基于QuickBird数据的塔里木河下游荒漠林地上生物量估测

[目的]森林生物量是衡量森林生态系统结构和功能的量化指标,基于高分辨遥感数据,研究塔里木河下游荒漠林地上生物量及其空间分布特征,为定量评定研究区生态恢复、进行不同尺度遥感监测提供依据.[方法]以塔里木河下游喀尔达依断面为研究区,基于QuickBird数据,采用人机交互方法对不同地下水埋深条件下胡杨、柽柳树冠进行解译,根据解译结果采用已建立的树冠、树干与生物量估测模型,计算以胡杨、柽柳为主的荒漠林地上生物量,并分析其与地下水埋深的关系.[结果]研究区距离河0～300、300～600、600～900、900～1 200以及1 200 ～1 500 m,荒漠林地上生物量分别为11.31、2.7、2.09、1.58和1.17 t/hm2;距离河300～600 m荒漠林单位面积生物量变化最大,比距离河300 m内下降了76;.[结论]研究区林分密度及地上生物量均明显受制于地下水埋深.自2000年至2004年历经5 a的输水后,地下水埋深对荒漠植被地上生物量的影响主要集中在距离河道300m内.     

塔里木河中下游胡杨与柽柳种群空间分布格局及关联性

为了揭示塔里木河中下游生态输水后胡杨与柽柳种群空间分布格局及关联性变化特征.以塔里木河中下游荒漠河岸植被建群种胡杨(Populus euphratica)和柽柳(Tamarix ramosissima)为研究对象,采用相邻格子法进行实地调查,并通过3个样地的6种不同取样尺度(10 m×10 m、10 m×20 m、10 m×30 m、20 m×20 m、20 m×30 m、20 m×50 m)计算方差与均值的比率以及5种聚集度指标,分析胡杨与柽柳种群的空间分布格局,同时利用2×2列联表χ2统计量、联结系数和共同出现百分率等测度方法,计算2个物种联结的性质和程度.结果表明:胡杨和柽柳种群的空间分布均呈显著的聚集分布;在胡杨、柽柳群落中,种间联结系数小于1,共同出现的百分率大于0,胡杨与柽柳呈现种间负联结,且联结程度随着生境的恶化而增强,种间竞争激烈.因此,本研究结果可为该区域防风固沙、水土保持和生物多样性等生态服务功能提供技术支持,也为系统评估和改进生态输水方案提供科学依据.     

塔里木河上游灰胡杨种群生活史特征与空间分布格局

灰胡杨是荒漠地区特有的珍稀渐危植物,主要分布在塔里木河流域,是塔里木荒漠生态系统的关键种之一。在塔里木河上游选择具有代表性群落设立5 hm²研究样地,应用相邻格子法进行每木调查,从年龄结构、生命表特征、存活曲线、生存分析以及种群不同发育阶段个体空间分布格局等方面研究了灰胡杨种群生活史动态特征与空间分布规律。结果表明:塔里木河上游灰胡杨种群结构整体上呈钟型,幼树个体较少,成年个体较多,属暂时稳定型种群;不同生境种群结构不同,随河流走向种群结构由稳定型转为衰退型。种群存活曲线趋于DeeveyⅡ,生存率呈单调下降趋势,中期(Ⅵ-Ⅸ)降幅较高;危险率呈上升趋势,于Ⅸ龄级出现危险率与死亡率、消失率高峰,生命期望单调下降,反映种群生存力下降的趋势。灰胡杨种群空间分布格局总体上为聚集分布,因生境不同空间格局发生变化,这是种群适应环境压力及与环境协同进化的结果;种群空间格局随发育进程而变化,从幼龄到中、大龄,种群分布格局的聚集强度减弱并逐渐转变为随机分布,这是种内竞争强度变化的结果。环境因子与种群分布多度的相关与逐步回归分析表明地下水位是影响种群分布的主要因素。可见,塔里木河上游灰胡杨种群结构与空间分布格局随生境和时间发生变化,环境因素和生物因素是影响灰胡杨种群生态特征的两个主要原因。     

