高山草地的反射光谱与牧草长势的相关分析

不同的草地群落，其反射光谱曲线差异显著，草地植被盖度对光谱反射有显著影响，在５５０ｎｍ波段，随着植被盖度增加，其反射率相应提高，在６５０ｎｍ波段，与之相反，盖度增加，光谱反射率下降；在近红外波段，光谱反射率的增加与植被盖度增长同步，植物群落的季相对反射光谱表现出与盖度相似的影响，在遥感图像上一定有响应。     

光谱分析在草地地上生物量估测中的研究与应用

简要介绍了草地地上生物量估测的不同方法及其各自特点,阐述了反射光谱特征参数、植被指数与草地地上生物量之间的关系,分析了草地类型、季相条件以及植被覆盖度对植被指数、草地地上生物量估产模型的影响.     

高山草地的光谱反射特征及其估产模型

对祁连山东段高山草地中５种植物群落的光谱反射特征进行了测试研究。结果表明：１）草本植物和灌木种群的光谱反射率在可见光波段上无显著差异，但在近红外波段存在显著差异；２）土壤背景和测试仪器高度对群落的光谱反射产生显著影响；３）植物生长盛期，可用近红外波段的反射差异来区分草地植物群落的空间分布：４）草地植物群落的地上植物量与几种变换的植被指数呈显著或极显著的非线性相关。     

新疆三种主要草地植被类型的高光谱反射特征研究

本研究利用便携式地物光谱仪,对新疆部分天然草地类型及植物进行了实地光谱测量,分析和比较了3种草地类型的光谱反射特征。结果表明,在可见光波段,干荒漠类草甸植被,除角果黎外,其冠层反射率要低于低地山地草甸和蒿属荒漠草地。而在近红外波段,角果黎、骆驼蓬、梭梭冠层光谱反射率明显高于低地山地草甸植被和部分蒿属荒漠草甸植被。同一类型草地中,由于植被类别间的差异以及叶片内部结构的不同,冠层光谱反射率差异较大。3类草地类型不同植被的红边特征参数表现为干荒漠类草甸的梭梭红边位置最高,低地山地草甸的博洛塔绢蒿红边位置最低;蒿属荒漠类草甸的骆驼蓬的红边斜率和红边面积最大,低地山地草甸的苔草红边斜率和红边面积最小。对6种代表性的植被指数分析得出,PRI、OSAVI、MCARI指数均表现为蒿属荒漠类草甸<低地山地草甸<干荒漠类草甸。NDVI植被指数则表现为低地山地草甸最大,而干荒漠类草甸最小。GNDVI指数表现为低地山地草甸最大,蒿属荒漠类草甸最小。总之,高光谱遥感对于草地植被的分类监测和遥感反演等具有重要的意义。     

甘南草地地上生物量的高光谱遥感估算研究

为了促进高光谱分辨率遥感技术在草地畜牧业动态监测和遥感估产中的应用,选择甘南草原为研究区,通过野外观测,测量了天然牧草的冠层高光谱和地上生物量数据,分析了4种主要草地类型的冠层光谱曲线特征,并分析了地上鲜生物量与冠层反射光谱和一阶微分光谱之间的相关关系,构建了光谱特征参数作为变量,建立了甘南草原牧草地上鲜生物量的高光谱估算模型,并对模型进行检验,结果表明：特征参数D723的对数回归模型,不仅相关系数较高,而且均方根和相对误差都较小,因此,估算精度较高,可作为甘南草地地上鲜生物量的最佳高光谱估算模型。     

黄河源区玛曲县不同沙化程度高寒草地光谱特征分析

高寒草地是黄河上游主要的生态屏障，受自然和人为的双重影响，草地沙化现象严重且监测和治理困难。因此，分析不同沙化程度的高寒草地光谱特征可为该区遥感监测及沙化程度精细识别提供充分的地面验证信息。研究基于玛曲县野外实测不同沙化程度高寒草地的高光谱信息，利用多种光谱变化方法对其光谱特征进行分析，结果显示：除极重度沙化的光谱曲线表现出典型荒漠化土壤的特征外，其他沙化程度草地的红谷、绿峰及三边参数均与绿色植被光谱特征保持一致，其中720-1 000 nm是区分不同程度沙化类型草地的最佳波段，而在510-560和650-690 nm波段范围内的红谷和绿峰区分度不理想。利用一阶微分和包络线去除的光谱转化方法，对草地光谱反射率曲线进行处理，发现较好的可用于不同程度沙化草地区分的特征波段和参数有510-560、650-700 nm、红边幅值以及包络线去除后600-700 nm处的吸收深度，经过波段运算后的比值植被指数、绿红植被指数指数在不同程度沙化草地区分作用明显，同时对植被指数进行阈值化处理，可作为识别不同沙化程度草地的提供判别依据，研究成果为高寒区沙化监测及沙化程度精细识别提供数据支撑和参考。     

