基于Sentinel-2A影像估算黄土高原光合/非光合植被盖度

以黄土高原为例,基于Sentinel-2A影像和地表实测地物光谱与盖度数据,分别在模拟混合场景和野外实测混合场景中,评估4种NPV植被指数(NPVI):SWIR32(短波红外比值指数)、DFI(干枯燃料指数)、STI(土壤耕作指数)和NDTI(归一化差异耕作指数)估算非光合植被盖度(f_NPV)的有效性,并利用优化法确定线性光谱混合模型的关键参数端元值,估算研究区光合植被盖度(f_PV)和f_NPV.结果表明,在模拟混合场景下,4种NPVI与模拟f_NPV线性关系的R²是0.365~0.750;在野外场景中,其相关性均有一定程度的降低,R²是0.147~0.211.研究构建NDVI-SWIR32像元三分模型,并确定了最优端元值:NDVI_PV=0.80,SWIR32_PV=0.60, NDVI_NPV=0.17,SWIR32_NPV=0.77,NDVI_BS=0.23,SWIR32_BS=0.99.模型对f_PV和f_NPV估算精度R²分别是0.817和0.463,NSE分别是0.806和0.458.利用该模型估算全区2019年4、8和12月的平均f_PV和f_NPV,分别为20.3%和59.2%,48.6%和33.1%,10.7%和59.0%.随时间推移,f_PV从东南向西北不断增加而后减小,f_NPV与之相反. NDVI-SWIR32模型可以用于Sentinel-2A影像数据来监测黄土高原地区f_PV和f_NPV的时空动态变化.     

俄罗斯布里亚特共和国植被NPP对气候变化的时空响应

以遥感和气象数据为主要数据源,运用改进后的CASA模型,估算了俄罗斯布里亚特共和国2000-2008年的植被NPP,并验证了模型的精度,分析了该地区植被NPP的时空变化规律及其与气候因子的相互关系。研究结果表明:时间上,植被NPP年际上呈现为在波动中上升,月份上表现为先升后降的趋势;空间上,植被NPP随经度的增加而增大,随纬度的增加而减小,由西南到东北逐渐递增的趋势;不同植被类型的NPP也不同,从大到小依此为:草地与沼泽林>森林>森林与草原>稀树草原>高山植被。其变化主要受气温和降水量变化的作用。改进后的CASA模型运用于布里亚特共和国植被NPP估算的精度较高。该研究对中国北方植被NPP估算和生态跨境研究具有借鉴意义。     

黑河下游重要生态功能区植被防风固沙功能及其价值初步评估

在遥感和地理信息系统支持下,利用风蚀输沙率模型,对1986-2006年期间黑河下游重要生态功能区植被的防风固沙功能及其价值进行了估算。结果表明: 1986、1996和2006年研究区植被防风固沙量分别为9 056×10⁴ t、4 972×10⁴ t和6 296×10⁴ t;不同植被覆盖的土地类型中,有林地防风固沙能力最强,其次为灌木林,低覆盖度草地最小;1986-2006年,区域植被生态系统的防风固沙功能呈现出先减弱后增强的趋势;植被防风固沙功能的空间分布差异性明显,防风固沙能力较高的区域主要零散分布在河流、湖泊沿岸等植被覆盖状况较好的区域;研究区域植被生态系统的防风固沙功能价值较大,2006年达到53.1×10⁸元,明显高于当年研究区的GDP。     

东江流域土壤、植被和悬浮物的碳、氮同位素组成

碳、氮同位素值对监测流域植被组成、环境变迁是一种非常有效的指标,为中短时间尺度环境变化研究提供了一条新的途径。以亚热带山区的东江流域为例,以流域内的植被、土壤及水体悬浮物为研究对象,应用其有机质同位素组成（δ13C、δ15N）,揭示流域植被的成分和环境变化的信息。研究发现：东江流域土壤碳同位素、C/N比值差值不大;植被的氮同位素差值明显,C/N比值差异较大。对东江流域悬浮物δ13C值近20年的监测表明：其值在早期逐年升高,近10年来转趋稳定并呈明显下降趋势,变化范围在-17.8‰～-26.1‰之间,反映了该流域植被破坏和恢复的过程以及土壤侵蚀状况的变化趋势。     

