三江源区草地参照覆盖度提取及草地退化研究

发展了一种基于遥感的参照覆盖度提取及草地退化评价研究的方法。以三江源区为研究区,利用1981-2006年8 km×8 km空间分辨率的逐旬NOAA AVHRR NDVI数据、植被类型图、土壤类型图、DEM及生长季气象数据,依据植被、土壤、高程、生长季累积降水和积温5种因子,将三江源区划分为768个生态单元,每个生态单元具有相似的生长条件。提取每个生态单元范围所覆盖栅格具有的最大植被覆盖度作为参照植被覆盖度,将其他年份的植被覆盖度与之比较,得到该年份草地退化情况。这种方法可以在一定程度上解决目前大范围草地退化评估过程中面临的缺乏参照系统及遥感数据应用误区等问题。结果显示,三江源草地退化格局在1980年代之前已经基本形成,之后草地退化情势没有大的发展。而进入2000年后,草地退化趋势得到了初步遏制,但退化形势依然严峻。各县退化严重程度不一,相比而言西部各县较东部各县草地退化更为严重。该结果与三江源草地退化状况基本符合。     

杉木人工林碳收获预估技术研究

从收获预估的角度确定森林碳收获大小与林分之间的关系,定义了碳收获和碳收获表的概念.采用二次正交旋转设计设置杉木(Cunninghamia lanceolata)人工林典型标准地,调查测定获取典型样地杉木人工林样木各器官碳含量及碳贮量基本数据,基于相对生长方程以单株胸径、树高、材积为自变量建立杉木人工林单木碳收获量模型,以林分平均胸径、平均树高、密度指数和蓄积量为自变量建立杉木人工林林分碳收获量模型并编制其可变密度碳收获量表.经检验,所建立杉木人工林单木各器官碳收获量模型和林分碳收获量模型预估精度均达95%以上,且模型充分考虑了单株材积和林分蓄积量对碳收获量的影响,具有较强的兼容性和可操作性,在森林碳汇估测中具有应用价值.将所建立杉木人工林碳收获量模型应用于杉木人工林单木碳收获量及林分碳收获量预估,实例计算表明其预估精度较高,单木碳收获模型的相对误差仅为4.70 %,说明所建立杉木人工林碳收获量模型可应用于福建省杉木人工林单木和林分碳储量估计,从而丰富了森林资源动态预测内容,并可为森林资源监测及其相关研究提供基础数据.     

基于模糊综合判别的森林火险等级预报研究

森林火险气象因子的预报具有很大的不确定和模糊性,而依赖于气象预报因子的森林火险预报同样具有等级判别的模糊性.以海南岛森林火险气象等级预报为例建立森林火险预报模糊数学模型,研究建立森林火险预报模糊综合判别数学模型的关键技术,并分析对比模糊数学模型与其它常用森林火险预报方法模型的优劣.结果表明模糊数学模型在海南岛森林火险等级预报中显现出明显优势,它能够更好地分辨出高森林火险与低森林火险,较好反映森林火险等级与气象因子之间存在的复杂关系.     

不同植被群落表层土壤中细菌群落多样性

对3种不同植被群落(海桐、雪松、桂花)表层土壤中的pH、w(TOC)、w(TN)和w(TP)进行了测定,采用DGGE(变性梯度凝胶电泳)方法对各植被群落表层土壤细菌的16S rDNA V3~V6可变区扩增片段进行了分析,利用分析得到的图谱数据与表层土壤中的pH、w(TOC)、w(TN)和w(TP)进行了群落-理化因子相关性分析以及CCA(典范对应分析). 结果表明,不同植被群落表层土壤的pH和养分含量不同,其中w(TOC)和w(TN)的差异显著(P<0.05),而pH和w(TP)的差异不显著(P>0.05). DGGE图谱分析结果揭示,不同植被群落表层土壤的细菌群落结构明显不同. 聚类分析显示,海桐和雪松的细菌群落组成和结构最为相似(82%),而它们与桂花样地的相似性(55%)相对较低,桂花样地的Shannon-Wiener指数最高且与其他2个样地差异显著,雪松样地的均匀度指数最高. 相关性分析和CCA结果进一步表明,w(TOC)和w(TN)是表层土壤细菌群落结构和多样性的显著影响因素,并且植被群落可能通过其根系分泌物产生间接影响.      

