高寒草甸植被层对于草地甲烷通量的影响

土壤对大气甲烷的汇是草地的一项重要生态功能,关于草地的温室气体通量已有大量研究,但鲜见关于植被层对于草地甲烷通量影响的报道。通过设置完整高寒草甸(IHC)、去除地上生物量草地(RAB)和裸地(RBB)三个处理,利用静态箱法来研究植被层对于草地甲烷通量的影响,结果显示在观测期间草地的平均甲烷氧化速率由高到低依次为:裸地[(52.2±18.9)μg/(m2·h)]>去除地上生物量草地[(32.3±14.7)μg/(m2·h)]>完整草地[(27.9±10.6)μg/(m2·h)],三者之间差异达到显著水平(P<0.05)。根据三种处理计算出的草地根系和草地地上部分生物量2003—2004年的甲烷通量分别为(23.5±18.3)μg/(m2·h)和(7.4±11.5)μg/(m2·h),二者甲烷通量均为正值说明植物地上部分和草地根系都起到了促进甲烷排放的功能。在2003年、2004年、2005年、2006年RBB生长季平均甲烷通量分别为(-67.7±20.6)μg/(m2·h),(-60.7±18.5)μg/(m2·h),(-58.3±16.3)μg/(m2·h)和(-48.9±22.6)μg/(m2·h),表现为逐年降低的规律,但是IHC处理和RAB处理生长季甲烷平均通量的年季差异不显著,且没有明显的规律。在三年的原位观测期间,三种处理甲烷通量与土壤5cm温度、土壤湿度相关性也达到显著水平(P<0.05)。

被动微波遥感中一种基于辐射传输理论的植被层模型

使用了一种基于辐射传输理论的非相干离散模型来研究植被的发射率、传输率 .这种方法可以更加真实地刻画组成植被的散射个体如叶、茎、枝、树干等对这 2个参数的影响 ,因而能更准确地描述植被对下垫面微波辐射的影响 .为了减少土壤水分反演算法中未知量的数目 ,分别给出了这 2个参数的模拟结果在AMSR E

植被层湍流的大涡模拟

研究植被层湍流的大涡模拟，发展了一个TSF（transientstructurefunction）亚格于模式，尽可能真实地处理植被湍流这种既有强剪切，又有热对流的流动．我们建立了植被湍流数据库，并进行了较为详细的分析研究．湍流统计量如平均风速剖面、雷诺应力、湍流脉动能等等，与有关观测结果作了对比，符合较好．大涡模拟计算同样发现已由现场观测到的、在强对流情况时出现的温度场斜坡型有组织结构．

芦芽山旅游开发对不同植被层物种多样性的影响

利用12个物种多样性指数,研究了芦芽山旅游开发对不同植被层物种多样性的影响。结果表明:(1)乔木的丰富度和多样性在旅游干扰很少的地方都达到最大值,在干扰严重的地方,也相对较大,在中度干扰的地方,则相对较低。均匀度随着旅游干扰的减小而趋于减小。乔木的多样性与地理因子间的相关性很小,仅有1对因子呈显著相关。(2)灌木的丰富度和均匀度,在旅游中度干扰的地方都最大,在干扰很少的地方次之,在干扰严重的地方其值都最小。多样性则随着旅游干扰的减小而趋于增大。灌木多样性与地理因子之间的相关性较大,有10对因子显著相关。这说明地理因子对灌木多样性影响的作用开始增大。(3)在旅游干扰最大的地方,草本的均匀度和多样性最大,而丰富度相对也较大。在中度干扰的地方,草本的丰富度最大,多样性居中,均匀度最小。在干扰很少的地方,草本的丰富度和多样性最小,均匀度居中。草本多样性与地理因子之间的相关性最大,有23对因子显著或极显著相关,这说明地理因子对草本多样性影响的作用最大。

三江源自然保护区森林植被层碳储量及碳密度研究

基于三江源自然保护区公益林更新调查数据,采用生物量换算因子连续函数法和平均生物量法估算了三江源自然保护区森林和灌丛生态系统植被层的碳储量和碳密度。结果表明:1)三江源自然保护区森林和灌丛生态系统植被层碳储量约为26.87Tg,平均碳密度22.22t/hm2;2)植被层中,以灌木层碳储量最大,占植被层碳储量的66.06%;3)碳储量地域分布以中铁-军功、白扎、玛可河、通天河、江西等保护分区为主,合计占总碳储量的68.81%;4)天然林在植被层碳储量中占绝对优势,分别占乔木层碳储量的98.49%和灌木层的99.71%;5)林分中碳储量以近、成、过熟林为主,三者合计占林分的57.04%;6)乔木树种主要集中在圆柏属和云杉属,占乔木层碳储量的94.57%;灌木树种集中在山生柳和杜鹃,占灌木层碳储量的76.50%。

