低覆盖草地叶面积指数遥感估算方法

有效估算低覆盖草地叶面积指数(LAI),对监测低覆盖草地生长状况、优化完善草地管理具有重要意义。以往针对草地叶面积指数的研究大多集中于中高覆盖度草地,对低覆盖草地的研究相对较少。利用谷歌地球引擎(GEE),基于Landsat-8卫星数据提取所需特征变量,通过特征变量与叶面积指数的相关性及其在模型中的重要性进行特征优选,确定模型最佳变量个数,以此构建机器学习模型,探寻适合在低覆盖区草地估算叶面积指数的方法。结果显示,基于相关性特征优选的梯度提升回归树模型(r-GBRT)在低覆盖草地估算叶面积指数的效果较好,测试集的R 2为0.686,均方根误差(RMSE)为0.101。结果表明,基于特征优选构建的机器学习模型在低覆盖条件下估算草地叶面积指数方面具有较好的应用价值。

基于低覆盖度治沙理论在干旱半干旱区的应用研究

自新中国成立以来,我国政府在生态文明建设上,将防沙、治沙作为推动沙区经济社会发展的首要任务,并制定一系列政治举措促进沙漠化防治工作的深入开展,如防沙治沙法律法规、实施生态补偿机制、推动沙产业发展等。然而,传统的治沙方法在高覆盖度地区取得了显著成果,但在干旱半干旱地区却面临着诸多挑战。因此,基于低覆盖度治沙理论的应用研究在干旱半干旱区具有重要意义。文章以分析低覆盖治沙理论在干旱半干旱地区运用低覆盖治沙模式需要遵循的原则为起点,以西北干旱荒漠区采取的防沙、治沙措施为例,探究低覆盖治沙理论运用成效。

低覆盖度不同配置灌丛内风流结构与防风效果的风洞实验

低覆盖度灌木群丛是干旱、半干旱区广泛分布且具有重要意义的植被，也是人工修复沙地应遵从的植被。通过风洞试验模拟了覆盖度在20％左右的三种水平配置格局的灌木群丛内风流结构与防风固沙效果。结果表明：①水平配置格局不同，低覆盖度灌木群丛的防风效果差异显著，行带式模式具有非常显著的阻碍和降低风速的作用（风速降低36％～43％）；等株行距模式次之，风速降低7％～28％；随机不均匀配置模式内局部有风速抬升现象，②行带式模式内形成规整的随灌丛带波动的流场结构，而随机不均匀配置模式内形成由多个风影区和风速加速区组合的非常复杂的流场结构，等株行距模式居于二者之间。③带间宽度在56cm和64cm时的防风效果较带宽为32cm和40cm好。说明覆盖度降低到11％～13％，行带式模式的防风效果仍然不会降低。④两行一带配置均表现防风效果优于单行配置，且随试验风速的增大防风效果更好。

低覆盖度沙蒿群丛的水平配置结构与防风固沙效果研究

针对覆盖度小于28%的沙蒿群丛,通过野外测试和风洞模拟实验,研究了行带式、等株行距和随机不均匀等3种水平配置格局的防风固沙效果及其流场特征。结果表明:①行带式配置格局具有非常显著的阻碍和降低风速的作用,流场结构稳定规则;等株行距次之;随机不均匀配置格局内局部有风速抬升现象流场结构复杂多变。②行带式配置格局带间形成“凹月”形稳定沙面并能出现结皮,流沙被完全固定,而随机不均匀分布的沙蒿群丛内有明显的风蚀现象。③行带式配置格局在带的背风侧和迎风侧分别形成4.0m和0.5m的一个风速显著降低区,成为提高防风固沙效果的核心。

低覆盖度灌木群丛的水平配置格局与固沙效果的风洞试验

针对覆盖度为18%～20%的灌木固沙疏林,在风洞内,模拟了行带式、等株行距和随机不均匀等3种水平配置格局的风力侵蚀机理和固沙效果。结果表明:1.当风速为10m/s时,行带式内吹风30min后不出现风蚀,等株行距和随机模式内分别在吹风8min和3min出现风蚀;2.当风速增大为15m/s时,行带式仅在模式内出现微弱的风蚀和积沙,吹风30min后形成稳定的凹月形沙面,最大蚀、积厚度为0.4cm和0.7cm,没有形成风沙流,而等株行距和随机模式则出现强风沙流,吹风30min后,模式内65.57%和66.96%的沙被吹走;3.等株行距主要风蚀灌空隙丛间的沙面,随机配置主要风蚀灌丛分布的大空隙间的沙面,而在灌丛相对集中的部位积沙,因此形成非常复杂的沙面形状。

