摘要:

摘要:以中国东北地区三江平原北部为研究区域,利用2012年多季相遥感影像作为数据源,结合野外调查数据,应用面向对象的分类方法,根据影像的物候、时相等特征,提取不同月份的湿地信息,进行景观格局季相分析.结果表明:(1)研究区湿地面积、类型格局在同一年不同季节不同月份会有不同幅度的变化,总体呈现缓增骤减的态势.湿地主要分布在低洼地区,主要湿地类型为草本沼泽,其次为河流,其他湿地占总面积比例较小.(2)研究区各阶段湿地都有转化,主要发生在湿地和非湿地之间,多数表现在草本沼泽和草地之间的转化.(3)湿地分布和湿地转化面积主要集中在低海拔区域和低坡度区域,其中海拔 < 100 m和坡度5°以下范围内的湿地分布面积和湿地转化面积占湿地总面积及湿地转化面积的绝大部分.(4)年内季节性湿地转化与降水、温度和湿地植被物候关系密切.

摘要:生态系统的碳收支是影响全球变化的重要环节,而土地覆被变化改变了生态系统碳收支的现状、速率.提出了面向碳收支的中国土地覆被分类系统,服务于生态系统碳收支估算和国家生态环境监测.分类系统由一、二级土地覆被类型、三级土地覆被辅助特征构成.通过物质组成、结构、排列、季节特征等19个指标,将土地覆被划分38个二级类型,反映生态系统的碳储量现状.三级土地覆被辅助特征利用9个指标补充了二级土地覆被类型的属性.其中5个环境指标主要反映生态系统碳储备的潜力和强度,土地利用方式指标反映植被演替过程植被碳收支中的人为扰动影响,植被覆盖度、植被生育期、物种特征指标用于进一步细化植被类型.二级类型与三级特征为分层组织的土地覆被产品,有利于产品管理和应用.分类系统已应用到面向全国生态系统碳收支的30m格网的中国土地覆被制图中.

摘要:林区地形复杂、植被分布无序,且森林植被光谱信息相近,因而森林二级类型边界的确定成为土地覆盖遥感分类的难点.选择吉林省东部山区为研究区,以环境星影像(HJ-1 CCD)和中等分辨率成像光谱仪(MODIS)时序数据为基础,采用面向对象的分类方法进行森林植被类型的提取.分类特征参数主要选取了HJ-1 CCD的光谱和纹理特征,以及MODIS时序数据的物候特征.研究区总体分类精度为91.5%,Kappa系数为0.88,森林二级类型的分类精度均较高,其中落叶阔叶林的制图精度达到了97.1%.所用的面向对象分类方法与未加入物候特征的面向对象分类方法相比,森林二级类型的分类精度得到大幅度提高.

摘要:土地利用/覆盖变化检测是国内外全球化进程研究的重要内容,选择适当的变化检测方法对西北地区土地利用/覆盖变化进行研究在"生态十年项目"中具有重要的意义.选择西北地区具有典型代表性的TM轨道号134033区域作为变化检测方法验证的试验区,采用2005和2010年两期Landsat TM影像,在eCognition Developer 8.64软件支持下,采用基于像斑的光谱特征特征向量相似度方法进行变化检测,并利用2010年土地覆盖数据作为先验知识库对变化区域分类,提取土地利用/覆盖变化信息,并对变化结果进行定量分析.结果表明,采用基于像斑的光谱特征特征向量相似度方法对于试验区的土地利用/覆盖变化制图具有检测快速、检测精度高等优点,适合试验区以及整个西北地区的土地利用/覆盖变化的检测.最终采用该方法以及分类后比较法获得了西北地区2000-2010年近10年的土地利用/覆盖分类图.

摘要:我国环境减灾光学卫星 (HJ) 多光谱CCD影像由于具有高时空分辨率、大幅宽等优势,能够提供同一区域不同生长阶段的植被信息,是提取具有生态学意义土地覆盖及开展植被生理生态参量反演的重要数据源之一.然而,目前该数据产品的几何定位不准确及山区地形畸变误差使其难以满足应用需求.高定位精度是遥感影像信息提取、参数反演与应用分析的前提,遥感影像的几何精纠正与正射校正是遥感数据预处理面临的首要问题.在分析国内外卫星影像自动化处理系统研究现状的基础上,结合HJ CCD影像幅宽大的特点,构建了HJ CCD影像的自动几何精纠正与正射校正处理系统.与目前商业软件相比,自动几何精纠正与正射校正处理系统采用了自动化的控制点搜索与过滤方法,能有效提高控制点选取的效率与精度.同时,结合DEM数据,系统自动拟合卫星飞行路径并纠正由偏离星下观测导致的山体位移.系统应用结果表明,自动几何精纠正和正射校正系统能够有效的提高处理效率,节省人力和时间成本.该系统已被成功应用于全国生态十年(2000-2010年)变化遥感调查与评估专项土地覆盖遥感监测的环境减灾卫星多光谱遥感影像预处理工作.

摘要:随着对地观测技术的不断发展,遥感影像分辨率逐渐提高,促进了基于遥感影像的变化检测从传统像元级的检测向面向对象的检测转变.为了探究面向对象的变化检测方法在土地覆盖变化检测中的有效性和适用性,对面向对象的变化检测方法与常规的变化检测方法进行对比评价.以内蒙古鄂尔多斯和包头地区为试验区,选取2002年及2011年的Landsat TM/ETM+影像为数据源,比较了图像代数运算、图像变换、图像空间结构特征和面向对象的多种变化检测方法,对研究区两期土地覆盖进行了变化检测研究.结果表明:面向对象的变化检测方法在总体精度、kappa系数上都有明显的优越性,总体精度均在87.42%以上,尤其以面向对象的变化矢量分析方法精度最高,达91.56%.此外,主成分差异法也有较好的检测效果,总体精度为87.83%.对总体精度较高的3种方法在不同土地覆盖变化类型中检测效果的研究表明:对于研究区几种主要土地覆盖变化类型,面向对象的变化矢量分析法均有较理想的检测效果,平均精度为85%左右,且始终优于面向对象的光谱向量相似法,以居民地及旱地相关的变化类型最为明显;主成分差异法对不同土地覆盖变化类型检测效果差异很大,对其中4种变化类型的精度甚至达到了93%以上,但对于检测草地与裸地间转化精度很低,甚至只有8.69%;在与工矿用地有关的土地覆盖变化类型中,面向对象的变化矢量分析法的精度明显高于主成分差异法,而在与居民地有关的变化类型中,主成分差异法表现出一定优势.

