青藏高原冷季积雪对后期暖季植被的影响

研究青藏高原冷季积雪对后期暖季植被的影响和机制,有助于生态系统保护和应对全球变化适应性对策的制定.使用回归、相关和合成分析法以及1996?2013年积雪、归一化植被指数、国家环境预报中心大气再分析资料降水量融合分析降水量资料,研究了青藏高原冷季(1月 ?3月)积雪对后期暖季(4月 ?9月)植被的影响.结果表明,当高原冷季积雪异常偏多,后期暖季植被也异常偏多,这种正相关关系是通过大气环流将积雪和植被联系到一起的.当高原冷季积雪偏多,暖季东亚夏季风减弱,太平洋副热带高压加强西移并影响高原东部地区,该地暖季地面温度升高,积雪融化,土壤湿度增大,日照增加,降水量减少,前4个要素均对植被生长起促进作用.特别是积雪消融可以有效补给到土壤中,增加土壤水份,有利于植被返青及其前期生长,而降水量更是土壤水份的主要补给来源,但由于在植被生长的旺盛期,降水量往往较为充沛且能够满足植被生长的需求,同期归一化植被指数也恰好是一年中最高的,此时降水量过多可能导致植被生长受到抑制,降水量略减少反而可能会促进植被的生长.     

暖季限时放牧对草地植被的影响

通过对三种不同时间的限时放牧与自由放牧条件下的草地植被群落特征、群落多样性及产草量之间比较研究表明:与自由放牧相比,限时放牧对草地植被有明显的影响,其中5h限时放牧区的草地植被高度、盖度、多度、多样性指数、均匀度指数、丰富度指数及产草量均高于6h限时放牧区、7h限时放牧区和自由放牧区.     

冷季深入对AMSR-E监测内蒙古积雪的影响

传统的积雪范围和厚度监测是通过气象台站的定时观测, 其缺点是:地面观测资料区域代表性有限和地面气象台站分布很均匀.遥感技术可以弥补传统观测的不足,中分辨率成像光谱仪(Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer, MODIS)数据具有高空间分辨率、高时间分辨率,地球观测系统先进微波扫描辐射计(Advanced Microwave Scanning Radiometer-EOS, AMSR-E)数据具有不受云层影响的特点.分析冷季深入对AMSR-E影像积雪判别的影响,最终得出,在内蒙古地区随着冷季的深入,AMSR-E将MODIS影像上无雪像元和有云像元判别为有雪的比例越来越高,最高分别达34.22%和28.29%.两者同时判别为有雪像元的比例也越来越高,最高达33.66%.     

青藏高原多年冻土地区公路建设对植被类型的影响

在查阅相关资料的基础上,采用常规草地调查的方法进行了实地调查.结果显示:随着生态因子发生变化和人类活动的加剧,该区公路沿线高寒草甸类草地群落结构表现出了较强的稳定性,中旱生耐旱的根茎型禾草比重有所增加;高寒草原植物群落稳定性相对较差,草地群落为适应新的生境而发生了自然演替;沼泽化草甸亚类草地植物群落中群落伴生种的种类增加,优势种嵩草属植物在群落中的比重有所下降.     

冷季与暖季对牦牛放牧行为及瘤胃微生物多样性的影响

本试验在不同季节牧草生物量和营养品质变化较大的条件下,研究不同季节牦牛牧食行为及机体瘤胃微生物区系响应策略,旨在为提高牦牛的生产潜力及畜产品转化效率提供科学依据。试验分别在2019年1月和2019年9月进行,选取体重相近、健康无病的牦牛9头,采集瘤胃液,用于分析瘤胃内环境参数和瘤胃微生物多样性,并利用MOOnitor系统对其牧食行为的变化进行研究。结果表明,牦牛牧食活动及采食空间分布随牧草产量和营养品质的季节性变化而变化;相较于暖季,牦牛冷季休息加反刍时间（13.378 h/d）、采食时间（5.174 h/d）和反刍时间（8.160 h/d）显著减少（P<0.05）,行走时间（4.775 h/d）显著增加（P<0.05）,并且采食空间分布更为分散。瘤胃液中氨态氮、乙酸、丙酸、异丁酸、戊酸和总挥发性脂肪酸含量及乙酸与丙酸的比例在冷季显著降低（P<0.05）,而微生物蛋白、异戊酸含量在冷季显著增加（P<0.05）。冷季下瘤胃微生物在门水平表现出拟杆菌门（Bacteroidetes）显著升高（P<0.05）,厚壁菌门（Firmicutes）显著降低（P<0.05）;在属水平表现出冷季瘤胃微生物以分解纤维素的菌属为主。综合试验结果,冷季牧草生物量及常规营养成分的降低导致牦牛采食、反刍、休息行为减少,游走行为增多,同时采食空间分布格局扩大。牦牛瘤胃消化代谢及微生物变化方面对冷季的响应模式有别于暖季,这有利于提高其能量摄入及机体利用效率,进而有效应对冷季营养匮乏。     

