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。     

黑土滩草地群落及土壤化学计量特征对重建年限的响应

研究三江源人工草地植物群落和土壤化学计量特征,有助于评价退化草地修复效果。本试验以黑土滩作为对照,与建植 12,19 年的人工草地及天然草地的植物群落和土壤化学计量特征进行比较,分析了环境因子对植物群落组成的影响。结果表明：(1)植被重建改变了黑土滩退化草地的群落组成,优良牧草比例增加,人工草地的优势种是垂穗披碱草、矮生嵩草和高山嵩草,黑土滩的优势种是臭蒿、细叶亚菊和黄帚橐吾;植被丰富度、多样性指数和均匀度指数均为天然草地＞黑土滩＞人工草地。 (2)土壤有机碳、全氮和全磷含量变化趋势呈现为天然草地＞人工草地＞黑土滩,土壤有机碳、全氮和全磷间显著相关(P＜0. 05),C∶N 和 C∶P 两者间显著相关(P=0. 001 5)。(3)冗余分析表明,土壤 pH、 土壤含水量、全氮和全磷是影响植物种类分布变异的主要因子,其中土壤 pH 解释了植物群落组成 29% 的变异(P=0. 002),土壤含水量解释了植物群落组成 21% 的变异(P=0. 016),土壤全氮解释了植物群落组成解释 19% 的变异(P=0. 002),土壤全磷解释了植物群落组成解释 13% 的变异(P= 0. 004)。结合植被群落特征和碳氮磷生态化学计量特征,建植 19 年的人工草地植物群落相对稳定,但还未恢复为天然草地,应加强人工草地的氮素添加和土壤改良。     

基于小型无人机与MODIS数据的草地植被覆盖度研究——以甘南州为例

以甘南州为研究区,采用Canon数码相机和小型无人机搭载相机在不同大小样方上获取草地植被覆盖度数码照片,结合2015年5月-10月的Terra/MODIS植被指数产品MOD13Q1,分析了增强型植被指数(EVI)和归一化植被指数(NDVI)与草地植被覆盖度之间的相关性,建立了研究区草地植被覆盖度的回归模型,并对模型进行了精度评价,筛选出甘南州草地植被覆盖度最优遥感反演模型,并对草地生长季时期覆盖度时空上的动态特征进行分析。结果表明,1)利用小型无人机搭载相机获取草地大样方植被数码照片的方法能用于地面草地覆盖度数据的获取;2)与NDVI相比,用EVI估算草地覆盖度更优,因此确定基于EVI构建的对数模型为甘南州草地植被覆盖度最优反演模型,模型精度可达88.00%;3)研究区2015年生长季草地植被覆盖度除了低平地草甸在8月达到最大值外,其它草地类型均在7月达到最大值;4)甘南州以中高植被覆盖度为主,主要分布在玛曲、碌曲、夏河以及合作四县市。整体而言,中西部和西南部区域草地覆盖度高于东部。通过精确草地植被覆盖度模型的建立,不仅有利于及时准确的了解草地植被覆盖度的时空分布状况和季节性动态变化,也有利于维护甘南州草地生态系统的持续稳定发展。     

基于RGB模式的一种草地盖度定量快速测定方法研究

盖度是研究植物群落结构的一个重要数量指标,传统目视估算法精度低且受人的影响较大。本研究分析了大量荒漠草地实地照片的RGB颜色模式特征,构造了RGB颜色判别决策树区分植被与非植被像元来计算植被的覆盖度,同时在Matlab 7.0平台上将数码照片的导入、地物判别、盖度计算、划分结果显示、对照等功能模块集成,构建用户界面友好、人机交互便捷软件模块,从而能够准确、高效地计算草地盖度,方便了草原实地调查工作。与针刺法相比,该方法计算得到的植被覆盖度最大偏差绝对值不超过5%,精度在95%以上,解决了常规人工方法中估测草地盖度工作量大、不能准确定量测定的问题。     