摘要:密云水库上游位于华北平原向蒙古高原的过渡带内,自然条件差异大,人类活动对该区域影响显著.因此,对该地区土地覆盖类型遥感监测方法的研究具有典型的指导意义.基于高分辨率遥感影像,着重探讨辅助数据在面向对象分类方法中的应用,对密云水库上游地区的土地覆盖进行分类提取.结果显示,研究区内共包含26类土地覆盖类型,其中落叶阔叶灌木林、落叶阔叶林、草丛以及旱地,这4种类型的面积占总面积的85%,是全区的主要土地覆盖类型.在分类时,采用多源异构辅助数据,研究了北方山区常绿针叶林、旱地等土地覆盖类型的识别方法,有效降低了"同物异谱"和"同谱异物"现象对分类精度的影响.

摘要:森林的常绿、落叶特征是土地覆被产品的重要属性.由于山区地形复杂,地表遥感辐射信号地形效应明显,导致山区森林常绿、落叶特征遥感自动识别一直是难点.提出了一种基于阈值法的山区森林常绿、落叶特征遥感自动识别简单实用方法.该方法利用多源、多时相遥感影像,选择归一化植被指数(NDVI)为指标,通过统计参考样本的NDVI在生长季和非生长季的差异,自动找出区分常绿、落叶特征的阈值,基于判别规则识别山区森林常绿、落叶特征.以贡嘎山地区为例,分别以多时相Landsat TM影像(简称TM)、多时相环境减灾卫星影像(简称HJ)为单源数据,多时相的HJ、TM组合影像为多源数据,验证该方法的有效性.实验结果表明,该方法能够有效识别山区森林常绿、落叶特征,总体精度达到93.87%,Kappa系数为0.87.该方法适用于山区大面积森林常绿、落叶特征遥感自动提取,已被成功应用于"生态十年"专项西南地区土地覆被数据的生产.

摘要:山区遥感影像变化检测面临地形效应明显、空间异质性高等不利因素的影响,构建适用于复杂地形条件的变化检测方法一直是遥感应用研究的难点.在对影像进行多尺度分割的基础上,构建对象的多种光谱、形状及地形特征,将地形阴影、物候等造成的虚假变化当作"未变化"训练样本,利用决策树算法自动提取检测规则,建立复杂地形条件下面向对象的遥感影像变化检测方法,并将该方法用于四川攀西山区1989年和2009年TM影像的检测试验,最后对方法的不足和改进措施进行了讨论.主要结论包括:(1)文中构建的方法能够有效减弱山区复杂地形条件对遥感影像变化检测的不利影响,采用地面调查数据和分层随机采样的总体验证精度为93.57%,Kappa系数为0.8706.(2)C5.0决策树算法对于只有"变化"和"未变化"两种类别且同类间训练样本高度异质化的影像分类仍能取得较好的效果,具有较好的鲁棒性和适应能力.通过将地形、物候等引起的虚假变化当作"未变化"训练样本可以有效提高检测精度.(3)光谱特征仍是TM影像遥感分析的主要信息源,影像间NDVI的差值对于植被覆盖区域土地覆盖格局变化的检测具有良好的表征作用.(4)攀西地区1989-2009年间土地覆盖格局变化明显且与人类活动关系密切,典型的驱动方式包括退耕还林(草)工程、水利工程建设和矿山开采等.共检测出变化面积740.2km²,占影像总面积的2.49%.

摘要:准确高效的获取土地利用信息对生态环境评价非常重要.广东省地处华南热带和亚热带季风气候区,经济作物种类繁多,土地覆盖破碎,为土地利用精确分类带来很大不确定性,而常年多云雨的天气也为有效光学影像的获取带来困难.为提高土地覆盖分类精度,以雷州半岛为实验区,综合应用Landsat-TM/ETM、多时相HJ光学影像,以及X波段TerraSAR数据,通过分析不同地物类型在光谱、极化以及多时相特征上的差别,对原始图像进行特征提取.在此基础上融合多源遥感信息的地物特征运用面向对象土地覆盖分类方法获取研究区高精度的土地利用信息.结果显示这一方法能有效提高土地覆盖利用信息获取精度,为研究生态环境变化提供更准确的数据支持.

摘要:洞庭湖是我国第二大淡水湖,其湿地资源具有重要的生态功能和经济价值.近20年来,洞庭湖洲滩速生杨树林发展迅速,其中西洞庭湖杨树林的扩张最为明显,极大改变了湖区湿地植被分布格局,隐含极大的生态风险.以Landsat ETM+和HJ-1A/1B CCD影像为数据源,提出了洞庭湖速生杨树林变化信息提取的两种方法,并对这两种方法进行了比较研究.一种是分类的方法,即采用面向对象分层信息提取的方法先提取出树林滩地信息,再将距离大堤一定范围内的树林滩地归为防护林,速生杨树林变化的面积即为两个时相提取结果的差值.另一种是变化检测的方法,它是基于像元进行变化检测,先确定出总的变化区域,再从中筛选速生杨树林的变化信息.结果表明:(1)两种提取方法都是可行的,不同方法提取的速生林变化信息存在一定差异,但空间分布大体一致;(2)基于分类的方法总体精度和Kappa系数均略高于基于变化检测的方法:其中基于分类的方法总体精度达84.00%,Kappa系数为0.67,基于变化检测的方法总体精度达83.00%,Kappa系数为0.65;(3)基于分类的方法图斑较大、图斑数较少,基于变化检测的方法图斑较小且较破碎、图斑数多;(4)基于分类的方法漏分较少、错分较多,基于变化检测的方法漏分较多、错分较少.为洞庭湖洲滩杨树林的动态监测提供了研究方法,也为杨树林扩张原因及其生态效应分析提供研究基础.