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%。     

高分一号卫星影像特征及其在草地监测中的应用

为评价高分一号卫星数据的草地监测能力,在分析传感器波段设置、辐射分辨率和光谱响应系数等特征的基础上,以草地为研究对象,提取草地分布信息,计算不同植被指数,结合地面同步观测的草地光谱、地上生物量、覆盖度和叶面积指数等实测数据,通过R²和均方根误差筛选并建立最优估算模型。结果表明:波段设置与部分常用传感器保持了较好的一致性;空间分辨率的提高,增强了地物类型的识别能力,辐射分辨率的提高,增强了数据的层次性;光谱响应系数较好的涵盖了不同草地类型的光谱曲线特征;叶面积指数和生物量的最佳估算模型均为基于比值植被指数的三次多项式模型,覆盖度最佳估算模型为基于归一化植被指数的幂函数模型,并得到了较好的制图效果。     

新疆典型草地土壤光谱特征研究

使用SVC-HR768便携式光谱仪,对新疆10种典型草地类型土壤进行了室内光谱采集。运用包络线去除法处理光谱数据。结果表明：10种典型新疆草地土壤在350～2500 nm范围内,除温性山地草甸土壤有4个光谱吸收谷（1个有机质吸收谷,3个水分吸收谷）,其余9种典型草地土壤都是5个光谱吸收谷（2个有机质吸收谷,3个水分吸收谷）;比较有机质吸收谷波段范围发现,10种典型草地土壤的光谱曲线下凹最明显的土层主要是0～30 cm;对同种深度的高寒类和温性类草地土壤光谱特征分析比较得出,同种气候类型的草地土壤0～5 cm 有机质吸收谷波段差异明显,高寒类的草地土壤有机质吸收谷波度范围窄于温性类草地土壤。干旱区新疆的草地土壤有机质光谱作用范围发生了“前移”。     

增温对荒漠草原不同退化程度草地恢复初期影响的研究

为探讨增温对短花针茅(Stipa breviflora)荒漠草原不同退化程度草地恢复初期的影响,本研究以天然草地为对照,在不同退化程度的自然恢复草地上设置增温处理。增温一年后,在2021年8月测定增温处理下天然草地和不同退化程度草地恢复初期植物的高度、密度和生物量,并计算重要值和植物多样性指数。结果表明：增温降低了天然草地和轻度退化草地的物种数;增温和退化的交互作用极显著降低群落地上生物量和C₃植物生物量(P<0.01),增温显著增加了天然草地的地上生物量,显著降低了重度退化草地的地上生物量(P<0.05);增温和退化的交互作用对物种多样性无显著影响,但增温增加了天然草地的群落多样性,降低了退化草地的群落多样性;增温增强了不同退化程度草地物种多样性与地上生物量和不同功能群生物量的相关性。综上所述,在未来全球持续变暖的趋势下,退化草地的初期恢复将变得更加困难。     

东乌珠穆沁草甸草原不同退化程度草地植物群落结构与多样性研究

为深入研究不同退化程度草甸草原植物群落多样性及稳定性的动态变化规律,本研究采用样方法对东乌珠穆沁不同退化程度草甸草原植物群落结构及多样性进行了调查分析。结果表明：研究区植物主要为禾本科、菊科、蔷薇科、莎草科、豆科、唇形科。随草地退化程度加剧：草地植被盖度减小;群落优势种从禾本科、莎草科、豆科等优质牧草逐渐转变为杂类草植物;多年生植物优势度下降,一年生杂草优势度上升,群落稳定性变差。未退化草地物种丰富度最大,中度退化草地较未退化草地表现出较高的多样性、优势度、均匀度、丰富度指数,其余草地类型多样性差异不显著。未退化草地样点间植物群落相似度较高,与轻度、中度、重度退化草地植物群落组成差别较大。轻度、中度、重度退化草地间植物群落组成存在相似性。本研究结果为退化草甸草原的恢复重建提供参考。     

