围栏封育下伊犁绢蒿荒漠草地特征植物高光谱特征变化分析

为研究围栏封育对伊犁绢蒿(Seriphidium transiliense)荒漠草地的改善情况,利用便携式光谱仪对不同封育年限的围栏内外实测的半灌木伊犁绢蒿、一年生草本叉毛蓬(Petrosimonia sibirica)和短命植物涩芥(Malcolmia maritima)的高光谱数据进行分析。结果表明,伊犁绢蒿、叉毛蓬和涩芥三者在可见光波段具有明显的差异性,与植物生态生理特征有关,可利用350~680 nm内三者光谱反射率的差异进行区分;伊犁绢蒿的红边斜率在不同封育年限下均表现为围栏内大于围栏外,而叉毛蓬的红边斜率表现为围栏内小于围栏外,涩芥在平台处光谱和红边特征上与其生理生态特征无明显相关性。     

退化伊犁绢蒿荒漠草地特征植物光谱特征

分别对退化伊犁绢蒿(Seriphidium transiliense)荒漠草地上8种特征植物长势较好时期的原始光谱、包络线去除后光谱及一阶微分光谱曲线特征波段进行对比分析,发现在特定波段不同植物光谱反射率特征值与其他植物有明显不同;760-930 nm植物光谱强反射带波段间8种特征植物的反射率值最大相差近40%,反射率从大到小依次为伊犁绢蒿＞萹蓄(Polygonum aviculare)＞骆驼蓬(Peganum harmala)＞画眉草(Eragrostis pilosa)＞地肤(Kochia scoparia)＞弯果胡卢巴(Trigonella arcuata)＞角果藜(Ceratocarpus arenarius)＞叉毛蓬(Petrosimonia sibirica);1 400 nm附近水分吸收带光谱反射率值最大,相差近27%,从大到小依次为伊犁绢蒿＞地肤＞角果藜＞画眉草＞叉毛蓬＞萹蓄＞弯果胡卢巴＞骆驼蓬;从红边位置(P)、幅值(K)识别8种特征植物高光谱特征信息为:除萹蓄P为708 nm外,其他7种特征植物P值均集中在718 nm处;伊犁绢蒿K为0.925 4;叉毛蓬K为0.188 5;萹蓄K为0.685 4;骆驼蓬K为0.799 8;地肤K为0.183 9;弯果胡卢巴K为0.538 7;画眉草K为0.441 6;角果藜K为0.132 7。包络线去除后的光谱红边及峰谷特征与原始光谱曲线相比显得更为清晰、明显。一阶微分对于精确提取该类草地植物光谱特征的红边参数特征值有重要作用。     

退化伊犁绢蒿荒漠草地高光谱特征分析

利用SVC HR-768 便携式光谱仪测定围栏内、外不同退化梯度伊犁绢蒿（Seriphidium transiliense）荒漠草地植物群落的光谱反射率,以及该类草地退化过程中的优势种伊犁绢蒿（减少种）、叉毛蓬（Petrosimonia sibirica）（增加种）、萹蓄（Polygonum aviculare）（侵入种）和裸地的光谱反射率,为实现伊犁绢蒿荒漠草地的高光谱遥感监测奠定基础。结果表明：在近红外波段,特征种与裸地的光谱反射率为裸地>萹蓄>伊犁绢蒿>叉毛蓬。萹蓄光谱反射率对退化草地植物群落的反射特征影响很小。退化草地植物群落冠层光谱反射率主要受伊犁绢蒿和叉毛蓬反射特征的影响,与优势种重要值成正相关关系,中度退化草地植物群落光谱反射率为围栏内>围栏外;重度和极度退化草地植物群落光谱反射率为围栏内<围栏外。     

伊犁绢蒿荒漠草地物种光谱特征分析及识别初探

利用便携式地物光谱仪,对天山北坡中段伊犁绢蒿(Seriphidium transiliense)荒漠草地9种植物进行实地光谱测量,对光谱进行一阶微分、平滑、归一化、R_r-R_n光谱特征空间处理,对植物光谱特征分析及识别,并建立判别模型。结果表明,不同植物的原始光谱反射率在特定波段具有一定差异性,一阶微分对于精确提取该类草地植物红边特征参数值有重要作用,平滑处理可以有效去除噪声影响,归一化更有利于发现植物光谱特征,Rr-Rn在区分该类草地植物方面存在困难。选用近红外波段反射率(R_n),红边位置(REP),绿波段反射率(R_g),修改型土壤调节植被指数MSAVI和叶绿素吸收比值指数(CRAI)5项光谱指标建立判别函数,9种植物的判别精度达到90.5%。     