基于Quick Bird遥感影像的铜仁市城市绿地景观结构特征分析

以2004年9月4日Quick Bird遥感影像,辅以实时动态差分GPS RTK技术高精度定位,运用GIS技术和景观斑块谱分析方法,对铜仁市城市绿地景观结构特征进行分析。结果表明:(1)铜仁市城市绿地斑块面积5 857.96 hm2,斑块数量6 503块,规划区绿地斑块面积和斑块数量均大于中心城区;(2)在各种绿地类型中,其他绿地在斑块面积上占绝对优势,其次为农业用地和生产防护绿地,道路绿地面积最小。在斑块数量上,居住区绿地>农业用地>其他绿地>生产防护绿地>道路绿地>单位附属绿地>公园绿地;(3)按绿地斑块面积统计,大于10 000 m2的大型绿地占绝对优势,占整个绿地面积的92.44%,按斑块数量统计,小于500 m2的小型斑块占优势,占整个绿地斑块的69.72%;(4)小型斑块以居住区绿地最多,其次为农业用地和其他绿地等,公园绿地最少;中型斑块和大中型斑块以农业用地最多,大型斑块在面积上以其他绿地最多,数量上以农业用地最多;公园绿地和居住区绿地在各等级绿地斑块中,面积和斑块数量相对较小。综合分析,铜仁市在今后的城市绿地建设中,中心城区内应加强绿化力度,适当将现有的绿地扩大连片,规划区内应合理调整和规划绿地性质,丰富绿地功能特性,注重绿地结构的合理规划,将小型、中型绿地尽可能有效地连片,增加大中型绿地斑块,特别是在与人居密切相关的居住区、单位和街道等周围,增加大中型绿地、大型绿地,以满足人们生产生活对绿地的需求,同时,保护生物多样性,优化城市生态环境。     

塔里木河上游灰叶胡杨种群结构与空间格局研究

在新疆塔里木河上游阿瓦提县胡杨林自然保护区内设置1.25hm2的样地,应用相邻格子法进行每木调查获取野外资料,研究灰叶胡杨种群结构和空间格局特征.结果表明:灰叶胡杨种群幼苗缺乏,大、老龄个体相对较多,其年龄结构呈倒金字塔型、属衰退型种群.种群更新困难,生存发展前景堪忧.灰叶胡杨种群空间格局符合聚集分布,随发育进程其空间格局由均匀型向聚集型转变,聚集强度逐渐增强.种群不同发育阶段的空间分布格局差异与物种本身的生物、生态学特性有关,而且与物种的生境密切相关.     

灰叶胡杨种群空间分布格局与动态研究

[目的]通过6种聚集度指标研究叶尔羌河下游灰叶胡杨(Populus pruinosa)种群空间分布格局和动态.[方法]在新疆叶尔羌河下游阿瓦提县境内天然灰杨林内设置50 m×50 m样地4个,应用相邻格子法进行调查测定.[结果]灰叶胡杨林内物种贫乏、生物多样性低,灰叶胡杨密度较低,其种群龄级结构呈中部大、两端小的正态分布,幼苗较少,中树个体丰富,属稳定型种群.[结论]灰叶胡杨种群空间分布格局符合聚集分布,在不同的发育阶段聚集强度不同,幼树、小树为聚集分布,中树阶段为随机分布,至大树阶段转向聚集分布,种群龄级结构为稳定型种群.     

黄河三角洲柽柳种群空间分布格局研究

设置21个20 m×20 m样地,调查了黄河三角洲柽柳种群分布特点,采用离散分布理论拟合和聚集强度测定方法,对柽柳种群在不同生境内的空间分布格局进行了比较分析.结果表明:柽柳种群空间分布格局属于聚集分布,在32 m2面积上聚集强度较大.由沿海滩涂湿地向内陆过渡,柽柳种群的聚集强度逐渐降低;在沿海滩涂地、滨海地和盐碱地内,柽柳种群聚集较强的尺度分别为64、24、64 m2.柽柳种群分布格局主要受环境条件的影响,是对环境长期适应和自然选择的结果.     