摘要:对于基于像元的土地覆被分类来说,植被的分类是难点.使用多时相面向对象分类方法可以较好的解决这个问题.以山东省烟台市丘陵地区为研究区,采用Landsat TM(Landsat Thematic Mapper remotely sensed imagery)、DEM(Digital Elevation Model)、坡度、坡位、坡向等多种数据,利用基于对象特征的多时相分类方法对研究区进行土地覆盖自动分类.首先对影像进行多尺度分割并检验分割结果选取合适的分割尺度,然后分析对象的光谱、纹理、形状特征.根据各类地物的光谱特征、地理相关性、形状、空间分布等特征,明确类别之间的差异.建立决策树使用隶属度函数进行模糊分类,借助支持向量机提高分类精度.研究结果表明,通过使用多时相影像采用面向对象分类方法,相对于传统的基于像素的分类可以明显提高分类精度,尤其是解决了乔灌草的区分问题.

摘要:如何利用遥感技术提取森林信息是遥感应用的重要领域之一.以不同时相的Landsat TM/ETM+为数据源,采用面向对象和基于多级决策树的分类方法得到浙江省2000年、2005年以及2010年的森林植被覆被图.经实地采样点验证,2010年分类精度达到92.76%,精度满足要求.介绍了浙江森林信息的快速提取方法,即统计不同森林类型的Landsat TM影像原始波段和LBV变换值以及各种植被指数在各时相上的差异,经过C5决策树训练,选取合适的规则和阈值实现森林信息的提取.结果表明,面向对象分割与决策树算法结合可以作为森林信息提取的有效方法.最后,通过对3期森林专题图进行空间叠加分析,得到了森林资源动态变化的空间分布,并以此为基础对林地变化的类型及原因进行分析,结果显示浙江省森林资源变化主要分布在浙西北山区、浙中南山区以及沿海地带,这一结果可以为有关部门的决策提供依据.

摘要:为探索不同等级河流水质状况及其对土地利用构成响应的差异,以江苏北部的灌河流域为研究对象,基于2006-2007年两个年度灌河及其支流的水质监测数据和研究区的Landsat TM影像,在河流两侧长度0.0-10.0 km、宽度0.0-0.5 km的范围内,运用多元回归分析,对研究区干、支流主要水质指标及其与相应土地利用构成的关系进行了研究.结果表明:2006-2007年间,研究区干流水质总体上显著好于支流,支流的总氮(TN)、总磷(TP)等营养盐指标显著高于干流,而干流的有机污染指标显著高于支流;比较不同观测尺度上土地利用构成对河流水质变化的方差贡献率发现,缓冲区宽度一定时,支流在所有观测尺度上的土地利用构成与水质变化皆存在显著相关关系,而干流仅在缓冲区长度0.0-4.0 km的观测尺度上其土地利用构成与水质变化的相关关系显著;缓冲区长度一定时,干、支流河道两侧0.0-0.3 km间土地利用状况对水质变化的解释能力较大.同时发现,氮、磷等营养盐浓度多与较大尺度上的土地利用构成相关,而化学需氧量(COD)、生化需氧量(BOD)等多与较小尺度上的土地利用构成相关.研究结果显示,有必要区分不同河流等级,选择适宜的观测尺度,分别研究不同水质指标与土地利用构成间的相关关系.

摘要:以东北三省开发强度最大的辽河中下游地区-下辽河平原为研究对象,从自然因素和人文因素两个方面,构建下辽河平原景观格局演变的驱动机制指标体系,其中自然驱动力包括气候因素、DEM提取值;人文驱动力主要包括人口状况、经济发展、人民生活水平和科学技术进步四大方面.利用美国地质勘探局(USGS)长时间序列的遥感影像数据,获取了下辽河平原1980-2010年地表景观格局的分布特征,提取下辽河平原近30年来各景观类型的空间分布信息,根据各景观类型面积增长和消退的演变规律,利用Logistic回归模型分析不同时间段下景观格局演变的驱动机制,结果表明:①耕地面积的先增后减,林地、草地面积的先减后增,以及建设用地面积的持续增加是研究区景观格局演变的主要特征;②Logistic回归模型分析的结果表明,不同时期内景观类型变化的驱动因子及其影响力存在一定的差异,但是总体来讲,在中小尺度下,自然驱动因素相对于人文驱动因素的影响较弱,人口、经济发展、城市化水平、技术等因子对于下辽河平原各景观类型的变化具有较强的驱动作用.