伊犁绢蒿荒漠草地主要植物的高光谱识别

以伊犁绢蒿荒漠草地为研究对象,利用SOC710 VP成像光谱仪获取不同季节的伊犁绢蒿荒漠草地地面高光谱影像,通过主成分分析和方差分析提取不同季节主要物种伊犁绢蒿、角果藜、叉毛蓬和裸地光谱特征波段、特征参数与植被指数;采用Fisher判别分析法将样本按7∶3的比例划分训练集和测试集,对3种主要植物和裸地进行识别。研究表明：6月植被指数建立的识别模型对测试集样本伊犁绢蒿、角果藜、叉毛蓬和裸地的判别精度最优,分别达到100%、95.56%、100%和100%,总体精度达98.89%;基于高光谱影像数据,以6月植被指数作为识别参数可以实现伊犁绢蒿荒漠草地主要植物的识别,为进一步对群落影像进行物种定量分类提供了依据。     

不同退化阶段伊犁绢蒿荒漠草地土壤养分动态

通过对阿什里乡伊犁绢蒿 Seriphidium transillense 荒漠草地在未退化、中度退化、重度退化、极度退化下不同层次的土壤养分的分析,结果表明:1)不同退化阶段下,有机质含量极度退化明显高于未退化、中度退化和重度退化,未退化、中度退化和重度退化之间有机质的差异不明显;全氮含量随着退化加剧也是升高的;全磷和全钾在不同退化阶段变化不明显.2)在剖面上,随着土层的加深土壤有机质、全氮、全磷、全钾均减少;在0～10、10～20、20～30 cm土层中,变化比较明显的是0～10 cm.     

禁牧后伊犁绢蒿荒漠植被特征年际动态变化

通过野外实地调查取样,于2017～2019年(禁牧2～4a)对新疆玛纳斯县和呼图壁县的禁牧区及放牧区的群落植被特征进行测定分析,探究不同禁牧年限下伊犁绢蒿荒漠草地植被特征年际动态变化.结果表明:(1)退化荒漠禁牧后一年生草本植物逐渐从群落中消退,半灌木和多年生草本植物的重要值增加;(2)荒漠植被禁牧2～4a后,植被高度...     

天山北坡伊犁绢蒿荒漠不同退化阶段草地特征分析

对天山北坡不同退化阶段伊犁绢蒿(Seriphidium transillense(Poljak.)Poljak.)荒漠草地植被特征和土壤特性进行分析,以期为该地区的草地恢复提供理论依据.结果表明:随着草地退化程度的加剧,伊犁绢蒿荒漠的优势种逐渐被叉毛蓬(Petrosimonia sibirica(Pall.)Bunge)替代;地带性植被伊犁绢蒿的频度、盖度、生物量和密度随着草地退化程度的加剧逐渐降低,而叉毛蓬却呈相反趋势;叉毛蓬种群在扩繁时采用"r"对策,产生大量种子迅速占领领地,阻止了草地的完全崩溃.随着伊犁绢蒿荒漠退化,草地的饲用价值劣化,草地植物种类向低矮、适口性差、短命和类短命植物过度.草地的植被退化与土壤退化不完全一致,随着草地退化,土壤表层颗粒有变粗趋势,然而土壤有机质和全氮却呈现稳定升高的趋势;极度退化地区的高养分含量主要是由家畜排泄物导致.     

围栏封育对新疆伊犁绢蒿草地的影响

2005年,对伊犁绢蒿Seriphidium transillense草地设置围栏内外草地植被和土壤对比,分析封育对草地植被和土壤的影响。调查结果显示：封育后,伊犁绢蒿个体植株高度增高,地上生物量上升,丛幅增大。封育后土壤条件得到改善,处于围封中的土壤容重较放牧利用中的土壤容重小,水分含量升高,尤其是 5～10 cm土层变化显著。围封3年内,草地植物组成成分无明显变化,但优良牧草产量比例增加。总体表明：围栏封育改善了草地植被生长状态,提高了草地质量。     

伊犁绢蒿荒漠草地退化等级的高光谱识别方法

本研究以伊犁绢蒿(Seriphidium transiliense)荒漠草地为研究对象,基于环境卫星HSI高光谱影像和群落冠层光谱,采用光谱角填图法和光谱信息散度法对草地退化等级进行识别。结果表明:以实地采集的冠层反射光谱为指导的HSI高光谱影像识别精度较差;基于HSI高光谱影像的退化等级识别结果较好,总体分类精度在76%以上,适合对伊犁绢蒿荒漠草地退化等级识别。     

封育年限对伊犁绢蒿荒漠群落特征及草场质量的影响

以伊犁绢蒿(Seriphidium transiliense)荒漠草地为对象,研究不同封育年限对伊犁绢蒿荒漠草地植被群落特征、物种多样性及草场质量指数的影响.结果表明:伊犁绢蒿荒漠草地总盖度、密度及生物量,随封育时间的增加呈先降后升再降的波动变化,且以封育6年达到最高;围栏封育有利于伊犁绢蒿、木地肤(Kochia prostrata)的生长与恢复,生物量较对照区分别提高了158.63%~221.44%,100%,且封育9年时伊犁绢蒿重要值恢复到首位;封育后群落的物种多样性指数较对照区均有增加,且随封育年限的增加呈现先增后减再增趋势;通过群落物种多样性分析认为,封育9年后伊犁绢蒿荒漠草地尚未恢复到原始顶级状态;以草地的生产力与经济效益来考虑,初步推测封育5年为该区域伊犁绢蒿荒漠草地的最佳围栏时间.     