和田河流域胡杨、灰叶胡杨种群结构特征的比较研究

在和田河流域设置胡杨、灰叶胡杨样地14块,应用相邻格子法进行每木调查,对胡杨、灰叶胡杨种群结构及空间分布格局进行比较分析,结果表明：（1）和田河流域胡杨、灰叶胡杨的种群结构均呈纺锤形,以Ⅲ一Ⅵ径级的植株数量最多,幼苗严重不足,种群有衰退趋势;（2）胡杨、灰叶胡杨种群存活曲线均接近于DeeveylI型,但灰叶胡杨种群死亡率曲线呈双峰型,胡杨种群随径级增加呈递增趋势。（3）在生长发育过程中,胡杨、灰叶胡杨种群空间分布格局在I一Ⅵ龄级呈聚集分布,Ⅶ一Ⅷ龄级呈均匀分布。（4）在不同尺度上,胡杨、灰叶胡杨种群均呈聚集分布,但聚集强度在1S～6S尺度上胡杨种群大于灰叶胡杨种群,而在9S-25S尺度上,胡杨种群小于灰叶胡杨种群。     

不同生境胡杨种群径级结构与格局动态研究

应用"相邻格子法"对塔里木河中游不同生境下胡杨种群进行每木调查,获得野外资料。采用空间代替时间的方法与5种聚集度指标,研究了不同生境胡杨种群径级结构和空间格局及其动态。结果表明:河漫滩生境胡杨种群径级结构呈金字塔型,幼龄储备丰富,种群呈增长趋势;沙地生境种群结构呈纺锤型,幼苗严重不足,种群呈衰退趋势。胡杨种群的格局规模为25m2。不同生境下胡杨种群空间格局有所差异,分别表现为集群分布与随机分布;在胡杨种群生长过程中,空间格局呈现由集群分布至随机分布的扩散趋势;胡杨种群结构和空间格局主要受塔里木河洪水与其自身生物学特性的影响。     

塔里木河中游不同生境胡杨种群的结构特征分析

应用“相邻格子法”对塔里木河中游不同生境胡杨种群进行调查,研究不同生境胡杨种群径级结构和空间分布格局。结果表明:1）不同生境下胡杨径阶结构不同,河漫滩生境胡杨幼苗充足,为增长型种群;过渡地带各径阶分布合理,为稳定型种群;而沙地生境径阶≤16 cm的胡杨种群未出现,为衰退型种群。2）河漫滩以及过渡地带生境胡杨种群在5种空间尺度下均处于集群分布;沙地生境总体为随机分布。3种生境下胡杨种群均在5 m×5 m的尺度有较强的聚集性。3）河漫滩、过渡带生境下各个发育阶段均为集群分布,沙地生境随着发育进程,空间分布由聚集分布向随机分布转化。     

塔里木河下游植被空间分布特征及其用水策略

采用点位监测和取样测定的方法对塔里木河下游植被空间分布和影响因素进行了研究。定点监测选取了柽柳样地和胡杨样地各一个,取样测定选取了16个断面共计67个样点。结果表明:地下水位和植被盖度随着离河道距离增加分别呈显著性对数和指数下降关系。不同质地土壤的持水性有显著差异,粉壤土的田间持水量(0.32 g/g)为沙土田间持水量(0.10 g/g)的3倍以上,前者的有效含水量约为后者的1.6倍。植被盖度受地下水位和土壤含水量的共同影响。胡杨和柽柳均具有适应极端干旱环境的能力,但二者的用水策略不同。胡杨根系可以直接吸收地下水和土壤水,且在生长季有明显的水力提升现象;柽柳根系主要吸收地下水和近地下水位饱和土壤水。      

塔里木河下游胡杨林生态效益评价及其保护对策

胡杨是塔里木河流域唯一的成林树种,也是世界上古老而珍贵的植物.通过不同角度对塔里木河下游胡杨林的生态效益进行了研究分析,结果表明:塔里木河下游胡杨林具有防风固沙、保持水土、调节气候的作用,甚至在人类和社会的健康及可持续发展中也发挥着巨大功能.但是由于近50年来人类活动的干扰,塔里木河下游胡杨林面积日益减少,处于濒危状态,因此,应该适时生态输水、退耕还林并制定相应的政策和法规来保护下游日益萎缩的胡杨林,保持下游绿色走廊生态系统的可持续性.     

