江苏海岸盐沼植被演替的遥感图像分析

通过对江苏海岸盐沼陆地卫生影像资料的分析和必要的野外调查,研究了海岸人工栽植的先锋植被－互花米草历年的面积变化,揭示了盐沼植被从先锋植物群落到可垦指示植物群落的演替规律,以便全面掌握江苏海岸盐沼的形成过程,有利于合理开发利用并保护海岸盐沼环境。     

岷山地震带山地坡面的植被演替

植被演替过程是有序进行还是随机发生,这不仅是植物生态学界一直关注的热点之一,也是植被恢复工作的一个关键问题.川西岷山地区频繁、强烈的地质构造活动常常引发滑坡,使得这些发生于不同年代的滑坡体坡面上生长着处于不同演替年限的植物群落,从而为验证植被演替模型理论提供了理想场所.选取海拔、坡度、坡向、土壤母质大致相同的17个坡面,对其植被进行群落调查,并将其划分为3个演替年限组——演替4年、演替30-60年、演替60年及以上.研究发现:(1)随着演替推进,群落的物种丰富度、均匀度指数、Shannon-Wiener指数、物种优势度均呈上升趋势,表明群落发展过程中物种显著增多;(2)从演替4年到30年这一演替早期阶段,群落明显存在着物种替代现象,但主要功能群(固氮、耐旱、耐贫瘠植物)的重要值在演替4年到演替60多年过程中并未有所下降,表明当地的环境资源条件(水分和养分)通过决定功能群构成强烈制约着坡面群落的物种集合;(3)在演替4年的群落组内,群落物种相似性系数为0.515,而在演替60多年的群落组内该值降为0.251,表明植被演替较晚阶段存在着随机过程.因此,机体论演替模型不足以完全解释当地植被演替过程.     

淋洗脱盐对滨海滩涂不同植被演替带土壤重金属的影响

为研究围垦对滨海滩涂土壤重金属的影响,采用土柱实验模拟淋洗脱盐过程,分析了滨海滩涂不同植被演替带(光滩、互花米草滩、碱蓬滩、芦苇滩)土壤在淋洗脱盐前后重金属(As、Hg、Cd、Cr、Pb、Cu、Zn)含量的变化,评估了围垦可能导致的滩涂重金属流失量。研究表明,淋洗脱盐后,各植被演替带土壤重金属均显著降低,相比而言,Hg、Cr更易淋洗(淋洗率分别为57.2%、49.9%),而Zn不易淋洗(淋洗率18.5%);不同植被演替带土壤重金属淋洗率表现为:光滩互花米草滩碱蓬滩芦苇滩,光滩土壤重金属更易淋洗,而芦苇滩重金属不易淋洗;根据土壤容重、含水率、淋洗率及重金属含量计算重金属流失量发现,不同植被演替带重金属流失量同样表现为:光滩互花米草滩碱蓬滩芦苇滩;除互花米草滩As流失量较高外(19.26 kg·ha-1),其他重金属流失量均表现为光滩最高,光滩围垦可能会造成更多的重金属流失;在仅考虑淋洗脱盐情况下,以江苏省2010~2020年围垦规划270万亩计,仅表层20 cm滩涂土壤,通过围垦即可能导致As、Hg、Cd、Cr、Pb、Cu、Zn流失2 102.5、7.4、421.3、8 587.9、4 376.3、2 404.3 t,由围垦导致的滩涂重金属流失风险值得关注。     