基于数码相机的草地植被盖度测量方法对比研究

草地植被盖度是表征生态系统植被生长状况及环境质量的重要参数。在草地植物群落野外调查中,可以利用数码相机拍摄草地样方照片,而后在室内利用图像处理软件进行自动或半自动的植被盖度测量。随着移动智能设备(如iPhone/iPAD或各类Android Phone/PAD)的快速发展和普及,野外实时获取草地样方照片,同步计算草地植被盖度,并与有关遥感反演参数产品作校验对比分析,将成为未来地学移动测量和研究的重要方向。本研究在总结梳理既有利用数码相机识别植被盖度方法的基础上,设计了低覆盖、中低覆盖、中等覆盖、中高覆盖、高覆盖5种不同植被盖度情景,以及从早上6:00 到下午6:00、每隔2 h一次、全天共7次不同光照环境下的照相方案。继而以Photoshop人工勾勒和测算方法为基准,选择RGB阈值法、RGB决策树法、HSV判别法3种自动测量方法开展对比研究。测量结果的对比分析表明,草地盖度变化对RGB阈值法和HSV判别法的盖度识别精度无明显规律性影响,RGB决策树的盖度识别精度随着草地盖度的增加而增加;光照强度越强,RGB阈值法和HSV判别法对同一草地样方估算的盖度值越小,RGB决策树法估算的盖度值随光照强度的变化没有固定的规律。总体上讲,RGB阈值法和HSV判别法的识别精度较高,RGB决策树法误判率较高,但后者可以识别出非绿色的植物茎、花朵。最后提出了在现有绿色植被像元识别方法的基础上,结合边缘检查算法等图形像素的统计学特征分析方法,能进一步提高草地植被盖度测量的准确率。     

蒙古高原草地退化程度时空分布定量研究

为了实现大面积遥感定量评估蒙古高原草地退化状况,利用NDVI数据反演1982-2013年草地植被覆盖度,并以1982-1985年覆盖度作为基准数据,计算1986-1999年和2000-2013年草地退化指数。结果表明,1986-1999年和2000-2013年,蒙古高原草地覆盖度分别达到14.60%和18.43%,呈上升趋势;1986-1999年显著(P0.05)和极显著(P0.01)增加的面积分别为298.86和189.67 km2,2000-2013年增加面积分别为443.32和92.46 km2;相对1986年,2007年的草地覆盖度最差,2001和1995年也较差,而2013年草地覆盖度最好,表现为初期一般、中期变差、后期变好且好于初期;草地退化程度方面,1986-1999年重度退化草地面积所占百分比最大,达50.35%;2000-2013年中度和重度退化草地面积百分比分别是39.42%和30.34%,总和接近70%,草地退化状况有由极重度、重度向中度和轻度转变的趋势,草地趋于好转。     

黑龙江省哈尔滨市苜蓿镰孢根腐病病原菌分离鉴定

【目的】明确黑龙江省哈尔滨市苜蓿根腐病病原菌种类。【方法】采集 38 株黑龙江省哈尔滨市农业科学院示范区的苜蓿根腐病病株,经组织分离法分离致病菌,通过科赫氏法则验证其致病性并结合形态学和 rDNA-ITS 序列分析鉴定病原菌。【结果】从患有苜蓿根腐病的病根分离并选取具有代表性的 5 株真菌 KY1、J1、S1、SA1、C1,分别被鉴定为腐皮镰孢(Fusarium solani)、尖镰孢(F. oxyspo- rum)、水稻恶苗病菌(F. fujikuroi)、三线镰孢(F. tricinctum)和层出镰孢(Fusariumproliferatum)。致病性测定表明 5 株真菌均为苜蓿根腐病致病菌。【结论】腐皮镰孢不仅分离率最高,为 57. 45%,且致病性也较强,病情指数为 61. 00,是优势病原菌。     

祁连山金强河流域莎草科植物区系特征分析

【目的】植物区系分析是科学开发利用和保护植物资源的重要前提。祁连山金强河流域位于青藏高原与黄土高原交界处，区位特征独特，莎草科(Cyperaceae)植物作为该地区的优势植物，对其进行资源调查和区系分析尤为重要。【方法】通过搜集文献、核实鉴定馆藏植物标本，编制祁连山金强河流域莎草科植物名录，分析莎草科植物科属特征和区系成分。【结果】祁连山金强河流域莎草科植物共有 6 属 53 种(4 变种)，其中，多种属 2 个，为薹草属(Carex)和嵩草属(Kobresia)，寡种属 1 个，为扁穗草属(Blysmus)，单种属 3 个 ，为三棱草属(Trichophorum)、细莞属(Bolboschoenu)和蔺藨草属(Isol- epis)，特有种 9 种；从各属包含的种数上来看，单种属和寡种属所含种的比例只占 5. 66 %和 3. 77 %，而多种属所含种的比例达到 90. 57%，占据明显的主导地位；植物区系成分包括世界分布型和北温带型 2 个分布区类型，世界分布型有 4 属 40 种，北温带型有 2 属 13 种。【结论】祁连山金强河流域莎草科植物区系成分总体简单，但莎草科植物资源丰富，特有种和世界分布型植物数量较多，具有重要的开发利用潜力。     