旅游活动对龙宫景区不同植被层物种多样性的影响

按照旅游活动程度的强弱将景区分为活动区、缓冲区和对照区,并利用6个物种多样性指数,研究了龙宫风景区旅游活动对不同植被层物种多样性的影响。结果表明,随着游客的大量增多及龙宫风景区基础设施建设的加强,风景区物种组成越来越少,多样性与结构越来越简单。主要表现在:(1)乔木层的丰富度上,表现出缓冲区最大,活动区最小,对照区介于两者之间;在物种均匀度上,表现出活动区>对照区>缓冲区的趋势;在物种多样性上,活动区最小,缓冲区其次,对照区最大;从生态优势度来看,对照区最大,活动区最小,缓冲区介于其中。(2)灌木层的物种丰富度上,表现出活动区最小,对照区其次,而缓冲区为最大的趋势;在物种均匀度上,对照区最大,活动区次之,缓冲区最小;在物种多样性上,活动区最小,缓冲区其次,对照区最大;从生态优势度来看,对照区最大,活动区最小,缓冲区介于其中。(3)草本层的物种丰富度上,表现出对照区最小,活动区其次,而缓冲区为最大的趋势;在物种均匀度上,对照区最小,活动区次之,缓冲区最大;在物种多样性上,对照区最小,缓冲区最大,活动区介于其中;从生态优势度来看,呈现出缓冲区>活动区>对照区的趋势。

基于脉冲波Mueller矩阵解的系统响应函数对植被层地表面多参数的反演

由脉冲波入射一层非球形粒子植被层和下垫粗糙面的矢量辐射传输(VRT)方程,得到时间相关的Mueller矩阵解M;由脉冲波回波波形构造系统响应函数模型,建立散射系统参数组: 植被散射强度矩阵Q、衰减系数矩阵α和地表面散射强度矩阵B以及下垫面散射时延τ.可以证明 M与系统参数组是一致的．用自适应LM方法从M产生的脉冲回波波形估计系统参数组,然后从系统参数组解析地和数值地反演植被层和地表面物理参数．由Q,α及τ反演:粒子层厚度、粒子尺寸、取向、密度、介电常数,由B反演地面粗糙度和介电常数．数值结果显示,由回波波形估计系统参数组,再由系统参数组反演物理参数,是一种可行的反演方法．

屋顶植被层传热的数值模拟研究

分析了当前对屋顶种植层的研究现状以及对屋顶植被层进行理论和实验研究的意义;在前人的研究成果的基础上,对自然植被层进行理论与试验研究,找出自然植被层所表现出的热特性。结果表明:自然植被传热的理论模型与试验测试较为吻合,能够很好地说明本植被层的温度变化规律,为进一步研究其他植被层的热特性提供了有益的参考。

太岳山七里峪道路建设对不同植被层物种多样性的影响

运用6个物种多样性指数,研究了七里峪景区道路建设对不同植被层物种多样性的影响。结果表明:(1)乔木层的物种多样性在道路建设干扰程度最小的地方都达到最大值,在干扰程度居中的地方出现也相对较大,在干扰程度最大的地方最小。乔木种的多样性与环境因子间的相关性较大。(2)灌木的丰富度和均匀度,在道路干扰程度最大、中度和最小的地方都比较大,多样性随道路干扰程度的变化无明显变化。(3)在道路干扰最大的地方,草本的丰富度、多样性和均匀度最大,在干扰最小的地方,草本的丰富度、多样性和均匀度最小,优势度则是在干扰最大的地方最小,干扰最小的地方最大。草本多样性与环境因子的相关最大。

斜坡绿化场地植被层稳定性分析探讨

处于斜坡区域的绿化场地,由于其植被层的土壤密实度、含水量及土壤力学性质与地基岩土间存在较大差异,往往会发生沿某个抗剪强度薄弱面出现整体滑动、局部坍塌和剥落现象,严重影响绿化区域自然景观。本文对其失稳破坏的机理及模式进行了研究探讨,针对沿任意滑动面的整体滑动模式,提出了稳定性分析方法;针对沿圆弧滑动面的局部坍塌模式,提出了基于积分法的稳定性计算及最危险滑动面搜索方法。