盐沼植物群落研究进展：分布、演替及影响因子

盐沼是全球温带及亚热带地区的主要滨海湿地类型之一,在我国分布广泛。盐沼湿地生态系统敏感、脆弱且具有重要的生态系统服务功能。理解盐沼植物群落时空分布动态的一般规律与生态学机制,是开展盐沼生态系统研究的基础与关键。海陆交界的特殊环境特征是影响盐沼湿地植物群落的空间分布及演替过程的主要因素。在海洋潮汐作用下,盐沼湿地中的盐度、水淹强度、氧化还原电位等非生物因子往往呈梯度分布,这也导致了生物群落中种内、种间关系的变化。在非生物及生物因子的共同作用下,盐沼植物群落也往往沿高程梯度呈带状分布。环境变化是盐沼植物群落演替的驱动因素,在海岸线相对较为稳定的盐沼,植物群落的演替多属自发演替,而在靠近的大型河口的一些持续淤涨的盐沼,植物群落演替通常属于异发演替。沿海地区的水产业、流域上游及沿海地区的工程、污染及生物入侵等直接或间接的人类活动已对盐沼湿地植物群落的产生了深刻影响。经过数十年发展,国际上盐沼植物群落学研究的热点领域主要包括盐沼植物群落与其他生物群落的相互关系、植物群落在盐沼生态系统过程中的作用等。在全球变化背景下,盐沼植物群落对气候变化与海平面升高也日益成为盐沼植物群落学相关的热点。     

漓江流域红壤侵蚀区植被演替与复合农林试验

漓江季节性的干旱和洪涝并存成为地方政府、有关专家和旅游行业密切关注的环境问题,漓江流域的环境建设尤其是上游森林植被恢复,成为生态治理重点内容。漓江上游红壤区植被类型主要包括针叶林、阔叶林、竹林、灌丛和草丛,植被的水分特征差异较大,植被的生态调节、水源涵养功能各异。在漓江上游红壤区开展4种模式的植被恢复和复合农林试验示范,3年的试验表明,乡土常绿阔叶树适应性强、有效保持水土,果林经济效益显著、但生态功能较差,木本药材林具有较好的生态功能和潜在的经济效益。通过调查和试验示范,提出亚热带红壤退化山地农林经营的植物种类和复合模式,对漓江流域水资源调控和水土流失治理提出建议和对策。     

高程对盐沼湿地互花米草生长与扩散的影响

外来物种互花米草(Spartina alterniflora)入侵中国后,对潮间带滨海湿地的生态环境危害巨大,对河口湿地生态、景观、经济等方面均有不同程度影响,研究其入侵机制对有效防治互花米草是不可或缺的.黄河三角洲是中国北方受互花米草侵害最严重的地区之一.该研究在黄河三角洲潮间带开展互花米草移栽试验,2019年6月,...     

外源氮输入对互花米草生长及叶特征的影响

入侵种互花米草（Spartina alterniflora）是滨海盐沼湿地的多年生草本植物,研究人类活动引起的外源氮输入对其生长的影响有助于了解滨海湿地生态系统结构和功能的未来变化趋势。运用随机区组试验设计方法,模拟海滩水分条件（间歇淹水和持续淹水）,研究了互花米草的地上部生物量、叶片光合特征以及形态特征对外源氮输入的响应。结果表明：互花米草地上部生物量在施氮条件下显著增加,且在土壤处于间歇淹水状态时表现更为明显;施氮条件下植株分蘖数比对照处理分别增加了60.0%和60.2%,是引起地上部生物量增加的主要原因。施加氮素促进了互花米草叶片的生长,叶面积、叶数、叶长和叶宽均显著增加,而叶数的变化是导致植物叶面积增加的主要因素。外源氮输入促进了互花米草叶绿素含量的增加,而对净光合速率的季节变化特征无明显影响。持续淹水处理的植物地上部生物量、生长速率、分蘖数、净光合速率和叶面积均低于间歇淹水处理,说明持续淹水状态对互花米草生长造成了一定的抑制作用。     