塔里木河下游尉犁县景观格局变化分析

[目的]分析塔里木河中下游尉犁县1990～2005年的生态格局变化.[方法]以景观生态学的理论和方法为指导,借助现代3S技术和数理统计软件、图形处理软件,以多时相的遥感影像矢量化图为基础,利用GIS的数据输入、输出、管理和空间叠加分析等功能.[结果]可以看出自1990年以来,尉犁县以荒漠为基质,以农田和草地为主要嵌块体的景观分布格局基本未发生改变.[结论]景观多样性指数、均匀度指数减少,景观的异质性程度下降,优势度指数增加,景观愈来愈由少数景观斑块类型所控制.     

胡杨树冠疏失度对塔里木河下游应急生态输水的响应

[目的]向塔里木河下游应急生态输水,恢复和自然更新胡杨为主体的荒漠河岸植被.[方法]以塔里木河下游阿拉干断面设立的长期监测样地内的胡杨为研究对象,采用野外调查实测与室内数据分析相结合的方法,研究胡杨树冠疏失度对应急生态输水的响应.[结果]应急生态输水后地下水位的抬升对胡杨树冠疏失度的降低产生一定的作用;总体上,胡杨的树冠疏失度随着离河道距离的增加逐步增大,而且离河道越远,疏失度增加的程度就越大;树冠疏失度小于10;的旺盛胡杨主要分布在离河道100 m之内,其中多以疏失度少于50;的长势较好的胡杨为主.在离河道200～400 m,树冠疏失度为50;～75;长势较差的过熟林、衰老林比例开始增多.距河道400 m以外,胡杨密度开始急剧下降,树冠疏失度也明显增大.[结论]目前胡杨生长对生态输水的响应范围主要在距离河道400 m之内.     

塔里木河下游斑块类型动态变化遥感监测

研究以1959年、1973年、1989年、2000年和2008年航空和卫星遥感影像为数据源,结合地面调查,运用GIS技术、景观生态学原理和景观分析软件FARAGSTATS3.3,分析塔里木河下游断流段：断流前—断流期—输水后的这3个时间段近50年斑块类型景观格局变化。从斑块类型景观格局变化来定量评价各类型近50年变化动态,为丰富干旱区生态恢复研究理论和方法作出贡献。     

基于Quick Bird的阿其克苏河植被覆盖度研究

[目的]利用高分辨率Quick Bird影像,并结合实地的植被和土地类型调查,对艾比湖地区阿其克苏河植被覆盖进行归一化植被指数( NDVI)遥感分类,利用遥感影像处理软件(如Envi软件、Arcgis软件、Erdas软件)提取了该区的植被覆盖等信息.[方法]基于NDVI图对该区进行植被覆盖度反演,并结合实际测量数据提出了荒漠区NDVI分类标准和植被覆盖等级划分标准.[结果]通过NDVI分类图和植被等级覆盖图,发现该地区植被大多集中于河滩及其两岸;而且离水源越近,植被覆盖度越高,NDVI值也越高,这与荒漠区植被分布特点吻合.[结论]植被覆盖度反演结果与实地测量对比分析有很好的切合度.     

胡杨年轮对非确定性输水的响应特征——以塔里木河下游喀尔达依断面为例

[目的]确定塔里木河下游胡杨一级枝年轮与材积生长对非确定性输水的响应特征.[方法]垂直河道,在不同离河距离,采集胡杨一级枝年轮样本,绘制年轮宽度及材积生长量曲线,根据曲线形状,对不同地下水埋深条件下的响应特征进行分析.[结果](1) 2000年输水后,胡杨年轮生长量于2004年达峰值,2008年起,输水前后胡杨年轮宽度生长量差异不显著.(2)输水后胡杨一级枝材积生长量明显高于输水前,2008年达峰值,输水后各年、不同离河距离,材积生长量与输水前的均有显著差异.(3)输水后,河畔地下水埋深迅速抬升,2002年达峰值,随后逐年缓慢下降,胡杨材积生长量与地下水埋深变化相对应,呈“增-减-略增”型.[结论]胡杨年轮宽度生长量可以测度对输水的响应时间及范围,而胡杨材积生长量可测度对输水的响应程度及持续性,地下水埋深变化是决定胡杨材积生长量大小的关键因素.     

