基于线性光谱混合模型的荒漠草地覆盖度估测

为了解决草地混合像元对草地植被覆盖度监测的影响,该研究以Landsat TM为数据源,探讨线性光谱混合模型进行混合像元分解的关键问题,分析混合光谱模型获得的不同组分分量与植被覆盖度之间的关系,以期建立适合天山北坡荒漠草地覆盖度监测模型。结果表明:通过光谱混合模型获得植被、沙丘以及盐碱化土壤3个基本组分,其中植被组分与覆盖度拟合效果较好(R2=0.62),与植被指数法估测草地覆盖度相比,决定系数R2均高于比值植被指数、归一化植被指数、土壤调节植被指数及修正土壤调整植被指数MSAVI。通过对所获模型精度检验,均方根误差RMSE为1.28,结果较为理想。因此,利用线性光谱混合模型解析混合像元估测天山北坡荒漠草地覆盖度具有可行性。     

宁夏固原云雾山天然草坡土壤电阻率和含水率的关系及其空间变异

为了解黄土区坡面土壤水分的空间分布,于2010年5月初选择宁夏固原云雾山2个典型草坡上利用多电极电阻仪法(ERT)测定了土壤电阻率的坡面空间分布。分别在长约400m的东南坡向坡面和圆丘坡面的4个长约100m坡向上设置纵向样线,并在样线上多点同步地测定了土壤含水率和电阻率,结果表明:土壤电阻率沿纵向坡面的空间连续性和变异性总体较好,阴坡半阴坡(西北、东北)的土壤电阻率小于阳坡半阳坡(东南、西南),并随土层深度增加而逐渐增大。同时,土壤电阻率随着体积含水率增大而几乎线性降低,其相关关系较好,说明利用土壤电阻仪测定值计算土壤含水率的空间连续发布是定量了解黄土坡面土壤水分空间分布非破坏性的一个适合技术途径。     

秦岭中段南坡华山松林能量结构特征和碳储量研究

【目的】研究秦岭中段南坡不同区域华山松林生物量、能量现存量、灰分储量和碳储量的空间分布特征,以期为华山松林的管理和抚育经营提供科学依据。【方法】采用标准木法和样方收获法测定华山松群落中乔木层、灌木层和草本层的生物量,分别用OR-2010型快速量热仪、马弗炉和Liqui TOCⅡ总有机碳元素分析仪,测定乔木层(干、皮、枝、叶、根)、灌木层(枝、叶、根)和草本层(地上和地下部分)的热值、灰分含量和含碳率。【结果】秦岭中段南坡华山松林总生物量、能量现存量、灰分储量和碳储量分别为81.39t/hm2、1 539.04GJ/hm2、3 765.86kg/hm2和33.70t/hm2。其中乔木层生物量、能量现存量、灰分储量和碳储量分别为79.45t/hm2、1 494.89GJ/hm2、1 950.41kg/hm2和32.95t/hm2,分别占林分总量的97.62%,97.13%,51.79%和97.78%;灌木层生物量、能量现存量、灰分储量和碳储量分别为1.34t/hm2、23.99GJ/hm2、987.81kg/hm2和0.54t/hm2,分别占林分总量的1.64%,1.56%,26.23%和1.60%;草本层生物量、能量现存量、灰分储量和碳储量分别为0.60t/hm2,20.16GJ/hm2,827.64kg/hm2和0.21t/hm2,仅占林分总量的0.74%,1.31%,21.98%和0.62%。从不同器官来看,华山松树干的生物量、碳储量和能量现存量显著高于其他器官(P<0.05),其生物量、碳储量和能量现存量分别为40.36t/hm2,16.10t/hm2和712.09GJ/hm2,分别占各器官总量的50.80%,48.87%和47.63%;树枝的灰分储量显著高于皮和叶(P<0.05)。华山松树枝的干质量热值、去灰分热值和含碳率显著高于其他器官(P<0.05),树皮的灰分含量显著高于其他器官(P<0.05)。【结论】乔木层在华山松天然林生物量、能量和灰分储备中占主要地位,树干是华山松林生物量、能量储量和碳储量的重要组成部分。     

