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TM NDVI的库尔勒市域植被覆盖动态变化

以库尔勒市域为研究区,基于1990、1998、2006和2011共4期TM遥感影像提取归一化植被指数(NDVI),将NDVI结果输入到像元二分模型中计算得到研究区各时期植被覆盖度,然后根据研究需要将植被覆盖度划分为4个等级,最后计算覆盖度差值并结合各级覆盖度转移矩阵和土地利用情况分析了库尔勒市域植被覆盖度动态变化特征。结果表明,在1990、1998、2006和2011年间,库尔勒市域总体植被覆盖情况有所改善,植被恢复改善面积比退化面积多23.8%,其中东南部的扇形绿洲平原植被状况改善明显,北部和南部区域植被有所退化。     

地被植物紫花地丁的应用研究

对野生地被植物紫花地丁分别以播种、分株2种繁殖方式进行试验,观察其发芽、生长及习性。结果表明紫花地丁地面覆盖效果好、耐荫,适合本地区生长;叶形、花色美观,各方面抗性较强,可粗放管理,是难得的优良地被品种,值得大力推广。     

大巴山西段陕西米仓山自然保护区的植被及分布

为了系统掌握陕西米仓山自然保护区植被分布及其特点,合理有效开展资源保护工作。通过调查以及归类分析,建立了陕西米仓山自然保护区自然植被12个植被型37个群系,人工植被3个群系的植被分类系统,并对植被水平及垂直分布进行对比分析,对该区域植被分布所呈现的群落类型多样、自然性和代表性较强、过渡区的特征比较明显、植被在水平和垂直分布上存在一定差异以及植物群落的脆弱性高等特点进行了阐述。     

2001−2016年祁连山地区植被覆盖度对干旱的响应

祁连山地区位于西北干旱半干旱地区,气候干燥,降水量少,区域内部生态环境脆弱。全球气候变暖及经济发展,对区域生态环境造成了重大影响。本研究通过研究植被覆盖度(fractional vegetation cover,FVC)时空分布特征和变化趋势以及对干旱的响应,为生态环境改善和减轻干旱影响提供依据。本研究基于MOD13Q1遥感数据以及气象数据,采用像元二分模型、Thornthwaite方法、趋势分析法、Hurst指数和相关分析法,计算得到2001?2016年祁连山地区FVC和表示干旱的标准化降水蒸散发指数(standardized precipitation evaportranspiration index,SPEI),分析FVC和SPEI时空分布特征和动态变化趋势,以及二者之间的相关关系。研究表明:1)2001?2016年祁连山地区FVC整体呈增长趋势,2001年FVC最低,2011年FVC最大,季节变化明显,夏季FVC最高;空间上,祁连山地区FVC整体呈东南高西北低的分布特征,年均值为0.4522,区域差异明显,绝大部分区域FVC呈增加趋势;2)近16年,祁连山地区FVC改善的区域占77.13%,退化的区域占22.87%;FVC未来变化趋势负向特征强于正向特征,持续改善的面积为28.10%,由改善到退化的面积最大为49.23%,需要加大力度对这些区域进行关注和保护;3)祁连山地区绝大多数地区处于湿润状态,中段和东段部分地区处于轻度干旱;不同时间尺度上,年际SPEI均呈现干旱化加强趋势,总体上2001?2016年祁连山地区干旱化程度呈降低趋势,气候向好的方向发展;4)年尺度上祁连山地区SPEI与FVC呈正相关关系,季节尺度上夏季FVC对SPEI干旱程度响应最明显,春季和秋季次之,说明FVC与SPEI间相关显著性越高,响应也就越明显。     

怀孕期高原鼢鼠生物学特征与环境因子的关系分析

选择甘肃天祝县高原鼢鼠(Mospalax baileyi)2个地理位置不同的栖息地为研究区,以高原鼢鼠体重、胎数、妊娠率和种群密度作为其生物学特征指标,以2011~2013年归一化植被指数(NDVI)、年均降水量和年均温度为环境因子,分析二者的相关关系。结果表明:2个研究区域NDVI存在显著性差异(P0.05);除了2011年和2013年雌性体重存在差异外,2个区域高原鼢鼠体重、妊娠率、平均胎数和种群密度均无显著性差异(P0.05);雌雄个体重和平均胎数与NDVI呈负相关关系,妊娠率和种群密度与NDVI呈正相关关系;雄性个体重、胎数和种群密度与年均温呈负相关关系,雌性个体重和妊娠率与年均温呈正相关关系;雄性个体重、妊娠率、胎数和种群密度与年均降水量呈正相关关系,雌性个体重与年均降水量呈负相关关系,但高原鼢鼠各生物学指标与环境因子相关性均不显著(P0.05)。说明,高原鼢鼠体重、妊娠率、胎数和种群密度的变化与栖息地环境因子没有直接关系,生物学特征受环境因子的影响较小。     