北疆牧区山地草甸草地生产力动态监测与评价

研究采用实地样方测量法,分析了北疆山地草甸草地盖度、草层平均高度和鲜草产量的季节和年份间的动态变化。结果表明,草地盖度、平均草层高度和鲜草产量在年内呈单峰变化,在6月中旬或7月中旬达到最高,分别为96%、36.4 cm和8 422 kg/hm2;年际间的变化受水、热条件影响,其中鲜草产量对水、热条件响应最为敏感,2004-2006年草地盖度、平均草层高度和鲜草产量的变幅分别达到2.94%、3.36%和42.5%。     

东乌珠穆沁旗造纸厂废水迹地草地植被调查

针对内蒙古东乌珠穆沁旗造纸废水污染致使草地植被严重退化问题,于2011年采用样线-样方调查方法对该造纸厂废水迹地草地植被进行了调查,以了解废水污染对草地植被的影响程度及危害的持续性.结果表明:废水迹地植物数量少,仅有33种,多样性低;迹地中心群落高度(15.01cm)和盖度(14.31％)小.距离废水迹地中心越近,一年生植物越多,多年生植物越少.迹地中心主要为碱蓬(Suaeda glauca)-白刺(Nitraria tangutorum)-群落,重要值高(58.87),并存在成片裸地.废水迹地草地植被仍处于严重退化状态,远未有效恢复.     

基于SPOT NDVI的2010-2018年青海省草地资源动态监测研究

【目的】动态监测草地资源对草地资源的合理利用及生态建设具有重要意义，可实现对青海省草地资源的动态监测，为草原管理提供决策依据。【方法】选择植被覆盖度和地上生物量作为研究指标，利用 2010-2018 年青海省 8 月 NDVI、年降水量、年均气温和 2015-2017 年实测地上生物量数据， 反演植被覆盖度（FVC）时空变化趋势，分析植被覆盖度与气候因子的相关性，获得地上生物量反演模型并分析其时空变化趋势。【结果】1）近 9 a 青海省平均 FVC 呈极显著下降趋势（P＜0. 05），平均地上生物量呈增长趋势；2）近 9 a 青海省 16. 90% 区域的 FVC 呈极显著降低（P＜0. 01），15. 42% 区域显著降低（P＜0. 05）；极显著好转（P＜0. 01）面积占 0. 94%，显著好转（P＜0. 05）面积占 1. 43%；3）年降水量和年均气温在近 9 a均呈起伏上升趋势，年际间呈负协同现象；4） FVC 与年降水量、年均气温呈弱显著相关区域占 20% 左右（P＜0. 1）；5）指数模型 y=496. 21e^{2. 4497x} 为青海省地上生物量反演的最优模型 （R² =0. 42，P＜0. 01）。6）地上生物量减少趋势最大为 276. 71 kg/hm² ，增加趋势最大为 544. 68 kg/hm² ， 占比为 69. 18%、30. 82%。【结论】青海省草地资源在逐步恢复，且其变化与人类活动有重要关系。     

拉萨河谷山地灌丛草地植物多样性监测方法的比较研究

生物多样性是西藏生态安全监测与评估的重要内容之一.在气候变暖和放牧干扰背景下沿海拔梯度探讨西藏拉萨河谷山地灌丛草地植物群落物种多样性的变化特征,对于该地区草地的保护与可持续利用具有重要意义.以拉萨市林周县白朗村沟域的山地灌丛草地为研究对象,采用常规样方法,重复样线法和Modified-Whittaker样地法3种方法进行系统调查,研究草地群落物种组成及其沿海拔梯度的变化特征.结果表明,1) 3种不同取样方法α多样性的物种丰富度均随海拔的升高呈先增加后降低的趋势,其中50 m样线法效果最好.2) 表征β多样性的Sorensen相似性指数和Bray-Curtis指数均随样地间海拔高差的增大而减小.3) 种-面积关系的截距c,斜率z随海拔的升高呈先增加后降低的趋势,与α,β多样性随海拔梯度的变化特征吻合一致.4) 依据种-面积关系研究结果,山地灌丛草地设置100 m²的样地可覆盖80%左右的植物物种.山地灌丛草地的α和β多样性指数沿海拔梯度均呈先增后减的变化特征,未来研究应注重植物多样性分布格局对山体气候梯度以及放牧干扰变化的响应和适应机制.     

