中国北方草地生物量时空分异的定位监测研究

将19个草地地面定位监测点(内蒙古15个．宁夏、陕西、山西和黑龙江省各1个)3～11年的实测资料数据进行了分析、归纳和总结。研究区草地生物量的水平地带性区域分异规律是从西向东、从北向南递增；而生物量中灌木所占比重却从东向西、从南向北递增。草地生物量在时间上的分异变化多数草地类型表现为单峰型．但荒漠草原和草原化荒漠的某些类型的生物量变化有时表现为双峰型。     

青藏高原草地生物量遥感动态监测

利用青海省2006年8月地面样点实测的生物量,结合相应月份的MODIS植被指数数据,提取与样点对应的EVI和NDVI值,建立生物量与两种植被指数之间的关系模型,并分析模型的精度。结果表明,1)EVI与草地地上生物量的相关性强于NDVI。2)在不同盖度下,植被指数与生物量的相关性随着盖度的增大而增强。3)利用最优模型反演不同草地类型的逐月生物量,并分析研究区2002-2008年不同草地类型生物量的年季动态变化,发现草地生产力水平越高,草地生物量的年季变化越剧烈,说明该种类型的草地受气候变化的影响越大;生产力水平越低的草地类型,则对气候变化的敏感度较低。     

施肥草地群落生物量结构的研究

宁南黄土丘陵区干草原地带，由于频繁垦植，形成了大面积的草地退化，许多空间呈现出次生类群和裸地。针对这一现象，于１９９１－１９９４年在该地区进是草地施肥试验，结果表明：该草地类型区通过不同施肥处理，促进了植物的繁殖更新与群落的种间结构变化。     

天峻县草地地上生物量遥感监测模型

【目的】快速、准确和大范围地对天峻县草地地上生物量（Above-Ground Biomass,AGB ）进行监测。【方法】利用天峻县 Landsat 8 OLI 遥感图像数据和同期 43 处样点实测生物量数据,分别建立了归一化植被指数（Normalized Difference Vegetation Index,NDVI）、土壤调节植被指数（Soil-Adjusted Vegetation Index,SAVI）、修改型土壤调节植被指数（Modified Soil - Adjusted Vegetation - Index, MSAVI）、比值植被指数（Ratio Vegetation Index,RVI）与草地地上生物量的遥感统计模型,分析遥感植被指数与草地地上生物量之间的相关性。【结果】天峻县遥感植被指数与草地地上生物量之间存在较好的相关性,但不同的统计模型的拟合效果不同;由 4 个自变量建立的多元线性回归模型的比一元线性回归模型有更好的拟合效果;遥感植被指数与草地地上生物量建立的三次项回归模型在拟合精度上较一元线性和多元线性高,为 y=116. 12x³ –898. 48x² +1 672. 1x–1 003. 4。【结论】 RVI 与草地地上生物量三次项模型适用于监测天峻县地区的草地地上生物量。     

基于MODIS数据与机器学习的青藏高原草地地上生物量研究

青藏高原位于我国西部,又被称为“世界第三极”,对我国和世界的生态以及气候变化影响显著。为了评估2000-2020年青藏高原草地地上生物量（aboveground biomass,AGB）的变化情况,本研究采用多种机器学习方法结合MCD43A4产品数据模拟了草地地上生物量,并对该区域草地地上生物量的时空特征进行分析。结果表明：1）构建的机器学习模型中,Rborist模型精度最高,基于筛选后变量的R2达到0.6484。“prec＿05”、“prec＿06”、“tp＿12”、“NDPI”、“prec＿04”、“tmax＿01”、“prec＿08”、“prec＿12”这8个变量与生物量相关;2）青藏高原东南部的生物量要高于西北部,呈现由东南向西北递减趋势;3)2000-2020年间青藏高原草地生物量稳步增长,整体向好发展。青藏高原61.38%的草地变化趋势不具有可持续性,4.67%的草地持续性轻微恶化,持续性明显恶化的区域占比1.19%,呈稳定或恢复趋势的区域占比32.76%。     

我国草地生物量研究概述

通过对我国草地生物量研究文献的综述，基本全面系统地反映了我国草地生物量研究的历史进程，以及在各种天然及人工草地群落生物量研究中所取得的成果，并对研究方法的合理适宜性作了评述，讨论了不同草地类型、不同优势种组分、不同利用方式、不同栽培管理模式及各种环境条件对生物量的影响。     