低覆盖度行带式固沙林对土壤及植被的修复效应

在我国干旱、半干旱地区由于水分条件的制约,经过漫长的自然演替过程,逐步发育形成了广泛分布的低覆盖度植被,这些低覆盖度植被类型中存在大量的天然乔木疏林或稀疏灌丛,地表处于半流动状态,而配置成行带式后,能够完全固定流沙,并且不同配置模式下行带式固沙林土壤与植被自然恢复程度不同。因此,通过对不同带宽的低覆盖度行带式固沙林对土壤及植被修复的影响研究,揭示了不同带宽行带式固沙林带间土壤因子与植被因子的变化过程,从而阐明行带式固沙林对带间植被自然恢复和土壤发育的促进作用。结果表明,行带式杨树固沙林能够明显的促进带间土壤与植被修复;带间距离的宽窄影响植被恢复及土壤发育效果;宽带间距固沙林带间植被多样性指数高,地上生物量大,根系生物量,总长度及表面积均高,土壤水分养分条件好,微生物数量大植物残体分解快,有利于植被的生长;模糊综合评估结果表明,不同带间距行带式固沙林土壤植被恢复程度不同,宽带间距20m的恢复效果>带间距15m>带间距10m。行带式固沙林通过带间宽度的变化可以调节植被与土壤之间的相互作用,窄带间距固沙林土壤与植被的相互作用则由于造林密度大而受到抑制。宽带间距可以明显加快土壤及植被修复的速度,进而缩短土壤及植被修复的时间。

低覆盖度固沙林的乔木分布格局与防风效果

低覆盖度植被是我国干旱、半干旱区经过漫长的自然演替过程逐步发育形成且广泛分布的植被类型。前人研究认为,植被覆盖度达到40%为固定沙地,40%—20%为半固定-半流动沙地。但在实践观察中发现:在低密度(或覆盖度)时,灌丛的水平分布格局对固定流沙和阻止风沙流的作用差异显著。在干旱区、半干旱区,存在着大量天然的乔木疏林,其覆盖度均在低于40%,地表处于半流动状态,而配置成行带式后,即使覆盖度降低到20%时,地面也不会出现风蚀现象。因此,在内蒙古浑善达克沙地,针对覆盖度在20%左右的乔木疏林,同时测定了随机与行带式两种分布格局的防风阻沙效果。结果表明:(1)在不同的对照风速下,行带式配置的林内的相对风速均低于随机分布,其中在200 cm高度处行带式配置的平均相对风速比随机分布的低53.89%,在50 cm高度处低36.82%;(2)行带式林内的水平风速流场变化有一定规律,而随机分布林内风速流场变化主要受树冠在空间的分布影响,变化非常复杂;(3)随机分布的疏林内出现风速超过旷野对照的现象,在50 cm和200 cm的两个观测高度上分别有约27.45%和22.55%的风速测定值超过对照风速,说明出现明显的局部风速"抬升"现象,形成了强的涡流;(4)行带式配置林内的平均地表粗糙度达到1.01 cm,比随机分布的疏林内增大约5倍之多;(5)总体而论,行带式分布格局第1带降低风速的作用最显著,第2带及其以后各带间的风速均比第1带后的风速小,但逐带降低的叠加效益不明显;(6)由于乔木基本(枝下高)没有枝条对风的阻碍,乔木行带式固沙林在迎风面的第1林带的基部有一定的风力"抬升"作用,对林带基部地面产生较强的侵蚀作用,多数第1带树木的根系被侵蚀裸露,过境的风沙流只能在林带后树冠外侧堆积;(7)随机分布林内在许多位置出现了非常低的地表粗糙度,地表粗糙度低的位置基本与风速"抬升"区相吻合,这种"抬升"区形成的强的涡流是疏林内出现风蚀坑的重要因素,这也是浑善达克沙地出现榆树与风蚀坑相间分布的主要原因。

低覆盖度治沙的原理与模式

低覆盖度治沙是一项荒漠化治理新理念、新技术,是从近自然林业思路出发,探索的能够完全固定流沙、加快土壤植被修复、提高生物生产力、节约生态用水、实现固沙林可持续发展的覆盖度在15%-25%的新型治沙模式.该模式获多项国家专利及科技成果,开创了植被在低覆盖度下实现防沙治沙目标的新领域,在内蒙古、宁夏、甘肃等地推广面积约200万hm^2,且在京津沙源工程中得到广泛应用.该模式对推动我国防沙治沙工作进入更加科学、高效、经济的时代具有重要价值,必将引领我国防沙治沙研究向着一个崭新的方向发展,为我国防沙治沙工程及生态环境建设做出巨大贡献.