青海湖北岸退化草地和封育草地中钾、钙、镁等矿质常量元素特征

矿质元素是植物生长发育必需的营养,为明确其在退化草地植物中发生的变化,选择青海湖北岸同类型退化草地和围栏封育草地为试验样地,通过对各类型草地植物中钾、钙、镁等矿质元素的对比分析,阐述退化草地和封育草地植物中矿质元素特征,揭示草地退化与其中矿质元素营养之间的相关关系。结果表明:退化草地与封育草地上植物和土壤中矿质元素含量具有明显差异,退化草地较封育草地上植物和土壤中矿质元素营养具有蓄积增加的趋势,这是草地退化的结果,是退化草地"加速"退化的原因,是生物矿质元素营养的一种"饥饿效应",也是生物对环境变化的一种"应急"响应。随着海拔高度的逐渐增加,青海湖北岸自南向北退化草地植物中矿质元素营养蓄积具有逐渐增大的特征,因为海拔低处的自然环境更有利于大多数植物的生长发育。     

基于植被指数的三江源高寒草地植物分类与识别方法研究

随着生态健康检测与保护工作的实践以及研究问题的深入，传统的植物分类手段不能完全满足当前研究的需要。因此为研究快速分类识别草地植物的方法，本研究利用ASD (Analytical spectral devices)地物光谱仪，采集了三江源地区高寒草地常见的阿尔泰葶苈(Draba altaica)、高山风毛菊(Saussurea japonica)和车前状垂头菊(Cremanthodium ellisii)等36种植物的原始光谱数据，并选择了比值植被指数等16种高光谱植被指数，基于支持向量机(Support vector machines，SVM)等3种机器学习算法，构建高寒草地植物光谱分类识别模型。研究结果表明：高寒草地植物的原始光谱均符合绿色植物特征，但由于植物形态特征不同光谱差异主要集中在可见光波段；基于植被指数结合3种算法构建的分类模型，精度依次为随机森林(Random forest,RF)(99.4%)>SVM (93.2%)>K邻近算法KNN (88.0%)，且模型的预测结果都出现了误判情况；相比SVM与KNN，RF为基于植被指数构建模型的最佳算法，同时能对所构建模型参数进行重要性分析，其中RGI和SAVI为提高RF分类模型精度的两个重要参数。     

辽河平原北部草地类型特征及分布现状

为掌握辽宁省北部草地现状及群落特征,以辽河平原北部的彰武、康平、昌图、法库4县确权草地为范围,通过2年的野外详查,分析草地植被特征,并重新划分草地类型,运用ArcGIS 10.0软件勾绘出草地分布图。结果显示：25个调查样地共出现164种植物,隶属46科129属。根据水热、地形及植物群落结构特征,将调查区草地划分为疏林草地类、暖性灌草丛类和低平地草甸类3大类。其中,疏林草地类所含物种数最丰富,占到了总物种数的71.3%;疏林草地类和暖性灌草丛类以旱生植物为主,低平地草甸类湿生和水生植物相对较多。3类草地共出现8个草地型,疏林草地类2个,暖性灌草丛类3个,低平地草甸类3个,且均有乔木和灌木。与80年代相比,披碱草（Elymus dahuricus）、野古草（Arundinella anomala）、荻（Triarrhena sacchariflora）等中生植物占优势的草地型已消失,糙隐子草（Cleistogenes squarrosa）、冷蒿（Artemisia frigida）等旱生植物的优势度有所增加,典型草原旱生植物分布区向东扩展。3类草地的分布具有明显的区域性差异：彰武县以疏林草地类为主,昌图县以暖性灌草丛类为主,而康平和法库县则以低平地草甸类为主。4县共出现草地斑块11 250块,其中50亩以下的占81.2%,100亩以上的仅占8.8%,草地分布零散而面积小。     

黄河源区高寒草地植物营养成分含量特征及营养价值评价

为了探究黄河源区高寒草地的植物营养成分含量特征,并对植物的营养价值进行科学评价,以5个不同高寒草地为研究对象,测定了植物粗蛋白（Crude protein,CP）、粗脂肪（Ether extract,EE）、粗纤维（Crude fiber,CF）、粗灰分（Coarse ash,CA）、全磷（Total phosphorus,TP）等营养成分含量,并运用主成分分析方法进行了量化综合评价。结果表明：各草地植物的CP含量为12.78%～15.35%,EE含量为2.63%～3.38%,CF含量为17.56%～25.16%,CA含量为5.52%～11.53%,TP含量为0.11%～0.27%;各草地植物营养价值大小排序为：退化高寒草甸>原生高寒草甸>沼泽草甸>退化高寒草原>原生高寒草原;各草地植物单位面积营养成分量大小排序为：沼泽草甸>原生高寒草甸>原生高寒草原>退化高寒草原>退化高寒草甸;不同功能群植物营养价值大小排序为：豆科（Leguminosae）>杂类草（Forbs）>莎草科（Cyperaceae）>禾本科（Gramineae）。     