牦牛放牧强度对高寒草甸暖季草场植被的影响

暖季草场2年的放牧试验结果表明:随着放牧强度的提高,优良牧草盖度降低,杂草盖度增加,而且优良牧草盖度的年度变化与放牧强度呈极显著负相关,杂草盖度的年度变化与放牧强度呈极显著正相关;经过1年的放牧,不同放牧强度下植物群落发生了变化,进一步回归分析,相似性系数的年度变化与放牧强度呈极显著的负相关;地上生物量的变化基本呈"S"型变化,而且随着放牧强度的加重,地上生物量趋于减小,优良牧草的比例减少,杂草比例增加;优良牧草比例的年度变化与放牧强度呈极显著负相关,而杂草比例的年度变化与放牧强度呈极显著正相关.     

青藏高原人工草地暖季不同放牧方式对牦牛增重的影响

在青藏高原高寒草甸区比较研究了多年生人工草地和天然草地暖季放牧对犊牦牛生长的影响,结果得出:不同放牧方式下,1岁牛的个体增重差异明显,人工草地轮牧>人工草地连续放牧>天然草地连续放牧,2岁牛的增重不受草地和放牧方式的影响,个体增重、日增重和单位草地面积的增重都高于1岁犊牦牛。     

长期放牧对青藏高原高寒灌丛植被的影响

通过在青藏高原对放牧第18年的植物种多样性、群落结构、地上现存生物量和草场质量的研究结果表明随放牧率增加,植物种多样性指数的变化是一个典型的单峰曲线模式.长期重度放牧使高寒灌丛群落结构简化,地上现存生物量特别是优良牧草的现存量减少.植物群落的高度、总盖度和枯草盖度随着放牧强度的降低而增加,绿色植物的盖度在中度放牧样地最高.从轻牧到重牧,灌木和禾草的优势地位被典型杂类草替代.长期重度放牧在青藏高原草场退化过程中起重要作用,在青藏高原实施"取半留半"的放牧原则,对于防止草场退化,提高牧草利用率,维持较高的生物多样性都有益处.     

长期放牧对青藏高原高寒灌丛植被的影响

通过在青藏高原对放牧第18年的植物种多样性、群落结构、地上现存生物量和草场质量的研究结果表明：随放牧率增加，植物种多样性指数的变化是一个典型的单峰曲线模式。长期重度放牧使高寒灌丛群落结构简化，地上现存生物量特别是优良牧草的现存量减少。植物群落的高度、总盖度和枯草盖度随着放牧强度的降低而增加，绿色植物的盖度在中度放牧样地最高。从轻牧到重牧，灌木和禾草的优势地位被典型杂类草替代。长期重度放牧在青藏高原草场退化过程中起重要作用，在青藏高原实施“取半留半”的放牧原则，对于防止草场退化，提高牧草利用率，维持较高的生物多样性都有益处。     

青藏高原高寒草原生态系统植被磷含量分布特征及其影响因素

采用野外调查与室内分析相结合的研究方法,对高寒草原生态系统植被磷含量的分布特征及其影响因素进行研究。结果表明：青藏高原高寒草原19个草地型植物叶片磷含量的平均值为1.8489±0.6411 g·kg^-1,变异系数为34.67%,植物根系磷含量的平均值为1.4130±0.3524 g·kg^-1,变异系数为24.94%,植被磷含量总体呈现出东西部高而中间低的态势和斑块状交错分布格局;影响植物叶片磷含量的关键环境因子为：土壤有机质含量> 土壤总有机碳含量> 全氮> 年均气温> 最冷月均气温> 10~20 cm土壤容重> 20~30 cm土壤容重> 土壤水溶性碳含量> 土壤全磷含量> 土壤pH值> 植被高度> 土壤HCO₃^-含量> 6—9月降水率> 土壤速效钾含量> 土壤速效氮含量;影响植物根系磷含量的关键环境因子则为：年均相对湿度> 年均降水量> 10~20 cm土壤容重> 0~10 cm土壤容重> 10~20 cm土壤含水量> 最冷月均气温> 最暖月均气温> 20~30 cm地下生物量> 土壤pH值。     