Effects of smoke,ash and heat shock on seed germination of seven species from Central Zagros rangelands in the semi-arid region of Iran

Fire products have been widely identified as germination cues for a number of species from both fire-prone and fire-free ecosystems. However, there is uncertainty about the effects of fire products on seed germination of semi-arid rangeland species. We examined the germination of seven dominant species from Central Zagros rangelands in the semi-arid region of Iran under various heat shock (60, 80 and 120 °C), aerosol smoke, ash and control treatments. Our findings showed that fire products could enhance, inhibit or not affect the seed germination of rangeland species in this area. The germination percentage of Astragalus adscendens increased following 60 °C heat treatment in comparison with the control. The germination of Astragalus verus, Bromus tectorum, B. tomentellus and Phlomis olivieri were increased significantly using smoke treatment (P<0.0001). The seed germination of B. tomentellus and B. tectorum was promoted by ash treatment, whereas the other species exhibited no response or were inhibited by fire products. In addition, smoke treatment shortened the overall germination time of B. tectorum. These findings suggest that fire products affect the germination of several species and can serve as potential tools for understanding the vegetation dynamics and restoration of disturbed semi-arid rangelands.     

海绵体式复合植被毯及屋顶绿化技术

屋顶绿化是改善城市生态环境的重要途径,具有良好的生态和社会效益,但对建设投资方来说一次性投入增加较大,推广难度较大。为此,该文从海绵体式复合植被毯工艺与屋面施工流程等方面进行系统的介绍,突破传统的植被毯屋顶绿化形式,形成了一套造价低、维护简易,又有良好生态效益的海绵体式复合植被毯屋顶绿化形式。     

管理措施对三江源区"黑土滩"土壤肥力及土壤酶活性的影响

对三江源区典型退化草地“黑土滩”采取施肥及种植垂穗披碱草的恢复措施,结果表明,土壤中的全氮与有机质的相关性显著,全磷与有机质的相关性较明显,变化趋势相一致。短期的恢复措施造成了恢复样地20~30 cm土壤层中有机质、全氮和全磷含量的下降,长期的恢复措施使恢复样地中的这3种营养物质的含量得到了上升;人工种植措施使土壤中的全钾含量显著下降(P<0.05)。此外,速效养分的变化不一致,其中速效氮的含量表现为先降低后升高,速效磷和速效钾的含量变化表现出升高趋势。植被恢复对土壤脲酶活性有促进作用,但蔗糖酶活性没表现出规律性变化;这2种酶的活性与速效养分的含量表现出较强的正相关,而与有机质和全价养分的含量相关性不显著。     

Challenges and opportunities of unmanned aerial vehicles as a new tool for crop pest control

The application of pesticides is not simply delivering chemicals to the target area. It also involves considering the negative aspects and developing strategies to deal with them during the application process, to ensure the maximization of pesticides use efficiency and the maintenance of the ecosystem. Unmanned aerial vehicle (UAV) sprayers demonstrate unique advantages compared to traditional ground sprayers, particularly in terms of maneuverability and labor intensity reduction, showed great potential for chemical application in pest control. It is undeniable that there exist challenges in the practice of UAV spraying, such as higher potential risks of pesticide drift or pathogen transmission, uncertainty canopy deposition for different crops, and unexpected leaf breakage induced by downwash flow. Maximizing the utilization of downwash flow while avoiding lateral air movement outside the intended target crop area is a major issue for chemical application with UAV sprayers, particularly in light of the increasingly apparent consensus on the need for enhanced environmental protection during the chemical application process. It must be considered that the operation strategy in different scenarios and for different crop targets is not the same, unique requirements should be given on nozzle atomization, flight parameters, adjuvants and aircraft types in specific working situations. In future, the implementation of spray drift prediction, technical procedures development, and other solutions aimed at reducing pesticide drift and improving deposition quality, is expected to promote the adoption of UAV sprayers by more farmers. © 2023 Society of Chemical Industry.