基于遥感的湿地景观格局季相分析
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。基于碳收支的中国土地覆被分类系统
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。土地覆盖变化检测方法比较——以内蒙古草原区为例
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。辅助数据在面向对象分类方法中的应用——以密云水库上游为例
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。基于阈值法的山区森林常绿、落叶特征遥感自动识别方法——以贡嘎山地区为例
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。基于多源遥感信息融合的广东省土地利用分类方法——以雷州半岛为例
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Terra SAR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。洞庭湖洲滩速生杨树林变化信息提取方法
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。基于对象特征的山东省丘陵地区多时相遥感土地覆被自动分类
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。基于GIS-Logistic耦合模型的下辽河平原景观格局变化驱动机制分析
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。大气CO2增加对不同生长光强下龙须菜光合生理特性的影响
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（300μmol m-2s-1）和低光（100μmol m-2s-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。长白山云冷杉林幼苗幼树空间分布格局及其更新特征
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。NaCl胁迫对不同耐盐性玉米自交系萌动种子和幼苗离子稳态的影响
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）Na Cl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〉叶。随着Na Cl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Na Cl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Na Cl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。外来杂草小花山桃草种子休眠萌发特性
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、p H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p H值具有较广泛的适应性,在p H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。水杨酸对高温强光下小麦叶绿体蛋白酶Deg5和PSⅡ功能的调节作用
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1600μmol m-2s-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（Fv/Fm）降低,原初荧光（Fo）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、Fv/Fm水平和较低的Fo。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。寒温带岛状林沼泽土壤呼吸速率和季节变化
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-2h-1,异养呼吸速率分别为300.57和215.70 mg m-2h-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-2h-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。两种方法预估红松立木含碳量的精度
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Ci%/珔C%（Ci%为单木各器官含碳率,珔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。北京城区夏、秋季节短期增温对月季暗呼吸及光合参数的影响
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（Tr）,降低了胞间CO2浓度（Ci）,夏季增温时气孔导度（Gs）降低而秋季增温明显升高。（2）夏季增温5℃,有光暗呼吸（RL）显著高于增温2℃（P〈0.05）,而增温2℃对RL影响不显著（P〉0.05）;秋季增温5℃,RL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（RD）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。西宁南山4种灌木根际和非根际土壤微生物、酶活性和养分特征
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p H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。