南疆西部不同植被类型NDVI对风沙灾害的响应

不同植被类型对风沙灾害的响应研究有助于风沙灾害的遥感监测评估和防灾减灾工作。采用传统统计学和空间自相关方法,利用MODIS的每日反射率和土地类型产品,分析了风沙灾害后南疆西部不同植被类型NDVI的变化规律及其空间分布特征。结果表明：风沙灾害后,研究区不同植被类型NDVI的差异在增大,NDVI变化值在一0．3865~0．4148之间,NDVI减小的面积占整个研究区面积的54．98％,变异系数增大值在2．44％～36．75％之间;受到风沙灾害的影响,研究区植被NDVI全局Moran’SI系数从0．7982减小到0．6786,但在空间上仍存在显著的正相关性,具有显著的空间集聚特征;由NDVI差值的局部空间自相关指标集聚图以及不同植被类型NDVI差值的空间关联区域面积百分比,可以发现落叶针叶林和裸地或低植被覆盖地受风沙灾害的影响较小,郁闭灌丛和作物受风沙灾害的影响较大。上述关于风沙灾害后南疆西部不同植被类型的变化及其空间格局的研究结果,不仅证明了防护林的风沙阻挡作用,也可以为风沙灾害的防治工作提供参考依据。     

模拟氮沉降对森林土壤化学性质的影响

大气氮沉降的增加对森林土壤的影响是近来生态学研究的重要课题。以鼎湖山季风常绿阔叶林（以下简称为“阔叶林”）、马尾松（Pinus massoniana）林、针阔叶混交林（以下简称为“混交林”）和增城木荷（Schima superba）人工幼林等4种林型土壤为研究对象,采用野外原位模拟大气氮沉降的方法,设置3种模拟氮沉降量,即N0（对照,N：0 g·m-2·a-1）、N5（N：5 g·m-2·a-1）、N10（N：10 g·m-2·a-1）,在模拟氮沉降时间分别为42个月（阔叶林）、31个月（马尾松林）、50个月（混交林）、20个月（人工幼林）后,采集0~20 cm土层的林地土壤,分析土壤的化学性质,探讨不同氮沉降量对不同林型土壤化学性质的影响。结果表明,（1）模拟氮沉降对鼎湖山阔叶林、马尾松林、混交林土壤pH值的影响基本一致,均使pH值下降。其中,当氮沉降量达到N10时,阔叶林土壤pH值降为3.97,与对照相比下降了0.11 pH单位,差异达显著性水平（p〈0.05）。而人工幼林土壤pH值未随着氮沉降量的不同而有明显的变化。（2）模拟氮沉降在近2年至4年的时间内,对阔叶林、混交林、人工幼林的土壤有机质、全氮、全磷、全钾、水解性氮、速效磷、速效钾含量的影响均不明显,马尾松林土壤有机质、全氮、全磷、速效磷、速效钾含量也没有明显变化,但模拟氮沉降导致了马尾松林土壤水解性氮含量明显下降,从95.12 mg·kg-1降至84.39 mg·kg-1,差异达显著性水平（p〈0.05）。（3）模拟氮沉降对鼎湖山阔叶林、马尾松林、混交林等3种林型土壤盐基饱和度、盐基离子Ca2＋、Mg2＋、K＋含量的影响未达显著水平,而对这3种林型土壤交换性Na＋含量的影响则较明显且影响趋势基本一致,即氮沉降的增加导致了土壤交换性Na＋含量明显下降。在N10处理下,与对照相比,这3种林型的土壤交换性Na＋含量分别下降了40.0%、68.4%、50.0%,差异达显著性水平（p〈0.05）。氮沉降对人工幼林土壤盐基离子含量无明显的影响。由此可得出结论：在近2年至4年的时间内,氮沉降的增加能引起鼎湖山3种林型土壤尤其是阔叶林土壤加速酸化,引起交换性Na＋明显淋失,以及马尾松林土壤水解性氮含量明显下降;但氮沉降的增加对木荷人工幼林土壤化学性质暂无明显的影响。后者可能与该林型模拟氮沉降时间较短、林龄较轻而处于快速生长期等因素有关。     