基于MODIS和AMER-E资料的青藏高原牧区雪被制图研究

本研究利用青藏高原地区2002-2008年MODIS/Terra-Aqua逐日雪被产品(MOD10A1及MYD10A1)和AMSR-E/Aqua每日雪水当量产品AE_DySno,研究了MODIS和AMSR-E逐日数据的融合算法,合成出逐日无云积雪分类图像MATS10A1,并利用气象台站提供的雪情数据验证了合成图像的积雪分类精度。研究结果表明:1)在青藏高原地区,虽然在晴空时MODIS积雪分类精度较高(当雪深>3 cm时达到80.82%),但MOD10A1和MYD10A1图像中的平均云量比分别达到39.74%和48.74%,无法对牧区雪情进行实时监测。2)MOD10A1和MYD10A1的合成图像(MOYDTS10A1)云量比为24.13%,不但消除了大部分云的影响,而且提高了积雪分类精度(积雪分类精度为81.67%)。3)合成图像MATS10A1结合了AMSR-E资料不受天气影响和MODIS雪被产品较高空间分辨率的优点,不仅完全消除了云的干扰,同时具有较高的积雪分类精度(79.36%)。因此,这种改进型算法生成的逐日无云图像,在青藏高原牧区雪灾监测与预警研究中将具有重要的应用前景。     

CIVCO地形校正模型对青藏高原地区积雪判别的有效性检验

积雪是地表覆盖的重要组成部分和最活跃的自然要素之一, 也是影响气候变化的重要因子。青藏高原作为我国稳定的季节性积雪分布区之一, 准确估计其积雪覆盖面积具有重要的水文、气候和经济意义。本研究以青藏高原为研究区, 针对MODIS(Moderate Resolution Imaging Spectyroradiometer)积雪产品中因受山体阴影处遮蔽而存在低估积雪覆盖面积的现象, 以Landsat5-TM数据作为“真值”参考影像, 利用MODIS标准积雪产品MOD10A1和地表反射率产品MOD09GA, 结合CIVCO地形校正模型, 通过改进MODIS积雪产品的积雪提取算法, 获取具有较高积雪识别率的山区积雪图像。结果表明, CIVCO模型校正后提取的积雪图, 总体分类精度为86.46%, 积雪分类精度为73.66%, Kappa系数为0.61, 优于MODIS标准积雪产品MOD10A1, 可见, 通过CIVCO地形校正模型的算法改进不仅有效地提高了山体阴影处的积雪识别精度, 同时降低了由于漏测所引起的误差。因此, 改进后的山区积雪图像提取算法更适合我国青藏高原地区的积雪识别, 对青藏高原的积雪监测研究具有重要的应用价值。     

Spatial density estimate of the snow leopard,Panthera uncia,in the Central Tibetan Plateau,China

Knowledge of large carnivore population abundance is essential for wildlife management and conservation, but these data are often difficult to obtain in inherently low-density species. In particular, the snow leopard, Panthera uncia, an enigmatic cat occupying remote mountains in Central Asia, has received insufficient assessments of its population abundance because of logistical and methodological challenges. Here, we aimed to develop a robust density estimation of snow leopards based on 81 days of camera trapping within a contiguous and previously unsurveyed 1950 km² area of habitat on the Tibetan Plateau (Mayue Township, Shenzha County, Tibet Autonomous Region, China). By applying spatially explicit capture–recapture models, we produced an estimate of 1.40 (95%CI: 1.06–1.84) individuals per 100 km². Results also suggested sex-specific variation in the range of movement around activity centers, with male (N = 10, σ = 4.02) movement considerably greater than female (N = 8, σ = 1.84) movement. The findings can serve as a reliable baseline reference for assessing the population trends of this endangered felid species with future estimates. This study will provide context to contribute toward a better understanding of ecological factors shaping the distribution and abundance of snow leopards and the related conservation measures needed to sustain their long-term survival on the Tibetan Plateau.     

天宫一号高光谱数据的积雪面积比例制图及雪粒径反演

天宫一号高光谱成像仪获取了高空间分辨率和高光谱分辨率的数据。本研究以黑河上游祁连山地区作为试验区, 利用其获取的高光谱短波红外波段的数据(SWI)提取了积雪面积比例图和积雪粒径图, 以检验其在民用方面的适用性。本研究开发了一个结合VCA(Vertex Component Analysis)组分自动提取技术和稀疏回归解混方法的积雪面积比例制图算法并提取积雪面积比例图, 利用同平台携带的更高空间分辨率的图像提取真值对反演结果进行验证。结果显示, 两个验证区的均方根误差(RMSE)分别为0.24和0.27, 相关系数分别为0.72和0.84, 精度较高。利用考虑积雪粒子形状的ART辐射传输理论, 获取模型中最佳积雪形状因子和反演波段, 并利用SWI数据制作雪粒径图。研究结果表明, 天宫一号高光谱数据在积雪遥感方面具有很好应用前景, 可以为水文和气候模型提供需要的积雪因子。     