昭苏马场不同垂直带草地类型生物量的研究

以昭苏马场的不同草地类型为研究对象,分析了不同草地类型地下和地上生物量的变化。结果表明：地下生物量表现为总的“T”字形趋势下的锯齿状分布,主要分布在010 cm的草皮层中,而且不同的草地类型,其地下生物量也不同;各草地类型的地上生物量的变化不大,而地下生物量变化明显,但其总体变化趋势一致,均表现为亚高山草甸＞山前冲积扇草甸＞中山草甸＞丘陵草甸＞丘陵草原＞丘陵草甸草原＞河滩阶地草原。     

基于文献计量的草地生物量遥感监测研究进展

草地生物量是衡量草地生态系统生产力的重要指标,也是研究草地生态系统物质循环的重要基础.为了系统梳理草地生物量遥感监测研究进展,以Web of Science中1995–2020年的557篇相关文献作为数据源,运用CiteSpace软件从发表论文的国家、机构和学科分布,以及关键词共现、文献共被引、期刊共被引等角度分别进行...     

锡林郭勒草地MODIS植被指数时空变化研究

利用新一代卫星遥感数据TERRA/MODIS,结合地面调查数据,以内蒙古自治区锡林郭勒盟草地为研究区域,分析草甸草原、典型草原、沙地草原、荒漠草原四种代表性草地植被指数(MODIS-NDVI)的时空变化特征,以2002年4～10月旬度变化为例,较详尽地反映草地在其生长期内各个阶段植被指数的变化,进而反映生长状况;以2002年9月的NDVI合成数据为例,对植被指数分级,分析各个级别NDVI值域在地理空间上的变化,反映各类草地在空间上的连续性和差异性。     

青藏高原草地地上生物量的ANNs模拟分析

草地地上生物量(Aboveground biomass, AGB)的估算有助于理论载畜量的确定。基于人工神经网络(Artificial neural networks, ANNs),利用遥感植被指数和气候变量与AGB观测值构建函数关系,进行了青藏高原草地AGB的模拟,并基于岭回归分析了每个气候因子对AGB变化的影响强弱。结果表明,在训练期(测试期),ANNs的模拟值与实测值之间的R²为0.92(0.88),RMSE为18.48(23.62)g·m^-2。草地类型从草丛到草甸再到草原,AGB依次减少。AGB随海拔的升高先增加后减少。海拔3 400～3 800 m的区域AGB最高。ANNs与5个机理模型对比,发现ANNs模拟值偏低和偏高的面积分别占总面积的1%和10%,主要原因是训练资料的均值与相应地区中机理模型模拟值的偏差所致。影响因子按重要性从高到低的排序分别为大气CO₂浓度、饱和水汽压差、前一年降雨量、平均风速和平均气温。     

不同机器学习算法在草原草地生物量估算上的适应性研究

准确估算草地地上生物量(Aboveground biomass,AGB)对于科学调整草畜关系、保护生态环境和实现草地资源的可持续发展具有重要意义。本文以锡林郭勒盟不同草地类型为研究对象,基于遥感数据、气象数据和数字高程模型数据,利用支持向量机(Support vector machines,SVM)、BP神经网络(BP neural networks,BP)和随机森林(Random forest,RF)三种机器学习算法建立AGB估算模型,评估三种机器学习算法模型估算AGB的潜力。精度验证结果表明,在研究区内不区分草地类型整体建立估算模型时RF算法的回归精度最高(R=0.88,RMSE=0.10,MSE=0.01,MAE=0.07)。SVM算法建立的模型在草甸草原和荒漠草原回归精度较高,而RF算法回归能力在典型草原具有相对优势。不同特征变量对估算AGB的贡献分析结果表明,植被覆盖度(Fractional vegetation cover,FVC)、归一化植被指数(Normalized difference vegetation Index,NDVI)、增强植被指数(Enhanced vegetation index,EVI)和降水量(Precipitation,PRCP)四个变量对AGB估算结果的影响较大。本文研究结果为干旱/半干旱区草地地上生物量估算精度的提高和方法的选择提供科学建议。     

中国草原火灾风险动态分布特征及管理对策研究

利用我国牧区1991～2005年的草原火灾资料,用统计方法分析了我国牧区草原火灾风险的时空动态分布特征.研究发现,随着经济的发展草原火灾的发生次数呈增长趋势,我国草原火灾风险正不断加大,草原火灾造成的损失也在逐年递增;每年的4月份是我国草原火灾的高峰期,10月份产生一个小高峰期;内蒙古、新疆、甘肃是我国草原火灾经济损失最严重的3个省份.针对我国目前草原防火减灾中出现的问题提出了管理对策.     

