盐城滨海湿地优势植物碳氮磷生态化学计量高光谱反演

滨海湿地是海陆交界的生态过渡带,是自然界生物多样性最丰富的生态系统之一。湿地植物作为湿地生态系统重要的组成部分,研究其碳、氮、磷生态化学计量特征是了解植物生长状况与适应策略的有效途径。以江苏盐城滨海湿地为研究区,采集互花米草(Spartina alterifora)、芦苇(Phragmites australis)、白茅(Imperata cylindrica)、柽柳(Tamarix chinensis)、盐地碱蓬(Suaeda salsa)共5种优势湿地植物样本及冠层高光谱数据,对植物的碳、氮、磷生态化学计量特征进行高光谱反演研究。结果表示白茅、柽柳与芦苇的最佳反演模型为随机森林(RF)模型,对互花米草反演效果最好的是偏最小二乘(PLSR)模型,而对盐地碱蓬反演精度最高的是BP神经网络(BPNN)模型。研究表明利用高光谱数据可以实现湿地植物碳、氮、磷生态化学计量特征的准确反演,不同模型对于不同湿地植物的反演存在差异,RF模型的反演稳定性最强,是反演湿地植物生态化学计量特征的较优模型。

基于植被净初级生产力(NPP)的陕西黄河湿地植被固碳潜力研究

为科学评估陕西黄河湿地植被固碳潜力,以陕西黄河湿地保护区为例,在获得研究区33个样地实测生物量数据和2021年植被净初级生产力(NPP)数据的基础上,借助地统计学方法建立了生物量与植被NPP之间的关系方程,明确了陕西黄河湿地保护区整体和不同湿地类型NPP分布格局和空间分异特征。结果表明:湿地植被NPP格局表现为沼泽湿地高于坑塘湿地,其中草本沼泽湿地NPP每年为5476.93 kgC,每平方米为1.62 gC/a;灌木沼泽湿地NPP每年为1871.56 kgC,每平方米为2.62 gC/a。本研究为湿地植被NPP的研究提供一种新的方法和途径。

湿地生态单元定义及其在湿地恢复中的应用

生态单元的概念在生态系统的环境保护和生物保护中被广泛应用。通过阐述湿地生态单元的定义、内涵和外延,分析了湿地生态单元的特征,介绍了湿地生态系统的内部生态单元、湿地“外援”生态单元和人工重建湿地生态单元等在湿地恢复中的应用案例,并对湿地生态单元未来需要关注的研究方向进行了总结,以期为湿地保护与精细化管理提供理论基础和科学依据。

中美牧草育种的现状与异同

牧草育种工作是草牧业可持续发展的重要基础。本文总结了中、美两国在牧草种质资源、牧草育种技术、牧草育种体系的现状与差异。主要表现为我国牧草种质资源保存量较少,虽然做了大量评价工作,但利用不足;常规育种方法仍旧是两国培育新品种的主要模式,但是我国在投入和研究的细致程度上还有较大差距;美国的研究主体更加多元,重视新品种知识产权保护和产、学、研、推有效结合,共同促进了美国牧草产业的高速发展。了解中美牧草育种的现状与异同,可以为中国牧草育种的发展提供一定的思路。

围封与放牧对典型草原植被和土壤的影响

1979年开始在内蒙古典型草原进行长期围封和放牧试验,分别在2005年（处理26年）和2010年（处理31年）进行取样,分析生长季植被和土壤对围封和放牧处理的响应。结果表明,围封相对于放牧增加了植物种类。围封增加了地上生物量,放牧处理地上生物量变化不明显。放牧和围封均增加了根系生物量,但放牧处理的效果更加明显。土壤有机质和土壤全氮随土壤深度增加呈现逐步降低的趋势。在0~40cm土层,围封显著提高了土壤有机质含量（P〈0.05）,自由放牧对土壤有机质影响不显著。土壤全氮在围封和放牧地均得到显著性提高（P〈0.05）。