基于SSM/I的青藏高原东部雪深模型反演及积雪时空分布研究

雪灾是制约牧区草地畜牧业持续发展的主要气象灾害之一。利用研究区1995-1996年、2000-2001年、2005-2006年10月到次年3月共3个积雪季的SSM/I日亮温数据和79个气象台站对应的地面实测雪深值,反演了青藏高原东部的雪深模型,估算了积雪分布面积和积雪深度。研究结果表明：3个积雪季的月、旬积雪面积都是先增加,在12月到次年1月达到最大值,然后减少;各积雪季雪深以<5 cm为主,10月、次年2月和3月期间基本上没有>10 cm以上的积雪;从3个积雪季的旬雪深数据来看,各旬3个级别的雪深面积变化基本上都遵循了先增大后减小的趋势,其中雪深<5 cm的积雪面积变化最大,>10 cm的积雪面积变化最小;3个积雪季510 cm的积雪主要分布在青南的玉树、果洛州。     

青藏铁路植被恢复和“黑土型”退化草地治理的实践与启示

由于高、寒和旱的独特特点,青藏高原生态系统具有特殊的环境敏感性和脆弱性。近年来,工程扰动、放牧等人类活动的加剧对青藏高原生态系统稳定性的影响日渐凸显,集中表现为植被退化、土壤贫瘠化和水土流失加剧等。目前,为了尽可能避免人类活动对生态系统造成的负面影响,遏制生态环境的进一步恶化,已采用了多种方式和手段进行环境保护和植被恢复。本研究以青藏铁路工程植被恢复和"黑土型"退化草地治理两个典型案例为例,总结了青藏高原进行植被恢复的经验,提出了青藏高原植被恢复的基本原则和注意事项,对今后青藏高原工程扰动和草地退化后进行植被恢复具有指导意义。     

青海高原雪灾风险度评价模型与风险区划探讨

用自然灾害风险评价的理论和方法,建立了青海省雪灾风险度评价模型,选取雪灾相关的气象、畜牧和社会经济等多个因子,借助ArcGIS的空间分析,得到了风险各因子分布图层,再将各因子分布图层进行运算和分析,最后通过ArcGIS中的地理统计功能,形成了青海省雪灾风险区划图。研究结果表明,青海省雪灾风险高的地区主要集中在青南地区,其中以甘德、久治、称多、达日以及玉树、泽库的部分区域为最高;雪灾风险低的地区主要在柴达木盆地和东部农业区,其中以茫崖、循化、乐都、平安、尖扎等地为最低;其余地区处于风险等级从高到低的不同分区中。     

青藏高原高寒草甸植被与土壤特征

利用样方法,分析了青藏高原不同植被类型生物量、土壤理化性状及土壤微生物数量。结果表明,高山柳(Salix paraqplesia)灌丛草甸的地上生物量显著高于圆穗蓼(Polygonum macrophyllum)草甸、藏嵩草(Kobresia tibetica)草甸和小嵩草(K.pygmaea)草甸(P≤0.05),而藏嵩草草甸的地下生物量显著高于小嵩草草甸、高山柳灌丛草甸和圆穗蓼草甸(P≤0.05)。藏嵩草草甸的土壤有机质、土壤全氮依次高于圆穗蓼草甸、高山柳灌丛草甸和小嵩草草甸。相反,土壤养分居于中间水平,土壤含水量较低的圆穗蓼草甸土壤微生物数量则最多。     

青海湖高寒草地土壤理化性质及微生物群落特征对模拟降水的响应

为探究高寒草地生态系统特征对降水变化的响应,本研究以青海湖鸟岛高寒草地生态系统为研究对象,通过设置减少50%降水（NJ）、增加50%降水（NZ）试验处理和对照（NCK）3组不同降水条件,探究土壤理化因子及微生物群落对不同降水梯度的响应特征。研究结果表明：NJ,NZ处理均增加了细菌群落的丰富度降低了其多样性;NJ处理增加真菌群落的丰富度降低了其多样性,NZ处理增加了真菌群落的多样性降低了其丰富度;NJ处理增加了细菌和真菌群落的相对丰度,NZ处理降低了真菌群落相对丰度增加了细菌群落相对丰度;NZ,NJ处理下土壤温湿度及生物量变化差异显著,土壤硝态氮（NO₃^--N）、铵态氮（NH₄⁺-N）及全碳含量变化显著;土壤环境因子对土壤微生物群落组成与多样性具有显著影响。综上,土壤理化性质及微生物群落对降水变化的响应明显,真菌对降水处理的响应比细菌更为敏感。