采伐对长白山阔叶红松林生态系统碳密度的影响

采伐对森林生态系统碳密度和固碳能力有重要的影响,且影响的程度因采伐强度和方式不同而有巨大差异.以长白山地区原始阔叶红松林在不同采伐方式、采伐强度干扰后形成的次生林为研究对象,通过对2007至2009年建立的11块1 hm2永久样地中植被层、凋落物层和土壤层碳密度在采伐前后变化特征的分析,研究了采伐强度与恢复时间对阔叶红松林生态系统碳密度的影响.结果表明:在短期内,采伐导致了植被层和土壤表层(0-20cm)碳密度值的减少,其中植被碳密度与采伐强度有显著的线性负相关关系(y=-0.9x+91.17,R2=0.626,P＜0.01),而后,随着植被的恢复,生态系统碳密度增加,其中植被、土壤层碳密度呈显著线性正相关关系.根据植被碳密度与恢复时间之间的相关关系,确定以生态系统恢复、木材生产与固碳三者兼顾的合适采伐强度为30％,轮伐期为45a.     

"蒸发悖论"在秦岭南北地区的探讨

潜在蒸散量(ET0)是大气蒸发的估计值,已经广泛应用于灌溉管理和无实测蒸发资料地区的估算.分析ET0的时空变化是研究水资源对气候变化响应的基础工作,同时对于农业水资源的优化利用也具有重要意义.根据秦岭南北47个气象站1960-2011年逐日数据,利用FAO Penman-Monteith公式计算出各站的潜在蒸散量(ET0),研究了气温、降水与ET0之间的长期变化趋势关系,对导致ET0下降的主要原因进行了讨论,着重对秦岭南北地区是否存在“蒸发悖论”进行验证.结果表明:(1)秦岭南北整体气温经历了先降后升的变化过程,1993年为突变年份,1960-1993年的降温速率和1994-2011年的升温速率均表现出由南向北递减的规律,1960-2011年整体升温速率由北向南递减.(2)1979年和1993年是ET0变化的转折点,以1979和1993为界ET0经历了“升—降—降”的变化阶段.1960-1979年仅汉水流域和巴巫谷地存在“蒸发悖论”现象,1980-1993、1994-2011和1960-2011年3个时段区域整体和各子区均发现了“蒸发悖论”现象.秋季后18a和52a整体以及冬季前34a和52a整体均存在“蒸发悖论”现象,冬季最为明显.(3)近52年整体降水表现出不显著的下降趋势,相较于年尺度,夏季降水与ET0逆向变化趋势更为明显.(4)年尺度上,太阳辐射(日照时数)下降引起的潜热通量减少是造成ET0下降即“蒸发悖论”现象的主要原因.季节尺度,春季ET0下降的主导因素为风速,其它季节均为太阳辐射(日照时数).     

祁连山北坡气候梯度变化对比研究

试验利用祁连山北坡沿海拔梯度布设的气象站的多年观测数据,采取差值对比方法,研究山地垂直气候带的空间梯度变化规律.结果表明:祁连山北坡海拔每升高100m,年均气温降低约0.52℃,≥0℃和≥10℃的年均积温分别降低147.8℃和160.6℃;在海拔1 700～3 300m区间内,海拔每升高100m,年均降水量增加约17.41mm;在海拔3 300～3 800m区间内,海拔每升高100m,年均降水量减少约30.21mm;海拔每升高100m,年均土温降低约0.8℃,生长季节土壤含水量递增约5.13%.年均无霜期减少量是海拔增加量的0.065 9倍.和过去比,近10a来祁连山北坡气温、积温、地温呈波动性变化,略有升高,降水量和土壤含水量也呈波动性变化,但略有下降.     