摘要:为了探讨未来大气CO₂升高对不同生长光强下大型海藻的影响,选取经济红藻龙须菜为实验材料,研究了其生长速率、光合作用、呼吸作用、叶绿素荧光参数以及光合色素对CO₂和光强的响应. 实验设置两个CO₂浓度,正常空气水平CO₂浓度(390μL/L)和高CO₂浓度(1000μL/L);两个光强梯度,高光(300 μmol m^-2 s^-1)和低光(100 μmol m^-2 s^-1).结果表明,CO₂和光强对龙须菜的生长和光合作用有明显的交互作用.大气CO₂升高并没有显著影响龙须菜的生长速率,但在不同CO₂处理下,龙须菜对光强的响应不同.在空气水平下,光强的变化对其生长速率影响不显著.而在高CO₂作用下,高光处理下的藻体有更高的生长速率.CO₂显著促进高光生长下龙须菜的呼吸作用速率,但是在低光下作用不明显.而对于光合作用速率来说,低光培养下的藻体CO₂表现为负面效应,但对高光下生长的藻体作用不明显.CO₂增加没有改变龙须菜生长状态下的电子传递速率,但在高光下,CO₂表现为一定的抑制作用.CO₂显著降低了龙须菜天线色素藻红蛋白和叶绿素a的含量.这些CO₂与光强的结合效应表明,大气CO₂的升高对龙须菜光合生理特性的影响随着光强的变化而呈现不同的效应,在未来评估CO₂的增加对大型海藻的影响时,要充分考虑其他环境因子的耦合效应.

摘要:对茅山型茅苍术(MA)和湖北型茅苍术(HA)的内生真菌多样性进行调查,分析二者之间优势菌群和特异菌群的差异.将两种化学型的茅苍术移栽至同一环境中,分别于春季、夏季、秋季3个季节采集叶片进行内生真菌的分离、鉴定和多样性分析.调查一共得到530株内生真菌,总分离率为58.89%,通过形态学特征和ITS序列鉴定归结为20个属.MA内生真菌分离率要高于HA,二者的真菌多样性构成有一定差异性.MA和HA内生真菌的优势菌群呈基本重合现象,主要集中于交链孢属、球座菌属、刺盘孢属等几个属;而二者之间的特异菌群显示出差异性,MA的特异菌群为Leptospora属、支顶孢属、壳针孢属等,HA特异菌群为白僵菌属、轮枝孢属、毛壳菌属等.随着季节的变化,内生真菌群落显示出一定的演替规律.夏季内生真菌的多样性高于春季和秋季.

摘要:长白山云冷杉针阔混交林是我国东北主要的森林类型之一,其乔木树种幼苗幼树的结构和动态决定着未来林分的结构和生长动态.在长白山地区设置一块具有代表性的云冷杉针阔混交林幼苗幼树更新样地,统计分析幼苗幼树更新特征,绘制地径结构图、树高结构图及其空间分布图.运用点格局分析中的单变量O-ring统计方法, 分析更新树种的空间分布格局;用双变量O-ring统计方法, 分析更新树种种间的空间关联性.研究结果表明:(1)更新树种组成有冷杉(Abies nephrolepis)、色木槭(Acer mono)、紫椴(Tilia amurensis)、红皮云杉(Picea koraiensis)、红松(Pinus koraiensis)、蒙古栎(Quercus mongolica)、春榆(Ulmus japonica)7种,其中以冷杉、色木槭为主,更新幼苗幼树的地径近似呈倒J型分布,树高结构近似呈双峰分布;(2)所有更新树种、冷杉、色木槭在小尺度1-10 m的范围内呈聚集分布,随着尺度增加,聚集程度减弱,逐渐趋于均匀分布和随机分布,紫椴、云杉和红松在空间所有尺度上以随机分布为主;(3)更新树种之间的空间关联性在小尺度范围上正关联性比较多,较大尺度范围上负关联性比较多,随着尺度增加,空间关联性减弱.

摘要:盐胁迫影响植物组织的离子分布,不同品种间存在差异.以玉米耐盐自交系81162和8723及盐敏感自交系P138为材料,研究了不同浓度(0、60、140、220 mmol/L)NaCl胁迫下萌动期种子和幼苗的不同部位中Na⁺、K⁺、Ca²⁺含量以及K⁺/Na⁺和Ca²⁺/Na⁺比值的变化,旨在探讨不同自交系耐盐性差异的原因.结果表明,在萌动种子中,3个玉米自交系中的Na⁺积累量表现为种皮 > 胚 > 胚乳,K⁺累积表现为胚 > 种皮 > 胚乳;幼苗中,Na⁺积累表现为根 > 茎 > 玉米自交系萌动种子和幼苗中叶.随着NaCl浓度的增加,3个玉米自交系萌动种子和幼苗中的Na⁺含量逐渐升高,但是萌动种子中耐盐自交系81162和8723的Na⁺增加幅度小于盐敏感自交系P138, Na⁺含量小于盐敏感自交系P138;幼苗中耐盐自交系81162和8723的Na⁺增加幅度大于盐敏感自交系P138,幼苗根中Na⁺含量大于盐敏感自交系P138;茎叶中的Na⁺含量小于盐敏感自交系P138.随着NaCl浓度的增加,萌动种子和幼苗中的K⁺和Ca²⁺含量逐渐降低.K⁺离子在耐盐自交系81162和8723萌动种子和幼苗中的降低幅度小于盐敏感自交系P138;Ca²⁺离子在耐盐自交系81162和8723幼苗中的降低幅度小于盐敏感自交系P138;而在萌动种子中3个自交系Ca²⁺的流失差异不大.耐盐自交系81162和8723萌动种子和幼苗中K⁺含量都大于盐敏感自交系P138.耐盐自交系81162和8723的萌动种子和幼苗根中Ca²⁺含量都大于盐敏感自交系P138;幼苗叶片中则小于盐敏感自交系P138.萌动种子和幼苗中K⁺/Na⁺和Ca²⁺/Na⁺均随着NaCl浓度的升高而降低,K⁺/Na⁺比值表现为耐盐自交系81162和8723大于盐敏感自交系P138.耐盐自交系81162和8723通过调节离子平衡维持萌动种子和幼苗中较高的K⁺/Na⁺比值从而提高耐盐性.