基于Quick Bird影像的城市绿地景观信息提取研究

以武汉鲁巷快鸟影像为主要数据源,结合地形图及相关社会统计资料,利用多尺度影像分割与监督分类方法、植被指数方法相结合来提取城市绿地景观信息.结果表明:该方法交叉结合能大大地提高提取绿地景观信息的精度,更好地反映城市微观信息,满足现代城市发展的要求.     

塔河中游不同生境天然胡杨林木的光合与蒸腾特性

利用CIRAS Ⅱ光合测定系统对塔河中游不同生境下生长的中龄林天然胡杨林光合生理参数进行测定比较,探究天然胡杨林对不同生境适应和响应机制。结果表明,中生生境条件下的天然胡杨林最大净光合速率（P_nmax）极显著高于其他生境下生长的胡杨林,旱生生境下天然胡杨林LSP、LCP和Rd显著低于中生和水淹生境。天然胡杨林除了T_r外,P_n、胞间CO₂浓度、G_s和WUE对光强敏感,其中胞间CO₂浓度与光强呈显著线性负相关;不同生境下T_r、胞间CO₂浓度和G_s之间差异极显著（P＜0.01）,而P_n和WUE差异不显著（P＞0.05）,但其大小有差别。中生生境下天然胡杨林表现较强的生活力,表现为更高的光合速率（16.71 μmol·mol^-2·s^-1）、水分利用效率（2.40 μmol·mmol^-1）以及低蒸腾速率（6.33 mmol·m^-2·s^-1）;旱生生境下通过关闭气孔来降低水分散失并使通过气孔进入叶片的CO₂减少、引起C_i下降,致使T_r下降（17.18％）大于P_n降幅（7.20％）,从而提高水分利用效率来适应干旱环境;水淹生境下天然胡杨林的大部水用以维持其较高蒸腾,用于合成有机物的水分较少,降低水分利用效率。因此,塔河中游的天然胡杨林在高温、高湿、光照强烈和干旱的生境呈现出不尽相同的生态适应策略。     

塔里木河下游植物群落空间分布及影响因素分析

为探究塔里木河下游植物群落空间分布及其影响因素,以实地调查的36个样地及植物种的重要值,运用双向指示种分析方法（TWINSPAN）对植物群落数量进行分类,通过除趋势对应分析法（DCA）、典范对应分析法（CCA）、除趋势典范对应分析法（DCCA）分析植物群落分布与影响因素关系。结果表明：①在所调查的所有样地中,多枝柽柳出现的频度最高,占总样地数的86.11%;其次是胡杨,占总样地数的41.67%;扁蓄、盐穗木、囊果薹草、薄翅猪毛菜、地肤出现频度最低,均占样地总数的2.78%。②TWINSPAN等级分类将塔里木河下游所有样点划分为9种植物群丛,其空间分布规律表现为,离河50 m范围内主要分布着以乔木植物胡杨、灌木植物多枝柽柳、草本植物芦苇为优势种的群丛;离河150—500 m范围内主要分布着以乔木植物胡杨和灌木植物骆驼刺、铃铛刺、多枝柽柳及草本植物芦苇为优势种的群丛;离河500—1 050 m范围内,主要分布着以乔木植物胡杨或灌木多枝柽柳为优势种的群丛。③CCA、DCCA两种排序结果的前2轴对环境因素的累计解释率均大于50%,各因素解释率及显著性分析结果表明总盐、地下水埋深对植物群落空间分布影响较大。因此,影响塔里木河下游植物群落空间分布的主要因素是总盐,其次是地下水埋深。塔里木河下游植物群落空间分布及影响因素分析对于揭示塔里木河下生植物群落数量特征和植被保护及生态修复具有重要的意义。