祁连山冷龙岭北麓冰川缘地文冠果引种栽培

在祁连山冷龙岭北麓冰川缘地——中牧甘肃山丹马场海拔高度不同的5个试验地(海拔分别为2 560、2 900、2 800、2 500、2 480 m,分别记作spot i,i=0,…,4))引种文冠果.结果表明:1～3年生文冠果播种苗平均苗高由高到低顺序:spot 0＞spot 3＞spot 4＞spot 2＞spot 1,其中spot 1播种苗、插根苗和移植苗连年生长量为零,spot 2苗木连年生长量部分为零.5个试验点的播种苗、插根苗、移植苗地下部分越冬成活率均达到100％.苗木平均枯梢率由大到小依次为spot 1＞spot 2＞spot 4＞spot 0＞spot 3.其中移植苗的枯梢较播种苗轻.在试验地发现文冠果苗木有黄化病和立枯病.spot 3、spot 0、spot 4所在地较适合文冠果的栽培,4年生播种苗在样地3只有1株结果,5年生时无开花及结果的情况.     

巴山山地退耕地植被自然恢复过程及物种多样性变化

 巴山山地是我国南北方过渡地区,亦是长江重要的水源涵养区,探讨该地区退耕地植被自然恢复演替过程及其物种多样性的变化规律,对于指导该地区的人工植被建设具有重要的理论价值与实际意义。采用时空互代法对巴山山地退耕地植被自然恢复过程及其物种多样性变化进行研究,结果表明:1)巴山山地退耕地植被演替依次经过1年生植被草本群落、多年生草本群落、杂灌草群落及以栓皮栎、橿子栎或栓皮栎为建群种的阔叶林群落等不同阶段,形成地带性植物群落大致需要40～50a;2)物种多样性会随立地环境的变化有所差异,阴坡的各物种多样性指标明显高于阳坡,但其变化规律基本一致。演替初期,植被群落的物种数、Shannon-wiener指数、Simpson指数和Pielou指数相对较低,随着植被群落演替的进行,各指标均呈波浪上升趋势;当植被恢复25a时,各多样性指数均达到最大,分别为23、2.5、0.89和0.8;到地带性植物群落阶段时,其各物种多样性指标又略有降低并趋于稳定。该结论对于充分利用植被自然恢复进行生态改善,并根据植被演替进程采取相应的人工管理措施具有重要的指导意义。     

祁连山典型流域青海云杉林土壤氮磷钾空间变异性研究

基于祁连山中段排露沟流域海拔2 600～3 300 m的带状青海云杉林中0～10、10～20、20～40 cm的土壤TN、TP、TK的测定分析数据,运用经典统计学、地统计学的方法对其土壤TN、TP、TK含量的空间变异特征及空间分布特点进行研究。结果表明,1)研究区内土壤TN含量为1.34～8.98 g·kg^-1,土壤TP含量为0.46～1.12 g·kg^-1,土壤TK含量为9.75～24.17 g·kg^-1;不同土层土壤TN、TP、TK变异系数为13.26%～35.47%,均属中等程度变异;2)10～20 cm TP的块金系数为0.617,属于中等空间相关性,其余块金系数均<0.25,具有强烈空间相关性;3)克里格插值结果显示,土壤TN、TP含量随海拔的升高而升高,土壤TK含量随海拔升高而降低。不同土层土壤TN、TP、TK含量的空间变异性特征,与海拔、土壤母质及云杉林枯落物等结构性因素有关。     

桂皮紫萁生长地小气候特征分析

通过对长白山区西南坡桂皮紫萁生长地环境小气候考察,分析了该植物生长地的小气候特征,并对比了3个样地的光照、温度、空气相对湿度的分布状况和垂直分布形式。结果表明：桂皮紫萁生长盛期适宜光照度范围为2．16万-4．48万1x。气温的水平分布表现为复层林组成的样地,林内气温高于单层林的样地;复层林内气温的垂直变化规律是在活动层以下气温低于林外,活动层以上气温高于林外。仿生栽培区应选择由多种林分组成的复层林。山区平坦地泥炭土的热力特性优于山坡地暗棕壤土,对植物生长和植物营养积累有利。桂皮紫萁生长地的空气相对湿度范围在65％～90％。