盐城滨海湿地土壤多环芳烃分布特征及影响因素

多环芳烃(PAHs)是一类具有致癌、致畸和致突变作用的环境污染物,研究盐城滨海湿地土壤中PAHs的分布特征、来源以及环境因子对其分布的影响,可揭示盐城滨海湿地的污染现状,并为PAHs污染区域修复提供理论依据,进而为我国滨海湿地的生态修复与保护提供科学参考。2019年8月,分别采集研究区域内4种优势植被(互花米草Spartina alterniflora、海三稜藨草Scirpus×mariqueter、白茅Imperata cylindrica和盐地碱蓬Suaeda salsa)覆盖下的表层土壤(0—20 cm)样本21个,并测定PAHs的质量分数。结果显示,(1)盐城滨海湿地土壤中16种多环芳烃(Σ_(16)PAHs)的检出率为100%,质量分数范围为227—884 ng·g^(−1),均值为479 ng·g^(−1),其中7种致癌多环芳烃(Σ_(7)PAHs)质量分数范围为79.8—553 ng·g^(−1),均值为286 ng·g^(−1)。研究区内21个点位中,有4个点位处于中度污染水平,其余点位均为轻度污染。不同植被覆盖下土壤中4种PAHs单体质量分数及总质量分数存在显著差异。(2)采用特征比值法和主成分分析法对研究区内土壤PAHs来源进行解析发现,PAHs主要来源于燃烧过程。(3)针对环境因素和PAHs的相关性分析得出,萘(Nap)、芴(Flu)和䓛(Chr)与土壤含水率(SWC)呈显著正相关关系(P<0.05);Chr和二苯并[a,h]蒽(DahA)与土壤有机质(SOM)呈极显著正相关关系(P<0.01);苊烯(Acy)与土壤粘粒呈显著正相关关系(P<0.05)。通过偏相关性分析发现,剔除土壤粒径这一因素后,SOM和SWC与PAHs的相关性显著减弱。剔除植被密度(VD)或土壤pH的影响后,减轻了SOM与PAHs关系的显著程度,而增加了SWC与PAHs的相关性。

施肥、灌溉及火烧对荒漠草原土壤养分和植物群落特征的影响

通过对内蒙古四子王旗荒漠草原进行施肥、灌溉及火烧处理,研究其对群落特征和土壤养分的影响。结果表明:施氮处理使土壤速效氮含量得到了显著提高(P<0.05),pH值略微降低,但没有达到显著差异水平,对全效养分均无显著影响;灌溉处理提高了土壤pH值,降低了速效氮含量,但都没有达到显著差异水平,对土壤全效养分的影响也无显著差异;火烧处理提高了土壤pH值(P<0.05),降低了有机质含量(P<0.05),全效养分和速效养分均有增加的趋势,但差异不显著。施氮、灌溉和火烧三种处理均降低了群落株丛数(P<0.05)和盖度;施氮和灌溉处理增加了群落高度(P<0.05),火烧处理的影响不显著;施氮和灌溉处理均提高了群落地上生物量(P<0.05),火烧处理的影响不显著。

北京市海淀区湿地保护规划与布局探析

海淀区是北京市城市湿地群的重要分布区域,是建设国际一流和谐宜居之都的关键地区。为提升北京市海淀区湿地质量和生态功能,加强海淀区湿地保护管理,以“生态优先、科学布局、突出重点、以人民为中心”为理念,提出“一带—两核—多点”的海淀区湿地保护布局,并对湿地恢复、湿地公园、小微湿地建设、湿地生物多样性保育小区、湿地科研监测能力提升以及湿地自然教育和科普能力提升6个方面进行规划,促进海淀区“生态优美之城、和谐宜居之城”的建设。

陕西黄河湿地土壤碳氮含量高光谱估算反演

为实现湿地土壤有机碳(SOC)和全氮(TN)快速、准确的测定,以陕西黄河湿地自然保护区湿地土壤为研究对象,在室内采集并研究有机碳和全氮与高光谱350~2500 nm波段的定量反演关系,并结合随机森林(RF)模型、反向传播神经网络(BPNN)、偏最小二乘(PLSR)和支持向量机(SVM)建立光谱与有机碳和全氮间的定量反演模型。结果表明:基于原始光谱建立的土壤有机碳反演模型精度更高,经一阶微分变换后的光谱反射率建立的全氮含量反演模型精度更高;采用SVM模型建立的土壤有机碳和土壤全氮模型预测效果最好,基于一阶光谱和原始光谱反射率建立预测模型的决定系数R2分别为0.72、0.64和0.84、0.81,预测均方根误差(rmse)分别为2.91、3.61和0.01、0.01。采用高光谱技术对湿地土壤有机碳和全氮含量进行预测是可行的。