浅谈和田地区低覆盖度治沙造林模式的应用成效

在对和田地区风沙危害情况及近年来风沙治理情况及模式的研究总结,将各种模式与"低覆盖度的造林技术"相结合,通过分析低覆盖(密度)造林模式已经成为和田地区防沙治沙生态治理造林主流模式,可在节约水资源的情况下,最大限度地发挥生态及经济效益,具有广泛的可利用前景。

全基因组低覆盖度测序结合传统细胞遗传学核型分析在罕见遗传病诊断中的应用

目的对1例NT增厚的彩超异常胎儿进行遗传学分析及诊断,探讨多种检测方法的联合应用在遗传病检测中的实际意义。方法采用全基因组低覆盖度测序(WGS)法检测胎儿染色体非整倍体及100kb以上的拷贝数微缺失/微重复,同时用常规G显带法对羊水行胎儿脱落细胞染色体核型分析。结果WGS显示胎儿4q末端存在34.16Mb的重复合并18q末端存在19.97Mb的缺失,经结合G显带核型分析最终确定该胎儿核型为46,XN,der(18)t(4;18)(q32.1;q21.3)。结论应用WGS结合染色体G显带核型分析技术,确诊了1例4q部分三体合并18q部分单体衍生的不平衡重排染色体的彩超异常胎儿,证明合理运用细胞遗传学和分子遗传学检测方法有助于对染色体异常的遗传学变异病例进行明确诊断。

低覆盖度治沙理论及其在不同气候区的应用

低覆盖度治沙理论是一项覆盖度在15％～25％的新型治沙模式。从该理论在防风治沙、节约生态用水、加快土壤植被修复、提高生物生产力、实现固沙林可持续发展等方面进行分析，并提出适用于半干旱、干旱与极端干旱区的低覆盖度治沙模式设计。

在低覆盖度下Au/GaAs和Au/GaSb界面的开尔文探针电容电位差研究

介绍了在超高真空系统中利用开尔文探针电容电位差(CPD)方法,在低覆盖度下Au/GaAs和An/GaSb的界面研究工作.在劈裂后的GaSb和GaAs表面,经初始的亚单层Au淀积后,两者的CPD值均有很大的跳变.这是同这一事实相符合的:按照光发射谱测量,在Au淀积的最初阶段(约0.2ML的Au淀积层),费米能级就“钉住”在表面态.此外,Au/n-GaAs的界面实验表明:CPD值有显著的光效应,特别在小于1ML的Au淀积层的情形下.

全基因组低覆盖度测序技术检测胎儿先天性心脏病拷贝数变异

目的采用全基因组低覆盖度测序技术检测先天性心脏畸形(CHD)胎儿染色体基因拷贝数变异(CNVs),探讨胎儿期CHD遗传学特征。方法采集CHD胎儿脐带组织,用全基因组低覆盖度测序技术检测CNVs,分析其与临床参数的关系。结果22例CHD胎儿共检出CNVs异常8例,异常率为36.4%。其中致病性CNVs异常4例(18三体综合征、13三体综合征、Di George综合征、猫叫综合征各1例),致病性未知的CNVs异常(VOUS)5例,包括3q29del 1.66M、3q28del 0.24Mb、15q77.1q11.2dup 2.38Mb、Xdup 0.4M、Xq26.3dup 0.4Mb各1例。结论胎儿期CHD与CNVs关系密切,全基因组低覆盖度测序技术有助于发现与CHD遗传易感相关的CNVs。

低覆盖度治沙和工程与生物治沙模式相结合在荒漠化治理中的探索应用

【目的】低覆盖度治沙是一项荒漠化治理新模式,在实地应用中取得了良好效果有重要的应用价值。但在沙漠中营造防风固沙林首先需要铺设草沙障,目前沙区基本上还是依靠传统的人工压沙来完成,引入机械化固沙的技术手段很有必要,不仅能保证良好的质量效果,还能提高防治效率;工程与生物治沙模式改变了传统的治沙模式,实现了机械装备防沙治沙,加速了荒漠化治理的进程,但在利用植物治沙这方面还有不足之处。为提高草沙障中种植的沙生植物成活率,将两种模式有机的结合在一起,进行新的尝试,有助于发挥各自优势,相得益彰。【方法】先用固沙设备完成草沙障的铺设,在符合本地土壤水分条件的前提下,再在草沙障内营建低覆盖度行带式固沙林,以最佳的组合配置形成科学的防治体系。【结果】根据实测结果进一步进行不同配置规格与方式的组合探索与应用,探索本区域固沙造林的最佳株行距,为本区域的荒漠化防治提供可行实用的方案。【结论】在机械化固沙的基础上,合理科学应用低覆盖度治沙体系营造防风固沙林,在实地结合应用中坚持生态科学性、试验和推广结合、生态与经济效益并重的原则,发挥两种模式的最大优势,提高荒漠地区植被自然修复能力,做好生态环境治理与生态修复工作,实现示范基地周边经济、社会、生态的协调发展,为防沙治沙以及生态环境建设做出更大的贡献。

