内蒙古草地样带地上生物量变化

采用草地植被群落学调查方法,对内蒙古东北－西南草地样带典型区草地地上生物量变化进行了测量、计算和分析。研究表明,1）内蒙古东北―西南草地样带上草地背景点地上生物量在50～80 g·m-2;自东向西,随着区域植被类型由温性草甸草原向温性典型草原和温性荒漠草原演变,背景点草地地上生物量逐渐减小。2）受草地开垦、耕地撂荒、耕地退耕还林还草等土地利用活动的影响,包含全部物种的草地地上生物量与土地利用强度之间没有严格的对应关系;但是,可食牧草地上生物量以及可食牧草比率随土地利用强度的增加而逐步减少。3）在生态系统质量和功能评估中,单纯应用草地地上生物量指标存在很大的局限性,可食牧草地上生物量指标以及可食牧草比率指标在应用中更有意义。     

大庆市天然草地地上部分生物量季节动态观测

根据中国农业科学院草原研究所主持的国家“八五”科技攻关课题,杜尔伯特蒙古族自治县草原监理站于１９９２年承担了农业部重点工程项目：“中国北方草地畜牧业动态监测研究———地面监测技术工作”。１试验区域自然概况杜尔伯特蒙古族自治县位于黑龙江省西部,是全省以...     

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。     

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。     

新疆伊犁地区草地植被地上生物量遥感反演

本文以伊犁地区146个草地样地调查数据为基础,结合遥感及气象数据,进行草地植被地上生物量与NDVI、EVI、海拔、年均降水、年均气温、积温、干燥度、湿润指数等因子的回归分析。并通过各因子对地上生物量影响权重参数分析和加权融合,运用ArcGIS软件,反演分析了新疆伊犁地区草地植被地上生物量的空间分布特征。结果表明,新疆伊犁地区草地平均产草量约为704.96 kg/hm²,与20世纪80年代全国草地调查数据相比,产草量有所下降。草地植被地上生物量与各项因子具有较好的相关性,反演结果与伊犁地区的地形、地貌、气候特征基本吻合,反映了伊犁地区草地植被的空间分布特征。地上生物量反演结果得到验证,预测值与实测值之间相关系数(R²)为0.8532;均方根误差(RMSE)为216.559 kg/hm²,偏离度为22.92%,可以为新疆伊犁地区草地资源合理利用与评价提供参考。     

草地地上生物量估算模型研究进展

草地地上生物量监测是合理利用草地资源,掌握草原生态演替过程的重要依据。但是,实时观测草地地上生物量信息需要耗费大量的人力物力,亟需借助遥感、数学等工具进行间接观测。本文系统阐述了国内外主流的草地地上生物量估算方法,包括遥感统计模型、草地生长模型、作物生长模型、光能利用率模型和生态过程模型等模型,以及遥感与机理模型耦合模型,概述了当前主流模型的特点及其适用条件,总结了相关的研究策略。结合草地估产的现实需求,梳理了现有的农业遥感数据同化研究进展,展望了基于遥感数据同化方法的草地地上生物量估算思路,为草地生长模拟的大区域、高精度研究提供了新的思路。     

河西走廊几种盐化草地第一性生产力的研究：Ⅰ地上生物量与地下生物量…

对河西走廊三盐渍化草地生物量进行定位研究的结果表明：１）海韭菜草地、小灯心草地和芦苇＋赖草草地上生物量变化均表现为单峰曲线，最大值均出现在７月上旬，其值分别为５４６、１２ｇ．ＤＭ／ｍ＾２，２６８．２６ｇ／ｍ＾２和１４０．９９ｇＤＭ／ｍ＾２三个草地当年地上部净生产力分别为５５９．０４ｇ／ＤＭ／ｍ＾２．ａ，２２６．８６ｇ．ＤＭ／ｍ＾２．ａ，８３．７４ｇ．ＤＭ／ｍ＾２．ａ。２）海韭菜草地地下生物量呈连续     