植被根系及其土壤理化特征在高寒小嵩草草甸退化演替过程中的变化

以野外样地调查和室内分析法研究了不同退化演替阶段高寒小嵩草草甸的植被根系空间变化和土壤环境因子间的关系。结果表明,不同退化演替阶段高寒小嵩草草甸群落植被根系和蕴育植被根系的土壤量发生了明显的变化。特别是0~10 cm土层的植被根系在重度退化阶段显著高于其它退化演替阶段（P〈0.05）,而蕴育植被根系的＂载体＂量在重度退化阶段显著低于其它退化演替阶段（P〈0.05）,根土比（根和土的重量比）明显高于其它退化演替阶段（P〈0.05）;随着退化演替阶段的进行,高寒小嵩草草甸群落物种数、地上部分、植被根系锐减,群落结构和功能明显发生变化;不同退化演替阶段,植被根系（0~40 cm）的垂直分布、根土比与土壤容重、土壤含水量以及土壤中N、P含量存在一定的相关性;不同退化演替阶段高寒小嵩草草甸土壤理化特性的变化影响草地群落地上部分和植被根系;土壤的稳定性是草地生产稳定和恢复的重要因素,在评价与改良退化草地时,要充分了解土壤的退化程度。在高寒草甸地下根系取样方法难以统一,而且土壤表层根系和土壤很难难以分离,加之根系采样破坏性大、工作量大,根土比可能是指示高寒草甸退化程度相对可靠的量化指标。     

基于遥感的泾河流域植被覆盖格局分析

以MODIS遥感影像数据为数据源，应用遥感和GIS技术对泾河流域植被覆盖格局进行分析。结果表明：(1)泾河流域植被覆盖类型以退化草地和草地为主，二者占流域总面积的53．30％；地面覆盖程度较高的森林、疏林仅占流域总面积的9．83％，流域植被覆盖程度较低。(2)受自然环境条件和人类活动的影响，退化草地、稀疏灌丛、郁闭灌丛和疏林破碎化程度较为严重，对地面覆盖程度最低的退化草地除集中分布于流域北部外，主要零散分布于流域中、南部，其斑块形状复杂多样，数量最多，应成为流域植被恢复的重点。(3)各植被覆盖类型的斑快数量组成以小斑块所占比例最大，最小斑块比率均在50．0％以上；森林的斑块面积多样性最大，草地的斑块面积多样性最小。     

Succession and Disturbance in Sandhills Vegetation: Constructing Models for Managing Biological Diversity

Abstract: The Centennial Sandhills of southwest Montana support a mosaic of shrub-dominated vegetation in various stages of succession. The persistence of rare plants and plant communities depends on the presence of both early and late seral vegetation. Disturbances by fire, grazing, and burrowing are important processes opposing plant succession and influencing vegetation dynamics. We sampled vegetation in wind erosion (blowout), deposition, and stabilized sites on upper and lower slopes. Canonical correspondence analysis was employed to describe vegetation changes that occur during succession as soil organic matter and plant canopy cover increase and bare soil decreases. We used information on the effects of fire, ungulate grazing, and pocket gopher (  Thomomys talpoides ) burrowing, and our empirically derived successional sequence, to develop a model of sandhills vegetation dynamics operating at local and regional scales. The model suggests that fire followed by intense ungulate grazing may be the only way to restore early seral vegetation to areas of low topographic relief. In areas of high topographic relief, restoring presettlement fire frequency should be adequate to maintain pocket gopher habitat and thus a high proportion of early seral vegetation. These hypotheses should be tested through a process of adaptive management aimed at sustaining a mosaic of early and late seral vegetation capable of supporting the full spectrum of native species.     

三峡库区土地覆被动态变化遥感分析

利用 1 995年和 2 0 0 0年TM卫星影像资料 ,对三峡库区 5年内的土地覆被动态变化进行了分析。结果表明 ,该时期库区土地覆被的变化主要表现为林地向草地和耕地转化 ,以及耕地向建设用地转化 ;其次是林地向建设用地转化 ,有林地向灌丛转化 ,以及草地向林地转化。土地覆被的这种变化说明 ,三峡库区近几年来生态环境在总体上呈现继续恶化的趋势 ,仅局部地区有所好转。     