基于生态过程模型和森林清查数据的森林生长量估算对比研究

利用遥感驱动的生态过程模型-Boreal Ecosystem Productivity Simulator （BEPS）、2001-2006年国家森林资源连续清查数据（一类清查-样地尺度）和2003-2009年森林资源规划设计调查数据（二类调查-区域尺度）,分别计算江西省吉安市的森林生态系统生长量,从不同空间尺度和森林类型对3种数据源估算的森林生长量进行了分析。结果表明,样点尺度上,BEPS模型模拟的森林生长量（4.18 Mg·hm^-2·a^-1）低于群落生长量（5.86 Mg·hm^-2·a^-1）,与乔木层生长量（4.29 Mg·hm^-2·a^-1）基本一致,模型模拟结果与两者的拟合R2分别为0.48和0.43。区域尺度上,BEPS模型模拟、二类调查数据计算的群落及乔木层生长量分别为4.65、4.36和3.34 Mg·hm^-2·a^-1,BEPS模型估算的吉安市各县森林总生长量与二类调查数据计算的群落、乔木层生长总量拟合R2分别达0.84和0.83。一类清查数据计算结果高于二类清查数据计算结果,BEPS模型模拟森林生长量分别与基于一类清查数据计算的乔木层生长量及二类调查数据群落生长量较为一致。从研究区两种主要森林类型来看,常绿阔叶林年平均生长量高于常绿针叶林,常绿针叶林与模型估算结果差异小于常绿阔叶林。最后利用模型估算了研究区2001-2010年平均生长量,为认识研究区的森林生长空间分布差异及更新森林生物量提供支持。     

滆湖东岸生态修复试验区的水质净化效果

在滆湖东岸的小庙港湾,构建由沉水、浮叶和挺水植物组成的生态修复试验区,研究其水质净化效果.于2009年12月至2010年11月,跟踪监测敞水区(对照区)和试验区的水体理化指标.结果表明:(1)试验区水体悬浮物(SS)的去除效果较好,周年平均去除率达24.85％.(2)试验区水体透明度改善较明显,比敞水区提高11.24％. (3)试验区水体总磷(TP)和叶绿素a(Chl-a)的去除效果明显,两者浓度周年平均值分别比敞水区下降21.90％和22.83％.(4)试验区水体总氮(TN)、氨氮(NH3-N)和高锰酸钾盐指数(CODMn)的周年去除率较低.与敞水区相比,CODMn和NiH3-N浓度的周年平均值分别仅下降9.49％和3.52％,TN浓度周年平均值比敞水区增加6.69％.(5)试验区水体水质的净化效果受季节、水生植物生长状况等因素的影响.     

上海海湾国家森林公园1 hm2样地群落结构特征及其动态监测意义

运用生态系统定位监测方法,于2011年在上海市奉贤区海湾国家森林公园内设置面积为100 m×100 m的样地,记录样地内的所有植物种类,定位调查高于1.3m的木本植物,分析其种类组成、区系成分、垂直结构和水平结构.结果表明,1 hm2样地内共记录有维管束植物31科68属73种,其中温带区系成分占总属数的51.8％,热带区系成分占46.4％.高于1.3m的木本植株3 094株,其中常绿树种6种,共1 670株,重要值占48.0％;落叶树种7种,共1 424株,重要值占52.0％.女贞(Ligustrum lucidum)、喜树(Camptotheca acuminata)、椤木石楠(Photinia davidsoniae)、乌桕(Sapium sebiferum)、黄山栾树(Koelreuteria integrifoliola)和香樟(Cinnamomum camphora)的重要值位居前6位,在垂直空间上呈分层结构.在0～50 m尺度范围内,女贞种群均呈集群分布,喜树种群呈均匀-随机-集群分布,椤木石楠和乌桕种群表现为集群-随机-均匀分布,黄山栾树和香樟种群表现为随机-集群-随机分布.从群落结构特征看,样地为以北温带成分、泛热带成分为主的常绿落叶阔叶混交林,表征了该地区自然植被的结构特征.建立长期固定样地可为长三角城市化地区平原地貌上城市森林的发生、发展和演替规律提供长期的数据基础.     

旅游干扰下五台山不同植被景观区物种多样性特征

利用双向指示种分析方法(Two-way indicator species analysis,TWINSPAN)和6个物种多样性指数,研究了旅游干扰下五台山不同植被景观区物种多样性的特征.结果表明:1)TWINSPAN将所有样地划分为9类植被景观区,从Ⅰ区到Ⅸ区,随着旅游干扰程度的增加,植被景观大致由乔灌草区向灌草区、草本区和居民区方向变化.2)乔木层物种的丰富度和综合多样性随着旅游干扰的减小而趋于增加,但是其均匀度没有表现出明显的规律性.3)灌木层物种的丰富度和综合多样性也随着旅游干扰的减小而趋于增加,至于其均匀度,则呈现出在中度干扰下值最大,干扰很小的地方次之,在重度干扰下则最小.4)草本层物种的丰富度、均匀度和综合多样性指数均在旅游干扰适度的地方达到了最大值,在旅游干扰很小的地方,各种值则次之,在干扰严重的地方为最小.5)从整个植被层物种多样性的角度看,随着旅游干扰程度的减少,物种丰富度指数、均匀度指数和综合多样性指数均呈现趋于增加的趋势.表4参15