不同林龄兴安落叶松林对其植被层生物量分配特征的影响——以根河林业局为例

为明晰兴安落叶松林发育过程中生物量变化规律,本研究以不同林龄兴安落叶松林(Larix gmelinii)为研究对象,分析不同林龄对兴安落叶松林植被层生物量分配的影响。结果表明:不同林龄兴安落叶松林乔木层生物量在中龄林时达到最大值(68.27 t/hm^(2)),且乔木层生物量占比以地上部分为主;灌木层生物量在成熟林时达到最大值(1.11 t/hm^(2));草本层及枯落物层生物量在近熟林时达到最大值(分别为1.29 t/hm^(2)和5.30 t/hm^(2))。乔木层生物量在整个植被层中占绝对优势。

秦巴山地植被冠层降雨截留时空分异特征及驱动因素

冠层截留研究对于了解区域水资源分配和评估生态水文功能至关重要,山地复杂多样的环境使其存在较大的不确定性,遥感的发展为揭示山地系统冠层截留的特征提供了机遇。以秦巴山地为研究区,基于降雨数据和叶面积指数遥感数据,耦合植被冠层降雨截留模型,定量模拟和分析秦巴山地2003—2020年植被冠层降雨截留能力及其时空变化特征,并验证其精确性;采用地理探测器、相关分析和约束线法探究冠层截留的驱动因素。结果表明:(1)与PML_V2数据集和实测数据相比,3.5以下的均方根误差和0.75以上的有效系数证实了A.P.J.DE ROO模型模拟的可靠性。(2)近18年截留量和截留率整体呈上升趋势,截留率在2015年发生逆转,由增(0.08%/a)向减(-0.15%/a)转变。(3)秦巴山地冠层截留总体上呈西部高山区和东北部边缘低,秦岭和大巴山区高的空间格局,其随海拔上升呈现“上升-稳定-下降”的分布特征;空间变化以上升趋势为主,显著下降的区域主要分布在汉江河谷的中心;低海拔区域变化差异较大,中海拔区域以显著增加为主,高海拔区域无显著变化。(4)叶面积指数和降雨量是影响冠层截留的主要因子,约束关系分别为正线型和正凸型;阔叶林截留率与小降雨事件的相关性高,针叶林、灌丛截留率与强降雨事件相关性较强,气候因子对冠层截留的影响在类别和解释程度上存在空间差异。研究可为区域尺度冠层截留的估测提供思路,且有助于评估气候变化背景下生态系统对水循环的影响。

利用半球图像法提取植被冠层结构特征参数

植被冠层结构深刻地影响着植物群落与环境的相互作用,对植被冠层结构的研究是深入理解植被生态系统格局、过程及其运作机制的重要基础。冠层结构特征参数的快速测量方法是植被冠层结构研究的前提,目前测量方法主要是基于实际测量的地面法,地面法一般费时费力,受人为因素影响较大,因此本文探索利用半球图像法获取植被冠层结构特征参数。通过对半球图像进行几何纠正并建立参数图层,与分类后的植被冠层图层进行运算提取植被冠层结构特征参数。将该方法应用于祁连山旺腰沟流域青海云杉冠层结构特征参数的提取,包括植被冠幅、冠层面积、冠层周长等,结果显示:半球图像法能够较好的提取植被冠层结构特征参数,该方法具有简单、客观、可重复等优点,也可作为植被冠层结构变化的监测方法。

由冠层孔隙度反演植被叶面积指数的算法比较

植被的叶面积指数(LAI)是植被最重要的生态参数之一,也是估算多种植被冠层功能过程的关键参数.迄今已提出的LAI的获取方法可归纳为直接测定和间接估算两大类.本文以河北省黄骅市为研究区,从遥感光学模型建立机理及数量分析的角度,对由植被冠层孔隙度反演植被LAI的4种间接估算方法进行了试验和比较.研究结果表明,LAI与植被盖度之间呈明显的正相关关系,即随着LAI的增大,植被盖度也在增大.在这4种估算方法中,LAI-2000算法最适用于研究区植被LAI的估算.

