喀斯特山区坡面土壤水分变异特征及其与环境因子的关系

为探明土地利用方式、地形、微地貌等环境因子对喀斯特山区土壤水分空间变异的影响,应用植被数量生态学中的去趋势典范对应分析方法（DCCA）在一典型坡面上研究了表层（0～15 cm）土壤水分变异特征及其与环境因子的数量关系。研究结果表明,在取样时段内坡面土壤质量含水率均值介于21.36%～32.58%之间,季节变化明显,均呈现中等变异特征。不同土地利用方式下土壤水分随时间的变化趋势一致,均呈明显的“四峰型”波动,土壤平均含水率以自然植被最高,撂荒地和坡耕地次之,人工林最低。DCCA的排序结果显示,土层深度、有机碳含量、土地利用方式和裸岩率对坡地土壤水分变异及其季节变化的影响最为显著,土壤体积质量和坡度的影响次之,坡位和海拔的影响最小。鉴于喀斯特坡面地形及微地貌的复杂性,后续研究还需要加大采样间隔和密度,并综合考虑坡向、坡面曲率、汇水分布面积等因素对土壤水分变异的影响,并结合各土地利用方式下土壤养分状况,探讨适应喀斯特坡地退化生态系统修复的农业工程措施和生态重建模式。     

间伐对华北土石山区油松林生长及其林下植被发育的影响

间伐是森林经营的主要措施之一,研究间伐对森林生态系统的影响对其可持续发展具有深远意义。对河北省木兰围场国有林场管理局北沟林场4块油松人工林样地分别进行46.6%,56.2%,67.1%的3个强度间伐以及对照处理,通过植被群落调查,研究不同间伐强度后油松林生长及其林下植被发育。结果表明:油松林分经不同强度抚育间伐后单木胸径、树高、冠幅和生物量均显著高于对照,且随间伐强度增大而增加,但单位面积蓄积量随间伐强度增大而减小;弱度、中度间伐能够增加林下植物种类,提高林下植物丰富度、多样性和均匀度指数,但是强度间伐后林下植物种类并不会增多,此现象符合"中度干扰假说";林分经不同强度间伐后,林下植被优势种各异;随着间伐强度的增大,林下植被生物量增加。综上,合理的间伐能够促进林分生长及其林下植被发育,研究区选择56.2%左右的间伐强度最优。     

基于CSCS方法的甘南自然植被NDVI时空分布特征研究

基于综合顺序分类系统(CSCS)模型,利用地理信息系统技术手段,模拟出甘南潜在自然植被类型图,并且结合国际地圈生物圈计划(IGBP)土地覆盖数据集,制作出甘南残存潜在自然植被分布图和残存潜在自然植被典型区分布图。在此基础上,利用2001-2010年MODIS数据分别研究了残存潜在自然植被分布区及其典型区的NDVI年度和月度变化特征。研究结果表明,1) 甘南残存潜在自然植被分布区面积达33 940 km²,占甘南总土地面积的92.53%;2) 残存潜在自然植被典型区主要分布在玛曲县、碌曲县及迭部县部分地区和夏河县北部,在舟曲、卓尼和临潭县分布较少;3) 甘南地区NDVI在2001-2010年期间都呈现出上升趋势,7种植被类型的月最大值出现在7-9月。     

Topographical and hydrological effects on meso-scale vegetation in desert steppe,Mongolia

This study investigated the seasonal variations of the normalized difference vegetation index(NDVI) and its relationships with climatic variables and topography in a small-scale(20 km×20 km) area(i.e., Tsogt-Ovoo village) within the desert steppe zone of Mongolia using in-situ observed climate data and satellite remote sensing data. We found that the topography is very important for vegetation growth in the desert steppe although the summer precipitation is the constraining factor. The unexpectedly high NDVI(up to 0.56), as well as the high aboveground biomass, in the valley bottom was primarily resulted from the topography-modulated redistribution of overland flow after relatively heavy precipitation events during the growing season. This makes the valley bottoms in desert steppes not only reliable feeding resources for livestock but also heavens for wild lives. But, the detected large standard deviation of annual maximum NDVI(NDVI_(max)) from 2000 to 2013 in the valley bottom in response to rather variable precipitation implies that the valley bottoms under desert steppe climates are more vulnerable to climatic change.     

