施氮对关中地区冬小麦农田土壤呼吸的影响及基于植被指数的估算模型

为探寻不同施氮量对农田土壤呼吸（R_S）的影响并快速准确估算R_S,以关中地区冬小麦为研究对象,观测了5种施氮量下冬小麦农田R_S的变化,研究了环境因子（土壤温度、土壤湿度）及作物因素（叶面积指数、地上部生物量、SPAD值）对于R_S的影响,建立了适用于关中地区土壤温度与植被指数下的农田土壤呼吸估算模型。设置秸秆还田下的5种施氮量处理,分别为传统施氮量SN200（200 kg·hm^-2）、优化施氮量SN150（150 kg·hm^-2）、60%优化施氮量SN120（120 kg·hm^-2）、50%优化施氮量SN100（100 kg·hm^-2）以及不施氮肥SN0（0 kg·hm^-2）。结果表明：不同施氮量下R_S随生育期推进均表现为先升高再降低的趋势,同时添加氮肥促进了R_S排放。各处理观测期内R_S的均值为：SN200（3.68 μmol·m^-2·s^-1）>SN150（3.40 μmol·m^-2·s^-1）>SN120（3.06 μmol·m^-2·s^-1）>SN100（2.70 μmol·m^-2·s^-1）>SN0（2.21 μmol·m^-2·s^-1）。不同施氮量下冬小麦冠层近红外波段反射率在拔节期和抽穗期差异明显,反射率从高到低依次为SN200>SN150>SN120>SN100>SN0,而在灌浆期和成熟期差异不大。土壤温度显著影响了R_S（P<0.01）,土壤湿度与R_S没有显著相关关系（P0.05）。叶面积指数、地上部生物量、SPAD值和植被指数均与R_S呈显著相关关系（P<0.05）。通过多种模型评估,建立基于植被指数和土壤温度的最佳农田土壤呼吸估算模型,显著高于基于土壤温度的单因子模型,模型精度可达到0.6以上（n=120）。     

土壤有机碳库及其控制因子的研究进展

土壤碳库的动态平衡影响作物产量和土壤肥力的高低,是土壤肥力保持和提高的重要研究内容。本文简要评述了气候、植被、土壤理化特性和农业生产对土壤有机碳分解的影响,介绍了土壤有机碳库及其控制因子的研究进展。     

基于无人机遥感的棉花主要生育时期地上生物量估算及验证

利用棉花主要生育时期的无人机近红外影像数据,提取4种不同的植被指数,通过与棉花地上生物量的实测值建立拟合关系,分析了不同植被指数在棉花各生育时期的估算效果并对其进行了验证。结果表明,随棉花生长,归一化植被指数（NDVI）、宽动态植被指数（WDRVI）、比值植被指数（RVI）和差值植被指数（DVI）均从苗期开始显著增加,其后则表现为基本稳定的“饱和”现象,但棉花实测生物量在不同生育期均有显著差异。植被指数与棉花实测生物量的拟合结果显示：NDVI和DVI的二元线性拟合模型对苗期生物量拟合效果最佳（R²=0.84,RMSE=0.13 kg·m^-2）;WDRVI和DVI的二元线性拟合模型对花蕾期生物量拟合效果最佳（R²=0.87,RMSE=0.52 kg·m^-2）;RVI的非线性拟合模型对花铃期生物量拟合效果最佳（R²=0.79,RMSE=0.95 kg·m^-2）;WDRVI和RVI的二元线性拟合模型对盛铃期生物量的拟合效果最佳（R²=0.86,RMSE=0.96 kg·m^-2）。     

几种工程措施对黄土区陡峭边坡植被盖度的影响及其机理

陡削以兰州新区的一段陡峭边坡作为试验地点,通过分析在植被重建初期经人工整地后形成的4种微地形(大圆形坑、小圆形坑、条形坑和原状坡面)的植被盖度特征及环境因子(土壤硬度和水分、地表和空气温度、坡位、无纺布)对植被盖度的影响,探寻能有效提高植被盖度的几种工程改造措施。研究表明:①铺设了无纺布坡面的植被盖度显著大于对照坡面;陡峭边坡不同坡位的植被盖度:下坡位>中坡位>上坡位(P<0.05),这与自然坡面植被盖度分布规律一致。②3种微地形的植被盖度均显著大于陡峭坡面,其中条形坑的土壤水分和植被盖度最大,最大盖度维持的时间最长。③微地形和坡面的植被盖度均与土壤水分呈显著正相关,与空气温度、地表温度均呈显著负相关;微地形的土壤硬度(3kg·cm^-2)适宜植物生长,大于该值会对植被生长产生抑制作用;铺设无纺布有利于促进上坡位的植被生长,使坡面植被分布更均匀。研究结果表明,在陡峭边坡坡度、坡位和温度等无法改变的情况下,选择对压实的坡面进行整地翻耕处理,增加长条坑的数量并铺设无纺布等有效的工程改造措施,能显著增加植被盖度,促进植被恢复。     