放牧绵羊对亚热带人工草地地上生物量的影响

本文在放牧和封育条件下研究了多年生黑麦草和白三叶人工草地地上部第一性生产力及其形成的规律。结果表明，黑麦草生物量和地上生物量的形成规律为双峰型，而白三叶则为单峰型。在放牧采食率为69、55、45％和不放牧条件下，人工草地地上净第一性生产力分别为1210．9、1076．4、987．9和555．2g／m2，其中多年生黑麦草的地上净第一性生产力分别为899.8、777．0、746．0和372．0g／m2。白三叶分别为311．1、299．4和207．2g／m2。放牧地较封育地获得较大的净第一性生产力。试验结果表明，本试验设计的70％采食率是该混播草地较适合的放牧强度。     

高山草地不同经济类群植物地上生物量和总磷量积累的季节动态

为了系统测定高山草地不同经济群植物地上干物质积累的季节动态规律，用“收获法”测定其地上干物质积累量，用“钼锑抗比色法”测定其含磷量，结果表明：高山草地禾本科草类，莎草类，杂类草和毒草地上干物质量与总磷量积累的季节变化趋势相吻合，均呈单峰曲线。禾本科学草类峰值出现于９月初，莎草类，杂类草和毒草峰值出于８月初，禾草类，莎草类，杂类草和毒草四个经济类群植物地上干物质积累的峰值别为１９２９．７，１１７７．     

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%。     

围栏封育对昭苏马场春秋草地地上植物量的影响

通过对昭苏马场春秋草地不同围栏封育年限草地地上植物量的研究,结果表明：草地地上植物量随着围栏封育年限的延长呈增加趋势,围栏封育5和6年草地地上植物量随季节的变化呈“S”型增长曲线,未围栏封育草地地上植物量累积变化呈双峰曲线;围栏封育5和6年与围栏封育1年和未围栏封育草地的禾草类和豆科草类间差异极显著（P〈0.01）,随着围栏封育年限的延长,杂类草所占比例下降,而优良禾草类比例明显升高,在群落中占据优势地位,不同围栏封育年限草地地上植物量的绝对生长率和相对生长率的季节变化相似,在植物营养生长初期率都较大,此后都呈下降趋势。     

黄河源区藏嵩草沼泽化草甸地上生物量及营养季节动态研究

采用野外调查和室内分析方法,对黄河源区广泛分布的藏嵩草Kobresia tibetica沼泽化草甸在禁牧封育和自由放牧利用状态下的草地地上生物量和营养的季节动态进行分析。结果表明：禁牧封育草甸和放牧草甸从8月-翌年4月地上生物量均呈下降趋势,其自然损失率分别为46.2%和49.6%。封育草甸的生产力1-4月、4-5月的自然损失率分别为5.1%和5.9%;草甸进入放牧利用后,放牧草甸牧草相对于封育草甸牧草的实际利用量约占4月草地地上现存量的48.4%,约占8月草地地上生物量的24.4%。放牧草甸牧草营养成分从8月到翌年1月粗蛋白、粗脂肪含量降低,粗纤维含量增加。该草甸在夏季属“氮碳”（NC）营养型,在冬季属“碳”（C）营养型。     

西藏那曲县草地状况及其生物量的观测分析

选择那曲县不同类型草地,实地调查了草地基况以及牧草生长期（2007年5-8月）内具有代表性的6种优势牧草的产量和品质。调查内容包括：草地覆盖度、草地地上生物量、牧草与土壤含水量、草地退化程度以及鼠害情况。同时,选取草地植株样品以及010 cm表层土壤样品进行牧草品质和土壤养分分析。结果表明,藏嵩草Kobresia tibetica生长状况和地上生物量明显优于其他品种的草地;各样点土壤含水量、土壤养分、毒草所占的比重、鼠害、草地退化状况存在明显差异;从草地地上生物量与气象条件的关系来看,生物量分别与降水量、气温、地温之间均存在显著的正相关关系。从牧草品质来看,在综合考虑含氮量、粗蛋白、粗脂肪等因素的情况下,小嵩草K. pygmaea的品质要优于藏嵩草,点地梅Androsace umbellata品质最差。     