焚烧源挥发性重金属的排放对周边土壤和植被污染的研究进展

城市生活垃圾是一种成分复杂的混合废物,其中含有数量相当可观的重金属,采用焚烧法处理城市生活垃圾时,会有大量重金属因为高温而挥发进入烟气,一部分富集于焚烧飞灰中,而有少部分重金属因其挥发性较大而排放于大气中,最终随大气及雨水沉降而进入土壤和植被中,从而会对焚烧厂周边生态环境造成严重的危害。为了了解焚烧源挥发性重金属（汞（Hg）、镉（Cd）、铅（Pb）和砷（As））的排放对焚烧厂周边土壤和植被生态环境的污染状况,对近年来国内外学者在相关方面的研究状况进行了详细的文献综述,结果发现：国内学者对于焚烧源挥发性重金属的研究多限于焚烧中挥发性Hg对焚烧厂周边土壤的污染的调查研究,而对于焚烧源Cd、Pb、As对周边土壤和植被污染的调查研究相对较少;而国外学者已有的关于垃圾焚烧源重金属（Hg、Cd、Pb、As）对土壤和植被的污染研究只停留在重金属在土壤中的总的浓度和存在形态的研究,而对于挥发性重金属在焚烧源周边土壤和植被中的迁移转化规律方面的研究很缺乏,对于重金属污染物在土壤和植被中的蓄积及迁移转化规律研究较少。文章指出今后的研究应加强对挥发性重金属在焚烧厂周边土壤中的污染特征及其在土壤层以及植被中的蓄积总量和迁移转化机理的研究,这对于焚烧源挥发性重金属的污染防治以及对已被挥发性重金属污染的土壤和植被的生态修复具有重要的意义。     

库布齐沙漠自然植被与人工植被土壤水盐的空间异质性比较研究

干旱半干旱地区土壤水盐的空间分布对土地利用和生态恢复具有重要作用。运用传统统计学和地统计学对库布齐沙漠5种自然植被和5种人工植被0～10和10～20cm深度土壤水分和盐分的空间异质性进行了小尺度比较分析。结果表明：9种群落的土壤水盐平均值下层大于表层,且盐分的空间相关性较水分更高;人工植被土壤水分（CV=5.3%～22.7%）和盐分（CV=15.7%～51.2%）具有空间分布均匀、层间差异不明显等特征,而自然植被水分（CV=9.9%～32.6%）和盐分的（CV=26.9%～180.0%）却与之相反;小尺度上,人工植被土壤不同层间的水分关系、盐分关系以及水盐关系可能随建植时间的增加会越来越不明显,格局强度将不断减弱,这也极有可能改变大尺度上的水盐运移状况,进而影响研究区生态系统的稳定性和安全性。     

辽河三角洲地区植被的地上净初级生产力格局及其制约因子

植被地上净初级生产力是监测和评价生态系统功能的重要指标之一,也是农业区划和生态资源分区管理的重要依据。通过实地调查,研究了辽河三角洲地区的植被地上净初级生产力的空间分布格局及其制约因子。2008年9月末,在辽河三角洲地区设立79个调查点,调查了植被地上净初级生产力、土壤和水文特征。借助ArcGIS软件制作了植被地上净初级生产力的分层设色等值线图,并利用简单相关分析和无条件主成分分析方法探讨了植被地上净初级生产力与环境因子的关系。结果发现：辽河三角洲地区的植被地上净初级生产力具有内部较低,外围较高的半环形分布格局。在三角洲内部,植被地上净初级生产力一般1 500 g.m-2.a-1左右;外围一般3 000 g.m-2.a-1以上。这种分布格局不仅与植被类型分布有一定的相关性,而且还与海拔高度、土壤含水量、土壤容重和土壤总磷等自然环境因子有明显的相关性。多种证据表明土壤含水量是决定辽河三角洲地区植被地上净初级生产力格局的最直接、最重要的自然环境因子。     

岩石边坡生境形态结构特征对植被自然恢复能力的指示性

构建植被恢复指数(IVR),对鲁中山区公路花岗岩边坡的植被自然恢复成效进行样方评价,识别影响植被自然恢复能力的关键生境因子,并建立基于岩缝与岩台面积指数和恢复年限的植被恢复成效预测模型.结果表明,不同生境条件下公路岩石边坡植被的自然恢复效果差异较大,样方IVR的最高值和最低值分别为1.89和0.29,恢复较差样方(A)组平均盖度为35.7％,平均地上生物量为147.7 g·m-2,分别不及恢复较好样方(C)组1/2和1/3;岩缝与岩台面积、恢复年限、岩台面积、平均土层厚度、岩缝面积、坡位和岩台土层厚度这7个生境因子与IVR密切相关,其参数值在A组和C组间差异显著(P＜0.05),表明岩石边坡植被自然恢复成效和恢复能力与生境形态结构特征有很大关联性,而岩缝与岩台发育程度和数量多寡对其影响最大.岩缝与岩台面积指数是指示边坡裸岩植被自然恢复能力和预测植被自然恢复成效的重要参数.