光照强度对沉水植物生长和光合作用影响的研究进展

沉水植物作为重要的初级生产者,在水生生态系统中有着非常重要的作用。沉水植物的生长和分布受到诸多环境因子的影响,其中水下光照强度、水温和矿质元素等是重要的因子。本文综述了光照强度对沉水植物生长和光合作用影响的研究进展,总结了沉水植物对弱光在形态和生理上的适应机制,并对目前研究中存在的问题和今后的研究方向进行了展望,以期为进一步开展沉水植物生理生态学研究及受损生物群落的恢复提供科学参考。     

1984－2017年洪泽湖湿地植被覆盖度变化及对水位的响应

为揭示洪泽湖湿地植被覆盖度变化状况,探讨其变化趋势,并分析植被覆盖度与水位的相关关系。本文基于1984－2017年间42期的TM/ETM+/OLI数据,采用像元二分模型估算洪泽湖湿地植被覆盖度,分析研究区域近34年来植被覆盖度的整体特征及动态变化趋势。利用归一化差异水体指数提取洪泽湖的水体信息,同时结合植被覆盖度与其对应的水位监测数据,运用统计分析的方法构建洪泽湖四季的植被覆盖度－水体面积－水位关系模型。结果表明：(1) 研究时段上,洪泽湖湿地的整体植被覆盖度呈略微降低的趋势,中高和高植被覆盖区主要分布于研究区域的西北部及南部。(2) 1984－2017年间,洪泽湖的植被覆盖情况以退化为主,退化面积约为576.1km2,其中不显著退化(82.3%)所占比重最大。(3) 整体上看,研究区的植被覆盖度、水体面积与水位呈极显著性相关,根据三者关系模型得出四季的最适宜水位为春季12.3m、夏季12.9m、秋季12.1m和冬季12.2m。研究结果可为洪泽湖湿地生态环境的科学管理提供理论支撑与技术参考。     

Upscaling as ecological information transfer: a simple framework with application to Arctic ecosystem carbon exchange

Transferring ecological information across scale often involves spatial aggregation, which alters information content and may bias estimates if the scaling process is nonlinear. Here, a potential solution, the preservation of the information content of fine-scale measurements, is highlighted using modeled net ecosystem exchange (NEE) of an Arctic tundra landscape as an example. The variance of aggregated normalized difference vegetation index (NDVI), measured from an airborne platform, decreased linearly with log(scale), resulting in a linear relationship between log(scale) and the scale-wise modeled NEE estimate. Preserving three units of information, the mean, variance and skewness of fine-scale NDVI observations, resulted in upscaled NEE estimates that deviated less than 4% from the fine-scale estimate. Preserving only the mean and variance resulted in nearly 23% NEE bias, and preserving only the mean resulted in larger error and a change in sign from CO₂ sink to source. Compressing NDVI maps by 70–75% using wavelet thresholding with the Haar and Coiflet basis functions resulted in 13% NEE bias across the study domain. Applying unique scale-dependent transfer functions between NDVI and leaf area index (LAI) decreased, but did not remove, bias in modeled flux in a smaller expanse using handheld NDVI observations. Quantifying the parameters of statistical distributions to preserve ecological information reduces bias when upscaling and makes possible spatial data assimilation to further reduce errors in estimates of ecological processes across scale.     

荒漠草原植被覆盖对土壤水分的影响

以希拉穆仁草原为研究对象,通过对不同植被覆盖下土壤水分进行测定,研究了荒漠草原植被覆盖对土壤水分的影响,结果表明:植被覆盖度与土壤水分之间具有显著的相关关系,尤其是10 cm深度范围内土壤水分随植被盖度呈二次抛物线性趋势增加(R2=0.904 9);由于根系层分布的差异使得土壤剖面不同深度上对这种影响的水分响应不尽相同,灌丛植被覆盖的土壤水分含量在剖面0～40cm范围内明显大于其他植被类型,以坡顶土壤含水量最低;荒漠草原植被覆盖状况变化不仅影响土壤水分含量大小,而且显著影响土壤水分的空间分布,退化较轻的河滩草甸植被有利于维持相对均匀的土壤水分空间分布.     

高黎贡山地区生态环境变迁状况与重建对策

20世纪中叶以前,高黎贡山森林植被茂密,生态良好.如今,大面积的原始森林被砍伐,滑坡、泥石流自然灾害不时发生,生态环境恶化.通过对高黎贡山地区的生态环境恶化的原因进行分析,提出了5个方面的生态环境建设对策:(1)恢复植被;(2)开发替代能源以降低薪材消耗;(3)调整土地利用结构以发展社区经济;(4)发展生态旅游;(5)借助保护区的优势,争取国内外支持援助.