摘要:利用中国农业科学院红壤实验站红壤稻田长期定位试验,于2011年研究了在以无机肥(化肥NPK)与有机肥(M)氮磷钾养分等量条件下,长期有机无机肥配施水稻生育期间杂草种类和生物量变化.结果表明:30a后,早稻和晚稻施肥处理中:PK+M处理下杂草种类最多,NPK+M处理下杂草种类和优势杂草种类较少,且种类数量稳定,早稻和晚稻杂草种类数量前者比后者分别高出19.7%和9.8%;施肥处理中:两季杂草总生物量NPK+M处理最高,NP+M处理最低,且NPK+M、NK+M、PK+M和CK处理比NP+M处理分别高出31.3%、26.5%、8.3%和5.6%,早稻NPK+M处理杂草总生物量和浮生杂草总生物量最多,NK+M处理湿生杂草总生物量最多,晚稻NK+M处理杂草总生物量和湿生杂草总生物量最多,NPK+M处理浮生杂草总生物量最多;土壤碱解氮和有效磷与杂草总生物量、湿生杂草总生物量、浮生杂草总生物量显著正相关(相关系数依次分别为0.508^*和0.578^{* *}、0.552^*和0.453^*、0.410^*和0.802^{* *}),pH值与三者显著负相关(相关系数依次分别为-0.516^*、-0.531^*和-0.698^*).土壤pH受土壤有效磷和碱解氮及其他因子的共同作用对杂草总生物量产生影响.通过施肥措施调节土壤适宜 pH 及碱解氮和有效磷含量,能有效调控农田中湿生和浮生杂草生长,使杂草种类和生物量在农业生产中达到有益平衡.

摘要:种子萌发和出苗是植物一生中对环境胁迫最为敏感的阶段,外来植物在这一时期对环境条件的适应能力是决定其入侵能力大小的关键因素之一.通过室内外试验研究了小花山桃草种子休眠特性以及贮藏时间、果皮、温度、pH 值、水势、盐分和埋土深度对其种子萌发、幼苗生长和出苗的影响.结果表明:小花山桃草蒴果中4 粒种子的大小差异显著(P < 0.01),但它们的活力和萌发率差别不大,4 粒种子活力均高达96%以上.休眠解除后,萌发率均高达98%以上;坚硬果皮的机械阻碍是引起种子休眠的主要原因;在室温储藏条件下,种子萌发率随贮藏时间的增加先增加后降低.贮藏1个月,萌发率提高到54%(贮藏前为0).贮藏3-6 个月时,萌发率达最大值(98.5%-99%).贮藏1a后,萌发率和萌发速度显著下降,但萌发率仍高达90%以上;在室外,有10.5%的蒴果前两粒种子(果实柱头端)同时萌发出苗.室外埋藏1a后,蒴果中未萌发的3 粒种子的发芽率分别为45.5%、90.5%和88.5%;小花山桃草种子萌发的温度范围为5-35 ℃,15-25 ℃最适于种子萌发,25 ℃最有利于幼苗生长;小花山桃草能忍受一定的盐胁迫和干旱胁迫,盐浓度和水势为0.15 mol/L和-0.5 MPa时,种子萌发率分别为33.5%和9%.种子萌发和幼苗生长最适宜的土壤含水量为50%;小花山桃草对pH 值具有较广泛的适应性,在pH 值为5-9范围内均可萌发;小花山桃草种子在土壤表面的出苗率为43%,埋土深度2 cm时,出苗率最高(89.5%),埋土深度大于10 cm时,不再出苗.小花山桃草种子休眠萌发特征以及出苗特点是其快速入侵的基础.研究结果为预测小花山桃草潜在分布范围以及提出科学合理的综合治理措施提供了理论依据.

摘要:以小麦(Triticum aestivum)矮抗58为材料,采用0.1mmol/L的外源水杨酸(SA)处理小麦叶片,以清水为对照,通过Western blotting蛋白质印记技术和叶绿素荧光分析,研究了高温强光胁迫(38℃和1600 μmol m^-2 s^-1)对小麦叶绿体Deg5蛋白酶、D1蛋白和叶绿素荧光参数的影响及SA的调节作用.结果表明,高温强光胁迫导致小麦叶绿体Deg5蛋白酶、D1蛋白含量和PSⅡ最大光能转化效率(F_v/F_m)降低,原初荧光(F_o)升高.和对照相比,外源SA处理可维持较高的Deg5蛋白酶、D1蛋白、F_v/F_m水平和较低的F_o.说明外源水杨酸可减轻高温强光对Deg5蛋白酶和D1蛋白的损伤,维持较强的PSⅡ功能.

摘要:2011年生长季内利用静态箱-气相色谱法,研究了寒温带典型湿地白桦(Betula platyphylla) 岛状林沼泽、兴安落叶松(Larix gmelinii)岛状林沼泽土壤呼吸速率的季节动态及其主要环境因子,利用壕沟隔断法对土壤呼吸各组分间的差异进行研究.结果表明:生长季白桦和兴安落叶松岛状林沼泽土壤呼吸速率具有明显的季节性规律,土壤呼吸总速率分别为368.60和312.46 mg m^-2 h^-1,异养呼吸速率分别为300.57和215.70 mg m^-2 h^-1,占土壤呼吸总速率的81.5%和69.0%;自养呼吸速率为68.03和96.76 mg m^-2 h^-1,占土壤呼吸总速率的18.5%和31.0%.不同处理条件下的土壤呼吸在季节变化上表现基本一致,高峰期都发生在夏季;土壤呼吸与温度呈极显著相关性,但与土壤湿度的相关性较差.生长季白桦和兴安落叶松岛状林沼泽土壤呼吸总量分别为12.64和10.61 t/hm².

