓度预测模型, 可燃物载量和风速共同解释77%的PM_2.5质量浓度变差。结论红松针叶燃烧对大气颗粒物污染有明显的贡献作用。PM_2.5质量浓度对可燃物含水率、可燃物载量和风速的响应程度存在明显差异, 与可燃物载量和风速呈显著正相关, 与可燃物含水率关系不明显。本研究以可燃物载量和风速为预报因子构建的PM_2.5质量浓度预测模型具有较高的精准度, 可以为估算森林火灾排放PM_2.5质量浓度提供理论基础。