浙江百山祖国家公园土壤养分含量高光谱预测模型应用探讨

【目的】分析不同生境类型下的土壤养分含量垂直分层变化特征,在实地调查基础上探讨应用高光谱技术预测土壤养分含量的可能性,为实现快速评估土壤状况提供参考。【方法】在浙江百山祖国家公园选择4种生境类型,采集0~10、10~20、20~30 cm 3个土层的样品,分别测定其有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)、全钾(TK)含量。在实测基础上采集每份土壤样品的光谱信息,分别基于原始光谱反射率、一阶微分光谱反射率,建立支持向量机(SVM)、偏最小二乘(PLSR)、随机森林(RF)、一元线性回归(ULR)的4种养分含量反演模型。【结果】1)表层(0~10 cm)土壤的养分含量除全钾以外,有机碳、全氮、全磷含量均显著大于其他层次(10~20 cm、20~30 cm)(P<0.05);2)基于一阶微分光谱反射率建立的模型验证R2基本高于基于原始光谱反射率建立的预测模型,说明一阶转换可以改善建模效果,从而更好地反演土壤养分含量;3)在SVM、PLSR、RF、ULR这4种模型中,SVM模型表现最稳定,预测效果最可靠,基于一阶微分光谱反射率数据的4种养分含量的SVM模型,R2最低也达到0.59,最高达到0.91。【结论】不同生境类型下的土壤养分含量存在显著差异;基于一阶微分反射率的高光谱技术可以较可靠地预测土壤养分含量,未来应进一步探讨如何利用高光谱技术反演土壤养分含量。

基于高光谱的辽河口盐地碱蓬生态化学计量特征反演研究

通过植物反射光谱信息反演植物体内营养元素含量可以实现快速监测湿地植物状态。以辽河口湿地盐地碱蓬(Suaeda salsa)为研究对象,基于冠层高光谱数据选择随机森林(RF)、支持向量机回归(SVR)、反向传播神经网络(BPNN)3种机器模型建模反演碳、氮、磷元素含量以及生态化学计量特征,并通过一阶微分(FD)、相关性分析提取敏感波段、主成分分析等方法提高反演模型的精度。结果表明,一阶微分处理可以明显提升高光谱信息对元素和生态化学计量特征的敏感度,对建模精度也有一定提升;测试集交叉验证结果与建模集反演结果对比得出BPNN建模时出现过度拟合现象,SVR模型在两次反演中精度最差,RF模型反演效果最为稳定、精度最高。研究结果可为湿地植物元素及生态化学计量特征反演提供依据。

陕西黄河湿地自然保护区碳储量估算

湿地生态系统的固碳及其调节气候等生态系统服务十分重要,准确评估黄河流域自然保护地的碳储量有助于碳中和研究和区域生态保护与高质量发展。该研究基于野外采样和室内分析,并结合遥感数据,评估了陕西黄河湿地省级自然保护区光滩和典型自然植被区的地上植被和0–50 cm土壤碳储量。碳储量评估区总面积13086.52 hm^(2),占保护区面积的23.87%。结果表明,高草植被的地上碳储量显著高于低草植被和矮灌丛植被,其碳密度分别为496.73、23.45和138.38 g·m^(-2);土壤0–50 cm的碳密度为7.15–11.98 kg·m^(-2),高草植被区的土壤碳储量(5.02×10^(5)t)显著高于光滩(2.09×10^(5)t)、低草植被区(3.40×10^(5)t)和矮灌丛植被区(1.45×10^(5) t);最终核算出陕西黄河湿地省级自然保护区典型植被区的地上植被和0–50 cm土壤总碳储量约为1.22×10^(6) t,其中光滩区、低草植被区、矮灌丛植被区、高草植被区的碳储量占比分别为17.13%、27.95%、12.13%和42.79%。研究结果可为黄河中游自然湿地的保护修复和碳汇功能提升研究提供一定的数据支持。

2021–2022年北京市丰台区典型自然保护地植物物种名录数据集

植物是自然保护地的核心组成,是维持生物多样性等生态系统功能发挥的基础资源。本文基于2021和2022年对北京市丰台区4处代表性的自然保护地(南苑森林湿地公园、绿堤公园、莲花池公园、北宫国家森林公园)中植物物种的实地调查结果,整理出丰台区典型自然保护地植物物种名录数据集。本数据集涉及乔木、灌木、草本植物物种73科179属255种,包含自然保护地名称、植物科中文名、科学名、属中文名、属学名、种名、拉丁名等信息。同时基于多源的植物志数据库与文献资料和专家评审相结合,以保证数据的可靠性。通过对丰台区重要自然保护地植物物种的全面摸底调查和监测,为北京市生物多样性时空格局、植物对自然和人为干扰的响应等方面的研究提供数据支持。