免耕改良退化人工草地试验

为改善退化人工草地优质牧草生长条件,对杂草、蛴螬危害引发的退化草地,进行低成本免耕改良试验.结果表明:化学除杂、全日制放牧免耕补播与常规法(耕作重播)均能改善人工种植牧草生长环境,杂草、蛴螬数量明显降低;两种免耕补播比常规法重播成本分别降低54.1%,64.3%;改良草地优质牧草覆盖度、组分、产草量均有显著提高.     

蓟马取食诱导对紫花苜蓿次生代谢物含量及防御酶活性的影响

以抗蓟马苜蓿品种甘农 9 号(Medicago sativa cv. Gannong No. 9)、感蓟马苜蓿品种甘农 3 号 (Medicago sativa cv. Gannong No. 3)和高感蓟马苜蓿品种 WL363HQ(Medicago sativa cv. WL363HQ) 为试验材料,紫花苜蓿苗期接种不同头数(0、4、5、6 头/枝条)的蓟马成虫,取食 5 d 后比较不同抗性苜蓿品种叶片中次生代谢物质(黄酮、单宁、木质素)含量和防御酶(过氧化物酶(POD)、苯丙氨酸解氨酶 (PAL)、多酚氧化酶(PPO))活性的变化。结果表明：随着蓟马头数的增加,供试苜蓿品种的黄酮、单宁和木质素含量均显著高于 CK(P＜0. 05)。5、6 头/枝条处理时,甘农 9 号的单宁含量分别较甘农 3 号显著提高了 53. 49%,47. 70%;较 WL363HQ 分别显著增加了 71. 52%,58. 60%(P＜0. 05)。甘农 9 号的木质素含量在 5、6 头/枝条处理下均显著高于甘农 3 号和 WL363HQ,增幅分别为 5. 60%,3. 50% 和 6. 13%,3. 96%(P＜0. 05)。蓟马取食胁迫显著提高了供试苜蓿品种的 POD 和 PAL 活性,显著降低了 PPO 活性(P＜0. 05)。甘农 9 号的 POD 和 PAL 活性在 5 头/枝条处理下较甘农 3 号分别显著增加了 2. 60%,1. 09%;较 WL363HQ 分别显著提高了 1. 36%,3. 54%;6 头/枝条处理后甘农 9 号的 POD 和 PAL 活性均显著高于甘农 3 号(5. 19%,9. 36%)和 WL363HQ(2. 58%,11. 18%)(P＜0. 05)。     

放牧对青藏高原高寒草地土壤有机碳含量的影响

【目的】受气候变化和人类活动影响,青藏高原生态安全屏障仍然面临退化草地面积大、固碳能力降低等生态风险。揭示放牧对青藏高原高寒草地土壤有机碳含量影响及调控因素,对于提升高寒草地生态屏障功能具有重要作用。【方法】采用 Meta 分析,明晰不同放牧强度对青藏高原土壤有机碳含量、理化性质影响的平均效应值,结合混合效应模型,揭示放牧对土壤有机碳影响效应的主要调控因素。【结果】放牧干扰极显著降低高寒草地土壤有机碳含量,降幅约 13. 93%,平均效应值-0. 15±0. 04 （P＜0. 001）。轻度、中度和重度放牧草地土壤有机碳降幅分别为 12. 19%、13. 06% 和 15. 63%,轻度放牧处理未达到显著性检验水平。放牧干扰显著降低高寒草地土壤速效钾、全磷、全氮和全钾含量,降幅分别为 14. 55%、10. 74%、9. 14%（P＜0. 01）和 3. 17%（P＜0. 05）。放牧显著增加速效氮含量和土壤容重,增幅分别为 11. 90% 和 12. 66%。放牧草地土壤有机碳效应值,主要受土壤速效钾、全氮含量、土壤容重和海拔影响,均达到显著性检验水平,效应值变异的解释强度为 69. 73%。【结论】轻度放牧提高土壤速效钾含量,有利于降低放牧引起的青藏高原高寒草地碳排放量。     