人工湖对沽源退化草地土壤碳、氮、磷的时空影响

在退化草地上建造人工湖泊,可以使人工湖泊与毗邻退化草地形成近湿地生态系统,从而可能改善毗邻退化草地的生态环境,积极影响退化草地土壤中养分的流动,加快退化草地的修复。本研究分析了人为建造人工湖泊后3年内（2014年、2015年、2016年）湖泊毗邻的退化草地土壤碳氮磷在离湖距离（10 m、60 m、100 m、150 m、250 m、600 m）上的时空动态变化。结果如下：距离上,土壤有机碳、全氮、全磷在上层土壤（0～10 cm和10～20 cm）中与距离有显著（P<0.05）的线性关系,呈逐渐降低的趋势,说明在建湖3年这个短时期内,土壤养分（有机碳、全氮、全磷）形成了一个近湖效应,即靠近湖的养分含量高。年际间,自建湖后土壤全磷随着年数的增加在各个土层均显著降低。土壤养分（有机碳、全氮、全磷）在建湖初期2014年在距离上特异性较大,经过建湖3年后,2016年时在距离上的特异性减弱。这些结果表明,人工湖影响毗邻退化草地土壤中养分流动,尤其在距离上有显著的影响并表现出一定的规律性。建湖对毗邻退化草地的养分产生一定的影响,表明人工湖对放牧草地产生一定的积极效应。     

天然草地与改良草地地上生物量空间分布及其群落结构特征

应用数理统计模型的解析方法,探讨退化天然草地和补播苜蓿的改良草地地上生物量的空间分布规律及其群落结构特征。结果表明,2种草地的主要植物种地上生物量的空间分布与γ分布模型具有很好的吻合性。改良草地的平均生物量极显著的高于天然草地（P〈0.001）,而平均物种数与平均物种多样性指数极显著的低于天然草地（P〈0.001）。2种草地的组成植物种的空间异质性指数与其平均生物量之间均存在着负相关。天然草地的生物量随着物种数的增加而增大,而改良草地随着物种数的增加,生物量逐渐减少。     

中国北方草地生态系统管理问题与对策

草地具有生态意义、资源意义和生物进化场所及文化意义。北方草地表观表现为"三化",草丛对地面的覆盖力和产量是一般采用的判定指标,缺乏生态系统结构要素和功能受损的评价标准,农田化也是草原被破坏或消失的重要因素。放牧是家畜生产途径,也是草地管理手段。放牧干扰状况包括放牧开始时间、放牧强度、放牧频次和持续时间,放牧要素包括啃食、践踏、口液和失衡营养。载畜量或草畜平衡的方程体系中缺少牲畜生长状态参数,草地管理的一项重要内容是管理草地放养的家畜,发展豆科混合半人工草地,以维护土壤肥力,增加牲畜日粮的粗蛋白含量应该是中国北方草地管理当前与今后一段时期内的重要研究内容。草地管理,即草地生态系统管理是由明确目标驱动,由政策和协议及实践而执行,以对生态作用与过程的理解所需的研究和监测为基础,而保持生态系统组分、结构和功能正常运行的管理。     

模拟降水和氮沉降增加对草地生物量影响的研究进展

研究降水和氮沉降增加对草地生态系统生物量的作用机制及其适应特征,有助于深刻理解气候变化对草地生态系统生产力和各项服务功能的影响,对草地生态系统的可持续发展具有重要意义。本文综述了模拟降水和氮沉降增加对草地植物生物量的改变及其可能的机制分析,探讨了植物对环境的适应特征,并在此基础上提出了未来气候变化条件下草地生态系统所面临的挑战和当前研究中主要存在的问题。     

放牧强度对草地地下生物量影响的国内研究进展

放牧作为草地生态系统最主要的利用方式已经带来了很多不可逆的严重问题,为了缓解和改变这种现状,我国很多学者就放牧强度带来的影响做了详细的研究。研究发现,放牧强度对草地地下生物量的影响主要表现在地下生物量地下分布规律、地上地下生物量动态变化规律的改变,以及逆行演替后土壤含水量及其容重对草地生产力的作用。因此只有通过适度调整放牧强度才能最大化改善草地,并能获得一定经济和生态效益,促进区域的可持续发展。