Application of Remote Sensing in Detection of Ocean Oil Pollution

It is well known that the increase of surface tension due to the presence of oil slicks causes the surface wave motion is depressed or even disappeared, thus making the surface electromagnetically smoother. Therefore, the radar backscattered energy is correspondingly decreased. These damping effects is now well understood and such effects enables the oil slicks to be discernible from the radar image. in this paper, we are concerned with the digital technique that effectively delineates the oil slicks pattern from the SAR image. the detected pattern allows us to estimate the coverage of oil spillage. the technique is based on the fact that the oil slicks make a gray value surface in the image which is a concave area with a certain size. in order to identify correctly these oil slicks and suppress the speckle noise and other natural phenomena, an image pyramid with multi-resolution layers is generated sequentially from the original image. Then a top-down approach, which applies both first and second order derivative operators, the Difference of Gaussian (DoG) and the Laplace of Gaussian (LoG), to the image pyramid, is used to detect oil patches. Two ERS-1 SAR images acquired on August 5, 1994 and September 5, 1994, around Taiwan, were used for testing. Results indicate that the proposed method depresses the speckle noise and other sea noise signals, and enhances the oil slicks pattern clearly. the robustness to the empirical parameters introduced in this scheme was also demonstrated.     

江苏潮滩湿地不同生境互花米草形态与生物量分配特征

通过对江苏潮滩湿地不同生境互花米草(Spartina alterniflora)种群生境特征、形态与生物量分配特征的分析,研究籽实成熟期互花米草形态与生物量分配特征及其影响因素.结果表明:(1)江苏潮滩湿地自海向陆不同生境间互花米草单株地上生物量、各形态指标、叶生物量比、繁殖分配Ⅰ和繁殖分配Ⅱ差异均显著(P<0.05),且与形态指标及其他生物量分配指标相比,繁殖分配的变异系数最大.(2)互花米草发生地米草生长时间最长,各形态指标(除种子数外)及单株地上生物量均最高;定居时间为1 a的米草各形态指标及单株地上生物量均最低.互花米草单株地上生物量及各形态指标分别与种群定居时间之间均呈正相关关系,其中单株地上生物量、茎长、叶长、叶宽、茎直径和种子数与种群定居时间均在α=0.01或α=0.05水平上呈显著正相关.(3)互花米草各形态指标(除种子数外)与土壤有机质、土壤总氮间均在α=0.01或α=0.05水平上呈显著正相关,土壤有机质与总氮是引起互花米草形态特征差异的重要因素.(4)互花米草各生物量分配指标与种群定居时间及土壤环境因子间在大多数情况下相关不显著,在特定的生境中互花米草特殊的生物量分配特征可能是其适应并成功入侵江苏潮滩湿地不同生境的重要原因之一.     

基于Landsat影像下广州市植被覆盖变化对城市热岛的影响

城市化在给人类社会带来进步的同时也给城市带来一系列环境问题,城市热岛效应是城市化进程带来的较明显的副产品.文中用1990、2000和2002年Landsat TM/ETM 遥感影像研究城市植被覆盖变化对城市热岛的影响,研究区选广州市中部七区.首先对遥感影像进行精几何校正,用支持向量机对影像进行分类并计算出各区植被覆盖率.其次,用Landsat波段6反演地表亮温,计算出各区平均亮温值并转换为符合正态分布的亮温偏移值;最后对各区不同年份的植被覆盖率和亮温偏移值的关系进行研究.比较研究区3年内植被覆盖率发现,由于城市的快速发展,1990年到2000年植被覆盖率减少了7%,而2000年到2002年植被覆盖率增加了3%,区亮温偏移值与植被覆盖率呈负相关,相关系数为-0.86;比较各区不同年份亮温偏移值可以发现,越秀区的亮温偏移值在1990和2000年均高于各区,但在2002年由于该区近两年内植被覆盖率的增加而有所降低.2002年除萝岗区和白云区外,其它5区的亮温偏移值较接近,说明2002年各区的热岛强度得到有效控制.     