黔南州草地资源清查成效、问题与对策

2017年9月至10月,通过分片包干指导、集中资料汇总、草地资源清查试点县,对黔南州草地实地清查与统计,(1)完成草地资源地面监测调查样地共427个,入户调查360户,分别完成省草原监理站下达任务的103.64%和100%。(2)共完成天然草地调查样地314个,灌丛草地调查样地67个,人工草地调查样地17个、非草地调查样地20个、石漠化调查样地9个,分别完成州级下达任务的96.61%、111.67%、154.54%、181.81%、180.00%。(3)采集样方照片1 730张,其中样地景观照片428张,样方俯视照片1 302张。此次草地清查工作基本摸清了黔南州草地资源情况,提升了草原生态监测技术,增强了草地系统凝聚力。但实地调查中发现存在资源利用不合理、城市建设导致草地资源减少、科研监测力度不足等问题,而加强草地监测工作、推进基本草地权属确权工作开展、加强草地建设和饲草资源的开发利用是保护与利用草地资源的有效手段。     

2001−2020年蒙古高原草地覆盖度变化对干旱的响应

蒙古高原地处干旱半干旱地区,生态系统脆弱,干旱灾害频发,探究草地覆被度对干旱的响应,能够为改善生态环境和防灾减灾提供科学依据。基于2001–2020年MODIS遥感数据和植被覆盖度实测数据,采用决策树分类、温度状态指数、相关性分析等方法,分析了蒙古高原草原区草地覆被度变化、干旱分布以及二者的相关性。结果表明：1) 2001–2020年蒙古高原草原区内的草地面积整体上呈增加趋势,2001–2017年优势草地覆盖度为40%～60%和20%～40%,2017年后60%～80%和40%～60%为优势覆盖度,整体上有向高覆盖度转移的趋势。不同覆盖度草地中40%～60%和20%～40%草地的转入转出面积大,波动强稳定性差。2) 20年间2001年、2007年、2010年、2017年和2019年为研究区的干旱年份,2003年、2013年、2018年和2020年旱情较为缓和,中旱面积所占比例可以在一定程度上反映研究区整体的干旱情况。3)蒙古高原草原区草地覆盖度减少与气候干旱整体上呈正相关关系,不同植被类型草地覆盖度对干旱的敏感程度依次是典型草原>荒漠草原>草甸草原,覆盖度20%～60%草地...     

基于3S技术的景泰县草地资源现状评价

以TM卫星影像为数据源,结合典型区实地样方调查数据,采用3S技术划分了甘肃景泰县天然草地类型的空间分布,包括4类,5个组,7个型;并利用归一化植被指数(NDVI)构建了草地产草量估测模型(y=0.433 5e0.028 5x,R2=0.56);并评价了草地的利用现状,目前景泰县天然草地面积39.18万hm2,理论载畜量7.38万羊单位,研究结果为景泰县天然草地资源的合理规划、保护、建设和利用提供依据。     

天祝高寒草地不同扰动生境土壤三大类微生物数量动态研究

采用平板表面涂抹法和稀释法对天祝高寒草地5种不同干扰生境(围栏内、围栏外、多年生草地、一年生草地和鼠丘地)土壤三大类微生物(真菌、细菌和放线菌)数量的时空动态进行了测定.结果表明,1)不同空间层次草地土壤三大类微生物数量变化均较大,0～20 cm土层的数量均大于20～40 cm,一般0～20 cm土层的数量为20～40 cm的2～7倍;2)不同时间三大类微生物数量变化虽然各有特点,但总趋势为:0～20 cm土层的数量表现出明显的时间差异性,20～40 cm未表现出时间动态或时间动态很弱;3)不同扰动生境草地土壤三大类微生物总数量差异较大,为8.47×106 ～16.22 ×106 cfu/g,其大小为:一年生草地>围栏内草地≥多年生草地>鼠丘地>围栏外草地.三大类微生物中,细菌数量最大,放线菌次之,真菌最小,分别占微生物总数的82.29%～86.09%,13.91%～17.71%和0.017%～0.023%.     

不同退化阶段高寒草甸草地土壤钾素的变化分析

通过野外实地取样,对轻度、中度、重度和极度退化的天祝高寒草甸草地0～10,10～20和20～30cm土层的土壤样品进行测定与分析,结果表明:(1)同一土层不同退化阶段草地,土壤全钾含量差异显著(P<0.05),呈"轻度>中度>重度>极度"的变化规律,速效钾含量中度和重度退化草地显著高于轻度和极度退化草地,轻度退化草地速效钾含量最少;(2)不同土层同一退化阶段草地,随着土层的加深,土壤全钾和速效钾含量均呈下降趋势,其中,各土层钾含量变化差异不显著(P>0.05)。