伊犁绢蒿构件动态变化研究

为确定新疆蒿属荒漠草地建群种个体构件的自然生长规律,2005-2006年采用实地调查与室内分析相结合的方式,连续两年对蒿属荒漠草地建群种伊犁绢蒿(Seriphidium transiliense)个体构件数量及产量进行动态监测。结果表明:伊犁绢蒿在整个生长季内株高和枝条重量基本呈线性生长,增长速度呈"快-慢-快"的趋势;枝条数量及叶片重量分别呈"升高-降低-升高"双峰曲线形式;根重变化不明显,均在6.1g/株左右;从整体上看,伊犁绢蒿地上部分和个体总产量均呈"S"型变化;各构件在年度之间存在一定的波动性,可能与当年的水热条件相关;从利用上看,伊犁绢蒿荒漠草地适宜在4-6月、9-10月进行放牧。     

伊犁绢蒿的生态学特性及利用和保护研究进展

伊犁绢蒿是菊科绢蒿属多年生超旱生半灌木,主要分布在北疆各山地山前砂砾质冲积平原、洪积扇到前山、低山丘陵区中,在新疆各类草地中有2个草地类、3个草地亚类、7个草地组和9个草地型,面积约600万hm2,是这些草地的建群种、优势种或主要伴生种。伊犁绢蒿解剖结构、电镜扫描结构、生理生态特性及种群遗传多样性均表明其具有较强的抗逆性(耐旱、耐热)和耐牧性;种子具有极强的吸水、保水性能,萌发迅速,发芽率较高。伊犁绢蒿构件特征、种群分布格局、幼苗分布格局、土壤种子库和繁殖分配格局的研究结果表明,其种群采取的是胁迫耐受对策,种群更新受到放牧、气候变化和空间尺度等因素的影响。伊犁绢蒿具有明显的中亚荒漠植物生长发育的节律性,与土壤水分密切相关,春秋2季形成产量高峰,夏季休眠,在利用上成为连接夏、冬牧场的时间与空间纽带。针对伊犁绢蒿草地退化严重的现状,从合理利用和生态恢复2个方面探讨其可持续管理的对策。     

刈割和放牧条件下伊犁绢蒿生物量分配特点

为了解伊犁绢蒿Seriphidium transiliense在不同干扰条件下资源分配特点,分别测定了刈割和放牧条件下根、茎、叶、花（种子）的生物量。结果表明：刈割引起伊犁绢蒿对根生物量分配增加,茎和叶生物量分配减少,随刈割强度的增加,根生物量分配增加8%20%,茎生物量分配减少5%14%,叶生物量分配减少3%6%;放牧引起伊犁绢蒿对根生物量分配增加,茎和叶生物量分配减小,有性生殖分配减少,生物量分配趋势为：根>茎>叶>花/种子,根生物量分配为45%67%,占优势地位,而有性生殖分配较小,在1%以下。且刈牧干扰下,伊犁绢蒿优先将资源分配给营养贮藏器官--根。     

短期封育对伊犁绢蒿荒漠草地土壤氮及其粒径组成的影响

为探讨短期封育对荒漠草地土壤特征的影响,以天山北坡玛纳斯县、呼图壁县、奇台县伊犁绢蒿(Seriphidi-um transiliense)荒漠为对象,采用常规方法,测定了封育内外草地土壤全氮、碱解氮及其粒径组成,结果表明:封育后伊犁绢蒿荒漠草地0～50 cm土层全氮含量范围为1.16～1.82 g·kg-1,差异不显著...     

干旱胁迫对伊犁绢蒿生理生化指标的影响

以伊犁绢蒿为材料,采用盆栽育苗,齐苗后每盆保留幼苗4株,待幼苗长至6叶期时,进行干旱胁迫处理,连续干旱18d,分别于第0、6、12和18d及复水后第6d对其抗旱性部分生理生化指标进行研究,结果表明：随着胁迫强度的增加,叶片相对电导率,脯氨酸含量和丙二醛含量显著升高,光合作用显著下降,在第18d,叶绿素含量最小,其余各指标均达最大。伊犁绢蒿抗旱能力较强,适宜在干旱半干旱地区种植。