土壤分形理论的应用

介绍了分形理论的产生及发展,讨论了分形理论在土壤科学中的价值和应用。结合国内相应的研究,论述了分形理论在土壤颗粒、空隙、水特征曲线等方面的应用。     

呼伦贝尔典型草原区植物生长旺季地上干物质量估算的地面光谱模型

为促进地面高光谱遥感在草地估产方面的应用,采用美国ASD公司生产的Fieldspec 3光谱仪,于2009年7月下旬在呼伦贝尔典型草原区进行了高光谱遥感地面观测试验. 运用单变量线性、非线性和逐步回归分析方法,建立植物生长旺季归一化植被指数(NDVI)与地上干物质量(ANPP)间的地面光谱模型. 结果表明,基于判定系数(R2)判断,线性函数和指数函数拟合较理想,R2分别达到0.729 5和0.720 3. 误差分析表明,标准误差(SE)最大的是对数函数,其SE为24.82 g/m2;最小的是幂函数,其SE为22.63 g/m2. 平均误差系数(MEC)最大的是对数函数,其MEC为0.249 7;指数函数最小,其MEC为0.193 2. 综合分析后,选用一元线性回归方程作为呼伦贝尔典型草原区的植物生长旺季最优地面光谱模型:ANPP406.08NDVI-101.64,其R2为0.729 5,SE为23.61 g/m2,MEC为0.220　9,P<0.001.      

辉河湿地国家自然保护区生态系统健康评价

在RS和GIS技术的支持下,以1975和2006年两期遥感影像为信息源,从生态系统空间范围和服务功能价值变化的角度对呼伦贝尔辉河草原湿地国家级自然保护区的生态系统健康状况进行了分析.结果表明,1975～2006年间辉河湿地自然保护区的草原和湖泊面积分别减少了7346和2731hm2,湿地和干涸湖面积分别增加了6877和2953 hm2.从自然保护区的核心——湿地生态系统的斑块格局变化来看,1975～2006年间斑块密度增加了74.48个.hm-2,斑块连通度在100～300m的阈限值范围内呈减少的趋势,平均减少0.069±0.038.基于生态系统服务价值的评价结果表明,1975～2006年间辉河湿地国家自然保护区生态系统达到健康水平以上的区域面积为323215 hm2,占保护区面积的93.31%,生态系统较差和恶劣区的面积为23177 hm2,占总面积的6.69%.研究区的总生态价值盈余为8.8×107元,其盈余主要来源于草原向湿地的转化、水体向湿地的转化及干涸湖向草原的转化.     

降水波动对呼伦贝尔草甸草原初级生产力年际动态影响

降水是控制草原植被生产力最关键的因素. 为探明降水量在不同时间尺度上的波动及其对草原植被的响应机制,以呼伦贝尔草甸草原为研究对象,选用反映年际降水量波动的降水集中度和偏离期2个因子,将以地面光谱生物量模型计算获得的草甸草原植被NPP(net primary production,净初级生产力)与不同周期降水量和降水波动因子建立回归模型,分析年际降水量波动对草甸草原植被NPP的影响. 结果表明:①在呼伦贝尔草甸草原区,以年内4—7月为关键期,P_k(关键期累积降水量)对草甸草原植被NPP的影响最大,C_dk(关键期降水集中度)平均值为0.439±0.182,d_k(关键期降水偏离期)平均值为31.6 d,变幅为-3.6~94.2 d. ②以P_k和以旬为单位的C_dk、d_k构建的草甸草原植被NPP估算模型,y=-52.11+88.957C_dk+0.724d_k+0.953P_k,能较好地反映草甸草原植被NPP与降水波动之间的关系,模型估测精度可达91.0%. 因此,在半干旱草原区,利用基于遥感植被反射光谱构建的NPP模型计算草甸草原植被NPP具有较高的可信度,并且与样方调查结果有极高的关联性.      

不同干扰类型对呼伦贝尔草甸草原群落结构及物种多样性影响的比较

采用样方法,对比研究了2009—2011年刈割和围封干扰对呼伦贝尔草甸草原植物群落结构和物种多样性的影响. 结果表明:2009—2011年,围封干扰下建群种种群相对重要值分别为15.67%、17.73%、17.60%;而刈割干扰下建群种种群相对重要值分别为16.86%、14.84%、12.36%,呈明显下降趋势;表明围封干扰可促进建群种种群生长,而刈割则有一定的抑制作用. 2种干扰类型导致的植物群落生态类型变化趋势差异尚不显著. 2009—2011年,刈割干扰下,Margalef物种丰富度指数分别为6.05、4.58、4.27,Shannon-Wiener多样性指数分别为3.13、2.89、2.79,Pielou均匀度指数分别为0.90、0.91、0.90;围封干扰下,Margalef物种丰富度指数分别为6.46、6.03、5.32,Shannon-Wiener多样性指数分别为3.26、3.18、2.98,Pielou均匀度指数分别为0.87、0.87、0.85. 可见,在相同年份,刈割干扰下Margalef物种丰富度指数和Shannon-Wiener多样性指数均低于围封干扰,Pielou均匀度指数均高于围封干扰. 说明围封干扰有利于植物物种多样性的维持,而适度的刈割干扰则有利于植物群落的均一化.