北京市门头沟区采砂废弃地治理遥感评价

[目的]对北京市门头沟区采砂废弃地治理进行遥感评价,为北京市政府进行采砂废弃地这一典型退化生态系统的生态修复和景观重建提供依据。[方法]基于门头沟区采砂废弃地遥感影像及实地调研,对各采砂废弃地的规划利用方向进行分类,同时利用综合指数法、GIS分析法和专家打分法等景观评价方法,选取相应的评价因子建立评价模型,对门头沟区采砂废弃地的生态治理效果进行综合评价。[结果]门头沟区采砂废弃地规划利用方式为公共绿地及公园、自然生态恢复区、建设用地、基本农田、河道综合治理区5大类别,治理效果表现为:公共绿地及公园>河道综合治理>基本农田>建设用地>自然生态恢复区。[结论]门头沟区治理近10a来,采砂废弃地规划利用及生态修复取得了显著成效,总体生态治理效果达到近理想的状态,其中公共绿地及公园的治理效果接近理想状态,无论从植被覆盖度还是景观协调度方面都体现出更好的恢复效果,而自然生态恢复方式效果一般,对采砂废弃地不宜采取该种方式。

北川河流域典型林型水源涵养能力评价

森林是水源涵养功能的基础和载体,青海省北川河流域森林覆盖较好,但当前流域内林地的水源涵养情况尚不清楚。本研究选取青海云杉、白桦、华北落叶松、沙棘和青杨这5种在流域内典型树种,对林冠层、枯落物层和土壤层的10个与水源涵养功能密切相关的指标进行流域森林水源涵养分析评价,同时采用层次分析法获得各林种和各指标的权重。结果显示:在林冠层的比较中,青海云杉和白桦的水源涵养能力最佳,华北落叶松次之,沙棘和青杨居末;但在枯落物层的比较中,华北落叶松、白桦和青海云杉的水源涵养能力较好,青杨居中,沙棘表现最差;而在土壤层的比较中,青海云杉和白桦同样水源涵养能力较好,沙棘居中,青杨和华北落叶松较弱。同时,在利用层次分析法检验得到:青海云杉权重最高,达到25%,另外土壤层的水源涵养能力占林冠、枯落物和土壤这3层比重最大,为70.51%。综合林冠、枯落物、土壤和层次分析比较结果,当前水源涵养能力排序为:青海云杉林地>白桦林地>华北落叶松林地>沙棘林地>青杨林地。这一结果为进一步讨论流域内植被景观格局和空间优化配置提供了参考和理论依据。

北川河流域森林冠层结构对林下植被多样性的影响

通过在青海省西宁市大通县宝库林场设置样地,研究5种主要林分森林冠层结构对林下植被的影响。选取沙棘林、白桦林、青海云杉林、华北落叶松林和青海云杉落叶松混交林这5种主要林分,每种林分设置6个样地,在样方4角及中心设置灌木和草本样方,共设置30个乔木样方,150个灌木和草本样方,进行样地调查,并且利用鱼眼镜头相机在样方内对冠层进行拍照,获得冠层结构(林隙分数、叶面积指数、叶倾角)和林下光照(冠下直射光量子通量密度PPFD、冠下散射PPFD、冠下总辐射PPFD)。结果表明:1)各林分灌草层在物种丰富度、多样性、均匀度方面具有一定差异,其中:在物种丰富度方面,5种林分草本层都要高于灌木层,且通过单因素方差分析发现个别林分之间存在极显著差异;在物种多样性方面,除白桦林外,其他几种林分草本层均优于灌木层;在物种均匀度方面,沙棘林灌木层最低,青海云杉林在草本层中最低;青海云杉落叶松混交林在物种多样性各指标方面要高于单纯的青海云杉林和落叶松林。2)通过典型分析发现,冠层结构和林下光照之间有显著性关系,且林隙分数和林下总光照在冠层结构和林下光照2组变量中权重最高;林隙分数与灌木层物种多样性指数和均匀度指数之间呈极显著负相关,与灌木层物种丰富度之间相关关系不显著;林隙分数与草本层各多样性指标均呈不显著负相关;冠下总辐射与草本层各多样性指数之间呈显著性正相关。3)光照对草本层生长发育的作用显著高于冠层结构;而冠层结构特别是林隙分数影响着灌木层的形成,因灌木层对光照的需求低于草本层。

基于Penman-Monteith模型分时段模拟华北落叶松日蒸腾过程

蒸腾是植被主要的耗水形式,研究黄土干旱地区林木的实际蒸腾量,对于提高林木水分的利用效率,加强林地植被的建设和管理以及维持林分的稳定有着重要的研究意义,同时分析其蒸散耗水特性也对调控水分关系,解决干旱地区水分供需矛盾具有重要的指导意义。笔者以青海省黄土干旱区华北落叶松为研究对象,2018年5-8月,利用探针式茎流计获取华北落叶松生长季树干茎流(10 min频率)的实时数据,结合Penman-Monteith方程反推出的冠层整体气孔阻力γst和便携式自动气象站获取的试验区气象数据,分时段构建了高寒区华北落叶松的γst与气象因子的回归模型,为准确估算华北落叶松的蒸腾量提供科学参考依据。结果表明:1)华北落叶松蒸腾速率的日变化呈现单峰型曲线,树干液流存在明显的时滞现象,滞后时间大约70 min。2)不同时段的γst与饱和水汽压差VPD、温度t均呈负相关关系,与空气相对湿度RH呈正相关关系。气象因子多因素回归效果要优于单因素回归,模拟的平均误差约在14.5%以内。γst与3个气象因素在00:00-08:00时段的多元回归方程为γst=-117376.512+103310.241VPD-3134.50t+1608.292RH;08:00-20:00时段的多元回归方程为γst=-269.467+244.359VPD-20.451t+8.033RH;20:00-24:00时段的多元回归方程为γst=-1570.795-141.384t+49.334RH。

北川河流域降水与NDVI变化特征及其对径流的影响

采用Mann-Kendall检验等方法,对1961—2013年青海省西宁市北川河流域的降水、径流、NDVI指数进行趋势与突变点分析,采用小波Morlet函数分析方法,对降水、径流数据进行长时间序列的周期性分析,探究降水与植被对径流的调节作用。结果表明：北川河流域53 a的平均降水以0.729 5 mm·a-1的速度增长,归一化植被指数的斜率以0.005呈不显著增长趋势,径流深以0.490 5 mm·a-1的速度呈下降趋势;降水与径流的周期变化在不同时间尺度范围有差异性,变化周期为5 a的显著周期和41 a的接近显著水平周期;径流量受降水与NDVI的共同影响,其中7—10月的降水与NDVI对径流的影响显著,径流变化受当月和前一月的降水与NDVI变化控制。