青藏高原东缘草地生态系统动态定位监测与可持续发展要素研究Ⅰ8个主要草地类型植物量与营养动态的研究

通过对青藏高原东缘甘南碌曲草地最具代表性的披碱草－矮嵩草草地，异针茅－结叶嵩草＋密生苔草草地、金露梅－嵩草草地、藏嵩草＋裸果扁穗苔草划地，珠芽蓼＋线叶嵩草草地，高山柳－嵩草草地，窄叶鲜卑花－嵩草草地和短柄草－密生苔草草地等8个草地类型嫩落植物量动态进行的连续3年定位监测，分析研究结果表明：地上植物量累积动态均符合Logistic曲线，衰减动态符合y=a b/x模式，6－7月是草群地上植物量累积的盛期，产量高峰出现在8月中旬；水、热是制约草地初级生产力的主导环境因子草群粗蛋白，粗脂肪，粗纤维含量与生长季节密切相关，DE、NND动态与地上植物量动态相似。     

2001-2008年甘南牧区草地地上生物量与载畜量遥感动态监测

草地地上生物量监测是草地资源空间格局动态研究的重要内容,也是草畜平衡综合分析的基础。利用2006-2008年甘南牧区草地调查资料和Terra/MODIS每日地表反射率产品MOD09GA,建立了草地地上生物量遥感反演模型,模拟分析了甘南州及各县市草地资源在2001-2008年期间的各旬、月和年的生物量及理论载畜量变化动态。研究结果表明, MODIS增强型植被指数EVI的乘幂函数可以较好地模拟甘南牧区草地地上的生物量鲜重,拟合模型平均估产精度为76.7%,可很好地模拟牧草生长状况较好时期(5-10月)的草地地上生物量变化动态。甘南牧区草地生长主要集中在5月上旬-10月下旬期间,草地旬最大地上生物量数字图像可以较客观地反映草地植被生长发育的总体规律。但是,个别旬生物量受大范围长时间阴雨多云天气状况及放牧家畜数量有较大变动情况的严重影响。2001-2008年不同草地类型的月最大生物量动态变化曲线均呈单峰抛物线形式,全州平均最大生物量均出现在7月,但不同年份产量达到最大值的月份有所变化,主要集中在7-8月。甘南州草地地上总生物量年度之间存在较大的差异。全州8年平均总地上生物量为109.31亿kg。2005年全州草地植被年总生物量最高,达129.1亿kg,其次为2006,2007和2002年,分别为113.2,110.7和109.0亿kg。由于气候条件和不同县市草地面积及生长状况等存在较大差异,其理论载畜量也存在显著差别。     

封育和放牧对黄土高原典型草原生物量的影响

摘要：采用收割法和土柱法研究封育和放牧两种方式对黄土高原典型草原地上、地下生物量的影响。结果表明,1）与放牧区相比,封育显著提高了草原植被的盖度和高度,增加了生物量（地上和地下）。2）封育区与放牧区草地地下生物量的垂直分布均呈典型的倒金字塔型或T字形的锯齿状分布。地下生物量都随土层深度增加而降低、符合指数函数减小规律。3）地下各层生物量变化幅度很大,其中0～10 cm土层与20～30、30～40、40～50 cm土层差异达到极显著（P＜0.01）,与放牧区相比,封育区在0～50 cm各层的地下生物量都高于放牧区。4）地下生物量/地上生物量的值偏大,与当地干旱的气候有关。由于水分条件的不同,封育区地下生物量/地上生物量的值大于放牧区。     

退耕还草多年生草地地上生物量及牧草营养成分研究

2008年7月17日-9月18日,对不同类型、不同建植期退耕还草栽培草地的地上生物量及牧草营养成分动态进行了分析,结果表明:退耕还草不同类型栽培草地的地上生物量在采样期内随生长均呈单峰型的变化趋势,地上生物量的最高值多出现在8月23日-9月18日。在7月17日-9月18日,退耕还草不同类型栽培草地牧草的粗蛋白质、粗脂肪和粗灰分含量在采样期内随着牧草生长呈下降趋势,而粗纤维含量随着牧草生长呈上升趋势。     

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。     

应用MODIS进行草原生物量估测误差原因分析

草原生物量遥感监测从地面调查到遥感分析涉及诸多环节和步骤,不计偶然误差,系统误差存在于每一个环节,造成系统误差的原因来自多方面,一是遥感影像的分辨率低、噪声多和处理过程中信息损失;二是地面样方信息的不确定性和片面性;三是当前遥感监测业务和技术发展水平的局限等。本研究结合当前普遍应用的草原监测方法,总结并分析了各种误差来源和对监测结果产生的影响。