基于Hyperion高光谱数据的植被冠层含水量反演

植被冠层含水量广泛应用于农业、生态和水文等研究中。本文基于PROSAIL模型,建立了利用Hyperion高光谱数据定量反演植被冠层含水量的模型。首先,PROSAIL模型模拟植被冠层反射特征表明,970nm水吸收带右侧曲线(980～1 070nm)一阶导数D980～1 070与冠层含水量关系密切,决定系数达0.96。基于此,利用Hyperion数据的983,993,1 003,1 013,1 023,1 033,1 043,1 053,1 063nm共9个波段计算D980～1 070,并利用所建模型反演植被冠层含水量。最后,利用黑河流域盈科绿洲的实测数据对反演结果进行了验证,其平均相对误差为12.5%,均方根误差在0.1kg·m-2内,结果表明该模型可靠。该研究可以为大范围获取植被含水量信息提供有效方法。

荒漠草原人工柠条林草本层植被的结构与动态

为系统认识柠条林草本层植被的物种组成特征及其动态变化规律,把握灌草结构及人工林系统的演变趋势,采用空间换时间的方法,以天然草地为对照,搭建一个由不同林龄样地构成的研究序列,并开展灌丛内外植被季节性动态的跟踪监测与分析。结果表明:1)对照草地和柠条林地草本层物种共计25种,分属于8个科23个属。16a柠条林物种数最多(16种),随着林龄的增大,物种数逐渐减少,中亚白草和隐子草等多年生禾草开始出现,但是优势种以一年生短命植物为主。物种多样性指数则随林龄增长呈先增长后下降的趋势。2)草本层植被盖度、生物量与物种数的季节动态主要受降水、气温变化的影响,但是灌丛的存在显著延滞了草本层植被经历春季干旱后的生长恢复速度,并以25a柠条林的生长节律变化最为突出。3)林龄显著改变了灌丛内外草本层植被盖度以及灌丛内草本层植被生物量的季节动态,林龄与季节因子间存在显著的交互作用。综上所述,荒漠草原人工柠条林草本层植被的结构与动态是林龄、季节以及空间异质性等因子交互作用下的产物,伴随人工柠条林的衰败,群落存在逐步向地带性植被演替的趋势,但是在以一年生短命植物为主要优势物种情况下,系统稳定性的维持和演替方向还存在诸多的不确定性。

扩展真实结构模型模拟植被冠层半球图像

半球成像技术是植被冠层结构非接触测量方法中的重要手段之一,但是在提取针叶林等复杂植被结构参数方面精度较低。目前,利用多波段计算和多相机比对来提高精度成为研究热点。由于仪器和环境条件限制,地面试验较为困难,因此开展半球图像模拟试验非常必要。目前的模拟研究仅集中在可见光波段,且多考虑单次散射,因而不适应多波段的模拟需求。基于球形投影和画家算法,对计算机真实结构模型RGM进行了扩展,充分考虑多次散射,实现了可见光、近红外和热红外多波段植被半球图像的快速模拟。模拟实例显示,扩展模型能有效而逼真地模拟不同类型冠层下方的不同波段的半球图像,并在可见光波段模拟出较好的太阳和天空效果。该扩展模型将为植被冠层结构测量和遥感反演研究提供有利支撑。

用于植被冠层分析的高光谱波段的组合方法研究

波段数目多和波段宽度窄是高光谱分辨率遥感的两个显著特点 ,常规的用于分析的波段组合方法在信息的利用上是不充分的。笔者利用六种植物的冠层测量数据作为试验样本 ,使用了系统聚类分析的方法 ,找出具有信息相似性的波段 ,将这些波段划分为同一种通道类型 ,它们对于植被冠层中的同一种生化成分是敏感的 ,并使用主成分分析的方法进行降维、合并处理 ,得出可以用于实际分析的波段线性组合方法。最后利用前两个主成分的相对得分图 ,进行不同物种类别的划分 ,达到识别的目的。

叶片的灰尘对高光谱遥感中植被冠层反射率的影响

灰尘作为气溶胶的一部分由于沉降现象而附着于植物叶子的表面,当遥感探测器扫描植被冠层时,所得反射率数据就具有了一定的相似性。在平时我们处理卫星数据时忽略了附着于叶子表面灰尘的影响,没有把植被表面的灰尘作为影响因子考虑进去。随着探测器的发展,光谱分辨率的提高,灰尘对于某些波段的影响越来越大。由于天气变化如降雨可以使植被叶片表面灰尘减少甚至消失,引起植被反射率发生变化,于是本文通过模拟降雨前后植被叶片反射率变化,来研究灰尘的影响程度大小。具体方法为采用ASD野外光谱仪分别测量小麦、冬青等植被采摘后表层附有灰尘的叶片和模拟雨水冲洗灰尘后的叶片。通过同一片叶子两次测得的不同数据处理、比较得出以下结论:1.附着于植被冠层的灰尘对其反射率有很大影响。2.没有去尘处理的叶片反射曲线不是灰尘反射曲线和经除尘处理的叶片反射曲线简单的线性叠加。3.灰尘并不会造成“红边”移动,不会发生“蓝移”和“红移”。