摘要:森林碳储量是评价森林生态系统生态效益的重要指标,准确估计立木各器官(树干、树枝、树叶和树根)含碳量是其基础.基于黑龙江省44株人工红松各器官生物量和含碳量的实测数据,采用非线性联立方程组构建了相容性立木生物量和含碳量模型,比较了两种方法(直接法和间接法)估计红松立木含碳量的精度.直接法是通过构建各器官相容性含碳量模型,直接预估立木各器官含碳量.间接法是由各器官相容性生物量模型,结合3种形式的含碳率(平均含碳率0.5、林木实测平均含碳率,各器官实测平均含碳率)来预估树木各器官含碳量.研究结果表明:相容性生物量和含碳量模型的相关指数R²为0.76-0.99,模型的拟合效率(EF)为0.80-0.98.直接法中树干、树枝、树叶、树根和总量的含碳量预估精度分别为91.03%、80.02%、70.24%、87.10%、93.08%;间接法中采用平均含碳率0.5的预估精度与直接法相比,各器官及总量分别下降1.39%、1.5%、0.13%、1.09%和2.2%,而采用另外两种形式的含碳率其预估精度降幅在0.3%以内.依据文中推导的相对误差积累公式可知, 间接法的预估精度主要与C_i%/C %(C_i%为单木各器官含碳率,C%为实测平均含碳率)有关.显然,直接法是预估红松立木含碳量的最佳方法.通常使用的碳含量转换系数0.5与实测含碳率有明显差异,因此间接法中采用0.5的含碳率其预估精度最低,而使用各器官实测的含碳率可以明显提高预估精度.

摘要:以快速城镇化的广西西江经济带为案例区,以生态重要性和开发建设适宜性为情景、利用最小累积阻力模型对城镇扩张进行模拟,进而从区域生态系统服务功能变化角度定量分析两种情景的生态效应差异.结果表明,经济带东西两翼地区生态重要性较高,中部地区开发建设适宜性较高.中小城镇在生态重要性情景中获得了较大的发展机遇,而大城市在开发建设适宜性情景下扩张更快.相同扩张强度下,生态重要性情景的区域生态系统服务功能总量下降较少,除食物生产功能外的其他各项服务功能呈现类似格局.随着扩张强度增加,两种情景下生态系统服务功能下降量之间的差异逐渐增大,从0.5%强度下的1.09亿元增大到10.0%强度下的4.05亿元.基于生态重要性的扩张情景对于保护生态环境、维持开发与保护之间的平衡更加有利,是一种相对合理的扩张方式.为开展区域层面城镇扩张情景模拟分析提供了参考,也为未来调控城镇扩展格局提供了优化情景和科学依据.

摘要:与光呼吸不同,光对植物叶片暗呼吸具有明显抑制作用.目前,植物叶片这一生理生态现象很少受到关注,但光抑制呼吸会导致叶片日间碳损失,对植物碳平衡有重要影响.利用Li-6400(Li-Cor, USA)光合仪模拟北京城区夏、秋季增温对月季(Rosa chinensis)叶片暗呼吸及光合参数的影响.结果表明:(1)短期增温处理显著提高了蒸腾速率(T_r),降低了胞间CO₂ 浓度(C_i),夏季增温时气孔导度(G_s)降低而秋季增温明显升高.(2)夏季增温5℃,有光暗呼吸(R_L)显著高于增温2℃ (P < 0.05),而增温2℃ 对R_L影响不显著(P > 0.05);秋季增温5℃,R_L显著高于增温3℃ (P < 0.05).4个不同短期增温处理都对无光暗呼吸(R_D)影响显著(P < 0.05).(3)秋季增温5℃ 对光抑制呼吸影响显著(P < 0.05);其它3个短期增温影响不显著(P > 0.05).(4)秋季增温5℃,月季暗呼吸对增温敏感性显著高于增温3℃ 的值(P < 0.05).目的为分析城市白昼气温上升导致植物叶片碳损失估计提供实验案例,是提高城市植物碳汇生态服务功能可能途径的基础.

摘要:为分析岩溶石漠化区不同植被恢复模式土壤无机磷的形态特征,评价植被恢复的土壤供磷潜力,阐明有机碳及钙素在无机磷形态转化中的作用,选取研究区内8种有代表性的样地,采用蒋柏藩无机磷分级方法对土壤无机磷形态特征及影响因素进行研究.结果表明:研究区土壤全磷与速效磷含量分别在0.25-1.35 g/kg、1.05-53.01 mg/kg范围,无机磷总量在123.94-934.61 mg/kg,耕地与退耕地以及各退耕地之间全磷、速效磷、各形态无机磷含量水平差异明显,各退耕地磷素含量水平介于耕地与次生马尾松林地之间,退耕地中桃林地、花椒林地磷素含量水平较高、樟树林地、柳杉林地、撂荒草地次之、撂荒灌丛地较低.各样地土壤无机磷占全磷比例在51.2%-72.4%,不同形态的无机磷含量表现为O-P > Fe-P > Ca-P > Al-P,其中Ca₂-P、Al-P对速效磷的贡献率大,Fe-P、Ca₈-P贡献较小,O-P、Ca₁₀-P献率最小.不同活性土壤有机碳与不同形态钙素对各形态无机磷在总无机磷中比例的影响较大,pH、容重、粘粒含量、含水量等其它理化性质影响较小.