Application of Remote Sensing in Detection of Ocean Oil Pollution

It is well known that the increase of surface tension due to the presence of oil slicks causes the surface wave motion is depressed or even disappeared, thus making the surface electromagnetically smoother. Therefore, the radar backscattered energy is correspondingly decreased. These damping effects is now well understood and such effects enables the oil slicks to be discernible from the radar image. in this paper, we are concerned with the digital technique that effectively delineates the oil slicks pattern from the SAR image. the detected pattern allows us to estimate the coverage of oil spillage. the technique is based on the fact that the oil slicks make a gray value surface in the image which is a concave area with a certain size. in order to identify correctly these oil slicks and suppress the speckle noise and other natural phenomena, an image pyramid with multi-resolution layers is generated sequentially from the original image. Then a top-down approach, which applies both first and second order derivative operators, the Difference of Gaussian (DoG) and the Laplace of Gaussian (LoG), to the image pyramid, is used to detect oil patches. Two ERS-1 SAR images acquired on August 5, 1994 and September 5, 1994, around Taiwan, were used for testing. Results indicate that the proposed method depresses the speckle noise and other sea noise signals, and enhances the oil slicks pattern clearly. the robustness to the empirical parameters introduced in this scheme was also demonstrated.     

基于Sentinel-2遥感影像的巢湖蓝藻水华提取方法研究

Sentinel-2卫星兼具了空间分辨率高、重放周期短、谱段丰富三方面特点,为蓝藻水华爆发阶段及时准确的蓝藻水华提取提供了影像基础,但目前在大型湖泊蓝藻水华提取中的应用报道较少.为此,文章以2018—2020年巢湖的Sentinel-2遥感影像为例,开展包括浮游藻类指数(FAI)在内的多指标蓝藻水华提取方法研究,针对F...     

原生滩涂植被演替带土壤Cd形态分布及其生态风险评价

为了解原生滨海滩涂不同植被演替带土壤镉(Cd)的含量特征、赋存形态及生态风险,以盐城地区原生滨海滩涂为研究对象,利用BCR 3步提取法分析了不同植被演替带土壤Cd的含量及赋存形态,并采用平均沉积物质量基准系数法(SQG-Q)和风险评价准则(RAC)对Cd的潜在生态风险进行了初步评价。结果表明,原生滩涂土壤中总Cd(CdT)含量在2.21~3.61 mg·kg~(-1)之间,远高于江苏沿海土壤Cd背景值和国家土壤环境质量三级标准;不同植被演替带间,CdT含量表现为互花米草滩碱蓬滩芦苇滩光滩;SQG-Q系数显示该地区土壤CdT处于中等风险,互花米草滩风险相对较高;总体上原生滩涂土壤中可还原态Cd比例较低(12.8%),而酸溶态、可氧化态、残渣态三者差异不大(分别为28.2%、29.8%,29.2%);互花米草滩和芦苇滩酸溶态Cd比例(30.5%、37.0%)显著高于碱蓬滩和光滩(28.2%、20.6%),而残渣态Cd(21.5%、20.9%)则显著低于碱蓬滩和光滩(41.5%、45.6%);RAC评价结果显示,滩涂土壤Cd总体上呈现中等风险,而互花米草滩和芦苇滩达到高风险。以上结果显示,原生滨海滩涂土壤Cd已存在一定的生态风险,其中互花米草滩风险相对较高,随着互花米草的扩张及围垦面积的扩大,其重金属风险值得关注。     

Remote sensing of global change: growth in China's Jiangsu Province

SUMMARY

This paper examines how remote-sensing data and regional social and economic data can be used together to identify changes in land-use patterns in particular regions. Study of the spatiotemporal dynamics of remote-sensing data can identify trends in competing uses of land, water and other natural resources for agriculture, industrial development and urban settlements. When combined with information on trends in industrial production, population, agricultural production, pollutant releases, water usage and natural forest coverage, these data reveal patterns of anthropogenic disturbance that can provide early signals of problems in resource decline or land-use management. This study focuses on land-cover changes in southern Jiangsu Province of the People's Republic of China between 1976 and 1984. This region, to the west of Shanghai and to the south of the Yangtze River, experienced unprecedented economic growth after the end of the Cultural Revolution. Remote-sensing imagery reveals the rapid growth of urban centres, commensurate declines in surface water area, and changing patterns of agriculture. The observed changes cast doubt on the ability of the region to sustain such rapid and intense land-use conflicts over a long period.