高寒草甸8种植物种子内生细菌和真菌群落的多样性

种子是微生物从母本植物到子代植物的传播介质,将有益微生物代代相传。种子传播的微生物存在于植物不同部位,为寄主植物提供了一系列的益处。以往种子微生物研究主要集中于农作物,鲜有关于草地植物的研究。本研究利用Illumina-Miseq DNA测序技术,对青藏高原高山草甸8种优势植物的种子微生物群进行多样性分析。结果表明:8种草地植物的种子中有多种细菌和真菌(115个细菌属和135个真菌属),且细菌和真菌群落均存在显著差异(P<0.05)。8种草地植物的优势种细菌门和真菌门分别为Proteobacteria和Ascomycota。在8种草地植物的种子中均发现了细菌属Pseudomonas、Pantoea和Ochrobactrum及真菌属Botrytis、Bullera和Didymella。另外,在8种草地植物的种子中有其独特的细菌和真菌属。本研究表明,植物的个体特征是塑造种子微生物群落的重要因素,同时还发现了一些有利于寄主植物生长且可用于未来种子微生物组调控的微生物。     

辉河保护区温性草甸草原植被群落结构和碳储量对盐碱化的响应

为阐明草地盐碱化过程中草地植物群落结构及碳储量的变化,以辉河保护区内的天然草地、草地-盐碱地过渡带和盐碱地为研究对象,采用野外调查采样结合室内分析的方法进行测试研究。结果表明随着草地盐碱化加剧,植被群落结构组成趋于简单化;植被碳储量和生态系统碳储量均逐渐下降,表层土壤有机碳储量表现为过渡带>盐碱地>天然草地。植被碳储量的变化主要与地上植被类型、植被生长特性和土壤理化性质有关;表层土壤有机碳储量的变化主要是地上植被和土壤水分与不同盐碱化草地相互响应的结果,其中,pH会显著影响表层土壤有机碳储量(P<0.05);生态系统碳储量的变化受到植被更迭和土壤pH的影响。因此,温性草甸草原植被群落结构和碳储量均会受到草地盐碱化的影响。     

Characteristics of Nutrient Contents and Evaluation of Nutritional Value of the Alpine Grassland Plants in the Source Area of the Yellow River北大核心CSCD

In order to explore the characteristics of nutrient contents and scientifically evaluate the nutritional value of the alpine grassland plants in the source area of the Yellow River, the plants of the five different alpine grasslands were selected as the research objects, and the content of crude protein (CP), ether extract (EE), crude fiber (CF), crude ash (CA), total phosphorus (TP) of the plants were determined. At the same time, the principal component analysis method was used for quantitative comprehensive evaluation of the plants nutritional value. The results showed that the CP content of the plants in all alpine grasslands was between 12.78%~15.35%, the EE content was between 2.63%~3.38%, the CF content was between 17.56%~25.16%, the CA content was between 5.52%~11.53% and the TP content was between 0.11%~0.27%. The order of nutrient value of plants in different alpine grassland from high to low was: degraded alpine meadow > native alpine meadow > swamp meadow > degraded alpine steppe> native alpine steppe;The order of yield per unit area of the total nutrients of plants in different alpine grasslands from high to low was: swamp meadow > native alpine meadow > native alpine steppe> degraded alpine steppe> degraded alpine meadow;The order of nutrient value of different plant species from high to low was: Leguminosae>Forbs >Cyperaceae>Gramineae. © 2019 Authors. All rights reserved.     

武威地区天然草地有毒植物及其防除

对武威地区天然草地有毒植物的种类，分布及其对草地的危害情况进行了调查研究，结果表明，全区天然草地共有毒植物１７２号，分属３１科８４属，平均２．１５种／ｍ＾２，盖度达４．４１％地上部分生物量１１．２８ｇ／ｍ＾２。对草地危害的主要黄花棘豆，甘肃棘豆，小花棘豆，狼毒和马草，受侵害的草地主要是山地草甸和山地草原，通过分析，提出了有毒植物防除和利用的建议。