摘要:团聚体是土壤基本结构单元,是土壤质量和肥力的基础,研究了解不同土地利用方式下,不同团聚体的生物学属性,有助于深入了解土壤肥力本质,以及不同土壤肥力差异的根本原因.采集半干旱地区林地、旱地、灌溉耕地和草地4种土壤利用类型的表层土壤,用干筛法获得6级团聚体,测定微生物量碳(MBC)、三磷酸腺苷(ATP)含量、基础呼吸速率(BR)和基质诱导呼吸量(SIR)等指标.结果表明:土壤微生物量ATP浓度在7.79-9.26 μmol ATP/g C_mic,灌溉耕地最高、林地最低;微生物代谢熵(qCO₂)和SIR分别为0.35-0.69 μL CO₂ g^-1C_mic d^-1和88.7-132.2 μg CO₂ g^-1 d^-1,灌溉耕地最高、旱地最低.土壤团聚体的微生物量ATP浓度在6.54-9.32 μmol/g C_mic之间,平均值为8.22 μmol/g C_mic;qCO₂和SIR分别为0.29-0.71 μL/g C_mic和64-120 μg CO₂/g土,大团聚体含量总体上高于小团聚体,可能暗示不同团聚体土壤微生物群落活性及生理状态存在差异.土壤ATP含量、SIR和qCO₂与微生物量碳呈显著相关性 (r=0.929、0.865、0.885, P < 0.01),SIR和BR之间也有存在较高的相关性 (r=0.828、P < 0.01),说明尽管各级团聚体微生物学属性的绝对值存在很大的差异,但相互关系并未随团聚体大小而变化.

摘要:西宁南山区植被退化情况严重,人工造林植被恢复被看作是最有效的恢复手段,其中选择合适造林树种尤为关键.选择人工种植的唐古特白刺Nitraria tangutorum、柠条Caragana korshinskii、西北小蘗Berberis vernae和短叶锦鸡儿Caragana brevifolia共4种灌木树种造林试验区为研究对象,通过测定根际和非根际土壤微生物数量、酶活性及养分含量,综合比较种植4种灌木树种根际和非根际土壤肥力差异,科学评价其对土壤的改善效果.研究表明:(1)土壤微生物数量和酶活性总体呈现出根际高于非根际的规律,仅放线菌数量和脲酶活性出现了根际低于非根际现象.(2)土壤养分方面,4种灌木根际土壤和非根际土壤pH值、全N、全P、全K 含量差异不显著,有机质、有效P、速效K含量均呈现出根际 > 非根际,而碱解N则是根际 < 非根际.(3)土壤酶活性与土壤微生物数量相关性不显著,土壤有机质含量与土壤细菌、真菌数量呈极显著正相关,有效P含量与土壤细菌、真菌和放线菌数量呈极显著正相关,速效K含量与过氧化氢酶、酸性磷酸酶活性呈显著正相关,全N、碱解N含量均与脲酶活性呈显著正相关.(4)从土壤肥力综合水平来看,根际 > 非根际,其中根际土壤中西北小蘗 > 柠条 > 短叶锦鸡儿 > 唐古特白刺, 研究结果表明西北小蘗和柠条能大幅提高土壤肥力,改良土壤效果较好.

摘要:食物混合通常对多食性昆虫的生长表现有积极的影响,然而此前的研究对象主要是成虫期和幼虫期迁移能力较强的种类.某些鳞翅目种类尽管是多食性的,但其幼虫个体因时空隔离的原因,并无机会自由选择食料寄主.采用寄主叶片轮换饲养和次生代谢物交叉涂布两种方法研究了多食性棉铃虫幼虫的取食行为,供试寄主植物包括烟草、辣椒、番茄和棉花,次生代谢物采用自然浓度进行交叉涂布.结果表明,食物混合并没有造成幼虫总体摄食量的显著增加.其中,烟草和水合烟碱能显著抑制棉铃虫对其他寄主叶碟的取食,而辣椒及(E)-辣椒素对其他寄主叶碟的被食量均无影响.番茄叶片轮换饲养不影响棉铃虫对与其轮换的其他寄主叶片的被食量,但α-番茄苷涂布在辣椒和棉花叶碟上则对棉铃虫有显著拒食作用.棉花-烟草轮换饲养组中的烟草被食量显著大于烟草非轮换组中的烟草被食量,但(+)-棉酚涂布处理却能显著抑制棉铃虫对烟草的摄食.两种生物测定方法均未发现棉花与辣椒存在显著性相互影响.总之,棉铃虫可能是以耐受式的对策适应寄主植物次生代谢物的,符合相称性形态构成假说,即扩散能力较差的鳞翅目幼虫个体并不需要进化出同时应对来自两种或两种以上的寄主植物次生代谢物的适应机制.

摘要:光照条件是影响昆虫生长发育及生理行为变化的重要环境因子之一.以重要的捕食性天敌异色瓢虫为研究对象,借助动物行为自动观察系统对其在不同光照强度、光周期和光波长下的交配行为及繁殖力进行了分析研究.结果显示:(1)异色瓢虫的各交配行为和繁殖能力在有光和黑暗处理间具有显著差异;(2)异色瓢虫的求偶行为不受光照强度变化的影响,而交配持续时间及交配间隔时间在高光照强度下均显著短于低光照强度.尽管异色瓢虫的累积产卵量在不同光照强度间未见显著性差异,但是其幼虫孵化率随光照强度的增强显著降低;(3)异色瓢虫在光照时间较长的条件下表现出较高的交配求偶欲望,交配持续时间及交配间隔时间随光照时间的延长而缩短,其累积产卵量和幼虫孵化率均随光照时间的延长而显著增加;(4)不同环境颜色对异色瓢虫的求偶行为没有显著影响,但是其交配持续时间及交配间隔时间随照射光波长的增加而显著降低,雌虫的累积产卵量和幼虫孵化率均在黄色(575 nm)和绿色(510 nm)条件下最高,且显著大于其它处理.结果表明异色瓢虫的交配受光照条件影响极为显著,为进一步深入研究异色瓢虫环境适应性及提升其在生物防治中大规模饲养中的扩繁效率提供了重要的理论依据.