基于遥感的干旱监测方法研究

在全球变暖的气候背景下,近年来干旱频发且不断加剧,对人类的生产生活造成了严重的影响。目前,干旱监测已成为全球气候变化研究的一个热点课题。遥感技术以其客观、及时、经济、覆盖范围广、数据连续等优点,已被证明是干旱监测中最具前景的技术手段。本文基于遥感原理,介绍了归一化植被指数、温度状态指数、标准化降雨指数和标准化降雨蒸散指数等几种常见的干旱指数,综述了运用不同指数干旱监测的主要应用。最后针对目前研究中存在的问题,对今后研究的主要方向作出了展望。     

基于多光谱与高光谱遥感数据的冬小麦叶面积指数反演比较

近年来,高光谱遥感数据广泛应用于农作物叶面积指数(LAI)反演。与常用的多光谱遥感数据相比,高光谱数据能否提高农作物LAI反演的精度和稳定性还存在争议。针对这一问题,该研究利用实测冬小麦冠层高光谱反射率数据,构造了不同光谱分辨率和波段组合的5种光谱数据。基于ACRM(a two-layer canopy reflectance model)模型、2套参数化方案及上述5种光谱数据,对冬小麦LAI进行反演,分析光谱分辨率、高光谱数据波段选择、模型参数不确定性3方面因素对LAI反演精度与稳定性的影响。研究结果表明:当波段选择适宜、模型参数不确定性较小且光谱数据分辨率较高时,LAI反演精度与稳定性更高,提高光谱分辨率对LAI反演精度的改进作用随光谱分辨率的升高而降低;反之,当高光谱数据波段选择不当或者模型参数不确定性较大时,提高光谱数据的分辨率并未提高LAI反演精度。该研究解释了"高光谱遥感数据能否提高植被参数反演精度"问题,为进一步发挥高光谱数据在农作物LAI反演中的潜力提供了科学参考。     

Predicting the spatial distribution of ground flora on large domains using a hierarchical Bayesian model

Accomodation of important sources of uncertainty in ecological models is essential to realistically predicting ecological processes. The purpose of this project is to develop a robust methodology for modeling natural processes on a landscape while accounting for the variability in a process by utilizing environmental and spatial random effects. A hierarchical Bayesian framework has allowed the simultaneous integration of these effects. This framework naturally assumes variables to be random and the posterior distribution of the model provides probabilistic information about the process. Two species in the genus Desmodium were used as examples to illustrate the utility of the model in Southeast Missouri, USA. In addition, two validation techniques were applied to evaluate the qualitative and quantitative characteristics of the predictions.This revised version was published online in May 2005 with corrections to the Cover Date.     

杉木间伐材压缩密化与回复变定的研究

对杉木间伐材进行高温压缩密化处理,并分析和评价压缩密化后木材的回复变定过程.结果表明:处理材的厚度吸湿回复率为2.68%,具有良好的尺寸稳定性,说明压缩变定效果好.通过试验研究得出蒸煮工序加入软化添加剂CH,能使处理材的回复率大大降低,为低密劣质杉木间伐材压缩密化的性能改良提供依据.     

复水处理对结缕草草坪质量和生理恢复的影响

干旱是限制草坪草生长的重要环境因子,长期干旱胁迫后复水草坪草恢复生长对于维持草坪质量是非常重要的。本研究以抗旱性不同的青岛结缕草(Zoysia japonica ‘Qingdao’)和沟叶结缕草(Z.matralla)为试验材料,研究干旱后复水处理过程中草坪质量和草坪草生理指标(叶片水势、叶绿素含量、过氧化氢酶活性、相对电导率和丙二醛含量)的变化。结果显示,两种草坪草在复水处理过程中,草坪质量、水势、叶绿素含量和过氧化氢酶活性逐渐升高,相对电导率和MDA含量逐渐降低;在15 d时,两种结缕草均没有恢复到对照水平。两种草坪草相比较,抗旱性较强的沟叶结缕草草坪质量、叶片水势、叶绿素含量、CAT酶活性恢复较快,在复水过程中细胞膜透性和MDA含量始终小于抗旱性较弱的青岛结缕草,说明抗旱性较强的沟叶结缕草复水处理时具有较好的恢复能力。     

坝上地区孤石牧场土壤种子库与地上植被的关系

为探讨退耕地植被恢复过程和植被稳定性,采取土壤采样分析与现场植物测定相结合的方法,研究坝上孤石牧场退耕地和过牧地上植被与种子库的变化特征.结果表明:1)退耕地地上植被与土壤种子库物种多样性高于过牧地,退耕地正处于一年生草本植物向多年生草本恢复演替阶段;2)退耕地地上植被与土壤种子库物种丰富度大于过牧地地上植被与土壤种子库的丰富度;3)地上植被与土壤种子库共有种数在退耕地上较多,在过牧地上较少,从而导致了地上植被与土壤种子库群落组成的相异性增大.