高信噪比、低覆盖次数煤炭地震勘探技术探讨

在地震地质条件复杂地区,因资料信噪比低,其勘探效果难以满足现代化矿井集约高效、安全高产的要求。大排列、小道距、高覆盖、高信噪比的精细地震勘探虽可提高勘探精度,但成本较高,为此针对煤炭行业的现状及现有经济技术条件提出了高信噪比(不小于2)、低覆盖次数(低于常规覆盖次数的1/3)的地震勘查方法。该方法在比现有市场单价稍高的情况下,也能获得高信噪比的原始资料。地震波激发技术是该方法的重要和关键环节,具体攻关方向为共振技术、载波技术等。该技术的应用效果比常规勘探具有一定的比较优势,除将显著提高煤炭地震勘探的精度外,其在陆上部分油气勘探领域、深部地震反射剖面探测、活断层探测中也会有较好的应用前景。

低覆盖度治沙理论及其在干旱半干旱区的应用初探

近年来,为了防治土地沙化和水土流失,实现固沙育林的可持续发展目标,我国提出了低覆盖度治沙理论,并在沙化严重的区域试推行,在防沙治沙工作中取得了显著的成效。通过对低覆盖度治沙理论进行研究,并分析了该理论在干旱半干旱区的应用,为推进我国防治沙化工作提供参考。

低覆盖度治沙技术效益已近400亿元

2016年5月19日讯：中国林科院荒漠化研究所防沙治沙首席专家杨文斌研究员日前应邀在内蒙古自治区达拉特旗作“低覆盖度治沙——原理模式与效果”报告。

低覆盖度治沙理论及实践

沙漠化是我国乃至全球面临的重大生态问题,沙区水资源问题十分突出。低覆盖度治沙理论依据天然稀疏林密度,提出在降低固沙林覆盖度的基础上,通过改变分布格局能够保持防沙治沙的效益,为沙漠化防治提供了新的思路。给出8了低覆盖度治沙的原理和不同气候区低覆盖度固沙体系典型设计,提出了低覆盖度治沙理论在与传统技术模式结合、羽翼袋沙障、沙地林田草沙水分利用与近自然生态恢复等方面的几种创新实践。实践表明,低覆盖度治沙是用覆盖度15%—25%的固沙林带(沙障)构建的一种复合型固沙植被恢复模式,留有75%—85%的空地或者地带性自然恢复植被带,能够确保沙区的水分平衡和雨养植被的稳定持续发育,对于解决目前沙区水资源承载力不足,固沙林稳定性、可持续性差等问题具有重要意义。今后将进一步加强基于低覆盖度理论的治沙、沙产业相结合的技术示范研究。

低覆盖治沙理论下人工与自然耦合的植被修复机理综述

低覆盖度治沙理论的核心是乔灌木覆盖度控制在15%~25%,内涵是疏林、疏灌的格局演变,外延是格局演变的风沙物理、近地层水文、小气候、界面生态以及人工治理与自然植被修复的耦合作用等多项机理。在分析了风沙物理与水文机理的基础上,进一步明确了植被修复机理:(1)低覆盖度治沙优化组合了边行优势和界面生态机理,优化的带间距使得自然修复的物种数量增加2~5倍;(2)人工治理与自然修复能够形成耦合作用,优化的带间距使得土壤、植被与微生物的修复速度加快19%~27%;(3)初步提出低覆盖度固沙林不同建植林种的优化带间距分别为:针叶乔木15~40 m、阔叶乔木15~36 m、灌木12~28 m、半灌木5~12 m;(4)降水渗漏补给地下水既能支持地下水位的稳定、又能维持正向的耦合作用,支撑人工固沙林及带间土壤、植被、微生物的稳定性与可持续性。综述低覆盖度治沙理论耦合的植被修复机理及其相关参数,对降低防沙治沙工程成本、提升固沙植被稳定性具有重要的理论指导意义和实践应用价值。

低覆盖度行带式固沙林带间土壤微生物群落多样性

以低覆盖度(15%~25%)行带式固沙林25 m宽林带间样地为研究对象,应用高通量测序技术,对行带式固沙林带间土壤微生物群落的结构和多样性特征进行了分析比较。结果表明:(1)林带间不同位置土壤理化性质存在显著差异,行带式固沙林对土壤理化性质、土壤微生物恢复有促进作用。林带间15 m的位置恢复效果最好,土壤微生物多样性指数较高,群落丰富度高。(2)土壤中主要的优势细菌菌群为放线菌门、变形菌门、酸杆菌门、绿弯菌门,其中放线菌门相对丰度最高;真菌群落中子囊菌门为主要优势菌门,被孢菌门是行带式固沙林样地次优势菌门。(3)速效钾、土壤容重、有机质是影响土壤微生物群落结构的重要因子。