摘要:为探讨盐度对卵形鲳鲹(Trachinotus ovatus)渗透压调节的影响,研究了深水网箱养殖的卵形鲳鲹幼鱼鳃Na⁺-K⁺-ATP酶(NKA)活性,血浆、鳃和肾渗透压以及饥饿失重在盐度渐变条件下的反应.实验设5 个盐度梯度组,分别为5、15、25、30和35.结果显示,鳃NKA活性除盐度15外都呈先下降后升高随之回落并趋于稳定的趋势,在2 d后的各时间节点随盐度变化呈"U"型分布;血浆渗透压在相同盐度下随时间延长呈先升高后下降再升高随后回落并趋于稳定,2 d后在各时间节点与盐度呈正相关关系,盐度30和35 组的血浆渗透压显著高于其它盐度组(P < 0.05);肾脏对盐度变化的渗透调节比鳃敏感,在低盐度时(30以下),鰓和肾共同完成对渗透压的调节,在较高盐度(30以上),肾对渗透压的调节起主导作用.盐度变化对卵形鲳鲹的饥饿失重率有极显著的影响.研究表明,卵形鲳鲹幼鱼对盐度的渗透调节能力较强,在盐度5-35范围内的盐度变化均能适应,一般在1-2 d内可达到稳定,且更适于在低盐度水环境中生活.

摘要:基于国内外有关地面太阳辐射研究,并根据中国大气气溶胶的有关研究,综合分析了近50年中国地面太阳辐射变化特征,并分析了我国各个地区、不同城市间地面太阳辐射的变化差异.结果表明:与全球大部分地区类似,中国的地面太阳辐射经历了一个从减少到增多的过程,即所谓的地球由"变暗"到"变亮";中国各个地区发生相同的变化过程,大致以 1990 年为界,之前以减少趋势为主,之后逐渐增加,不同地区太阳辐射变化幅度有所差异;分析了城市类型和气溶胶厚度对太阳辐射变化的影响,多数大城市和工业城市的太阳辐射下降幅度大于中小型非工业城市, 气溶胶光学厚度的分布与太阳辐射下降趋势呈相似分布特征,说明城市工业化及其产生的气溶胶污染对太阳辐射的下降起着重要作用.

摘要:人类活动使得大量的氮素进入流域生态系统,大量氮的盈余导致了一系列生态环境问题的出现.为了评估人类活动对流域生态系统的影响,Howarth等于1996年提出了人类活动净氮输入(NANI)的概念.综述了当前人类活动净氮输入的估算方法、不确定性及影响因素,并得到以下结论:导致NANI估算结果的不确定性原因主要有:内涵分歧、数据来源、尺度转换、估算方法的分歧.影响NANI的主要因素包括:各输入项、人口密度、土地利用组成;对于各输入项而言,化肥施用是最主要的氮素输入来源,占人类活动净氮输入总量的79.0%,其次为作物固氮,占17.6%,食品/饲料氮净输入量占-14.5%,大气沉降占15.7%;对于人口密度,NANI随着人口密度的增大而增大,当人口密度高于100人/km²,人口密度对NANI的影响趋于稳定,其他因素起主导作用.对于土地利用组成:NANI与森林面积比例成负相关,而与耕地面积比例成正相关.

摘要:土壤种子库与地上植被的关系是土壤种子库研究的重要组成部分.当前,湿地生态系统面临严重威胁,研究湿地土壤种子库和地上植被关系既可以加强对土壤种子库和植物群落特征的认识,又可以为湿地保护与管理提供理论指导.检索了科学引文索引扩展版(SCIE)数据库中收录的1900-2012年间研究湿地土壤种子库与地上植被关系的文献,通过分析土壤种子库与地上植被的Sørensen相似性系数,结果发现:不同湿地类型的土壤种子库和地上植被的相似性存在显著差异,河流湿地中两者的相似性最小;不同植被类型中土壤种子库与地上植被的相似性差异显著:草本群落的相似性大于乔木群落;不同气候带的湿地中两者的相似性也存在显著差异,其中亚热带地区相似性最小.总结了湿地种子库与地上植被相似性关系的时空变化特征.二者的相似性通常随着植物群落的演替而减小,在空间上也随着环境梯度而变化.分析了两者关系的影响因素,如种子传播、环境条件和繁殖策略等.对研究中存在的问题及发展方向提出建议.

摘要:泥沙输移比是反映流域侵蚀产沙及输移能力的指标,对评价水土保持减沙效益有重要意义.基于对国内外泥沙输移比研究的系统梳理,①阐述了泥沙输移比的内涵,并对泥沙输移比基本定义中不同学科常用的表征变量作了清晰的界定,流域产沙量所涵尺度较流域输沙量小,且泥沙输移比与归槽率无论在内涵及定量描述上均不可等同;②归纳提出泥沙输移比现存的测算方法,包括4种形式的类比计算法和3种形式的建模计算法,并分别评述了其优缺点;③揭示了泥沙输移比的影响因素随时空尺度变化表现出分异性;④基于对泥沙输移比内涵与测算中的"尺度问题"以及泥沙输移比是否存在尺度效应等问题剖析,明确了泥沙输移比客观存在着尺度依存性及其尺度域.

摘要:各种层面上的碳足迹核算在全球气候变化控制领域得到了越来越多的关注.但是,这些关于碳足迹核算的相关国际标准繁多,彼此之间的关系复杂,不利于研究领域和工业界对这些标准进行应用与交流,限制了碳足迹核算的发展进度与深度.对目前已有的国际主要碳足迹核算标准及生命周期评价标准进行了整理,梳理出这些国际标准的一些基本特征,绘制了国际标准之间的关系图;并进一步从生命周期评价步骤的角度出发,解析了各种国际标准在这些阶段上的相关内容,以及每一个阶段上各标准相关规定中的不同特点及逻辑关系.对促进我国碳足迹核算相关研究与实践工作具有一定的理论与现实参考意义.