外来植物互花米草的物理控制实验研究

治理和控制外来物种互花米草对维护崇明东滩自然保护区生物多样性具有重要的意义和必要性.2005-2006年期间,本项研究在崇明东滩互花米草入侵区进行翻耕、人工碎根、割除和生物替代的物理控制实验,以期寻求控制互花米草的有效方法.结果表明,翻耕处理后第一个生长季末期,互花米草植株密度、盖度和地上生物量都显著低于对照,而不同翻耕深度处理之间无显著性差异;在第二年生长季,互花米草基本恢复到对照样地的水平,至生长季末期各处理与对照无显著性差异.碎根处理后的第一个生长季,不同深度处理都显著抑制了互花米草的生长,其抑制作用随处理深度增加而提高;但经过两个生长季后,互花米草基本恢复到与对照相同的水平.在第一个生长季,割除处理显著抑制了互花米草的生长;在第二个生长季末期,互花米草的生长得到一定恢复,只有6-9月割除处理显著降低了互花米草的生长.综合两个生长季末期互花米草生长调查结果,8月割除处理对互花米草生长的影响最大.生物替代处理实验中移栽的芦苇保持了较高的存活率,在第一个生长季,芦苇存活率最大值出现在处理深度为40cm的样地;在第二个生长季,移栽芦苇的平均成活率仍维持在53.7%,植株高度和结穗率也明显增加.上述结果表明,利用以上物理控制技术治理互花米草,必须充分考虑物理防治的频度、强度和季节等因素,才能有效发挥其物理防治效果.

崇明东滩盐沼土壤重金属含量的高光谱估算模型

高光谱遥感技术现已被广泛应用于地表矿物成份的识别以及它的含量、植物化学成份的估测,土壤调查等方面的研究。利用地物光谱仪测定了长江口崇明东滩盐沼土壤的光谱信息,根据EO-1卫星Hyperion高光谱仪的波段设置,提取各波段平均波长的光谱反射率,并结合实验室实测的土壤重金属含量,应用偏最小二乘法(PLS),预测盐沼土壤重金属含量。结果表明,盐沼土壤重金属Zn、Cr、Cu预测值与实测值相关系数分别达到0.822**、0.761**和0.775**,均为极显著相关,其实测值与预测值的平均相对误差为4%、3%和4%。研究结果可以为高光谱遥感技术反演盐沼土壤重金属含量,进一步应用空间或航空遥感进行大尺度环境污染遥感、遥测信息提取和反演提供技术支撑。

物理措施控制互花米草的长期效果研究

以上海崇明东滩湿地入侵植物互花米草为研究对象,进行翻耕、碎根、刈割和生物替代控制实验。在控制措施实施后第3 a的2007年生长季,继续监测不同控制措施的长期效果。研究结果显示,(1)2007年生长季初期,不同深度翻耕处理之间以及与对照已无显著性差异,翻耕处理不能长期抑制互花米草;(2)经过3个生长季,碎根处理也与对照无显著性差异;(3)不同月份刈割的处理效果之间差异显著,经过3个生长季后,8月份扬花期刈割对互花米草生长抑制的效果最好,为最佳控制时间;(4)生物替代试验中,在移栽后第3个生长季,深度翻耕处理样方中已无存活芦苇,其它样方中的芦苇存活率、植株密度、结穗率也比前两个生长季显著下降。研究结果表明,互花米草是一种适应性很强的外来物种,利用单一的物理控制措施不能长期有效地根除互花米草,必须采取综合控制措施进行治理。

水体悬浮物浓度对大型沉水植物黑藻反射光谱的影响

沉水植物的恢复是改善富营养化水体和重建水生生态系统的有效措施．应用遥感技术可以实时、大面积监测沉水植物的分布和生长情况，而水体中的悬浮物等物质影响沉水植物的光谱特征，直接影响对湖泊、河流遥感影像中沉水植物的准确解译．本研究利用地物光谱仪在室外实测了不同水体悬浮物浓度条件下沉水植物黑藻群落的光谱反射率．结果表明，在400～900nm波段，水体中悬浮物浓度越高，沉水植物的光谱反射率越大．水体悬浮物浓度与黑藻群落光谱反射率在400～900nm均为显著相关（P〈0．05），在450～900nm为极显著相关（P〈0．01）．在蓝、绿、红和近红外4个波段，将水体悬浮物浓度与其光谱反射率进行回归分析，均得到了较好的线性关系．利用本研究结果对富含悬浮物水体中沉水植物的反射光谱进行修正，可为准确、快速和大尺度遥感监测沉水植物的分布和动态提供科学依据．

影像融合技术在滩涂湿地植被分类中的应用

选择上海崇明东滩鸟类自然保护区的盐沼植被为对象,利用该地区2004年TM多光谱影像与同期SPOT5全色影像进行多种规则的融合,通过计算信息熵、均值、标准差、平均梯度、偏差指数、相关系数和均方根差7项指标,评价选取光谱信息较丰富、空间信息更清晰的融合影像。在此基础上,利用该融合影像进行植被分类,得到滩涂地区典型植被、光滩和水体等专题分类影像及其信息,并利用实地观测的134个样区进行比较验证。研究结果表明:相对于融合前的TM影像,利用W avelet+IHS方法融合后的图像数据能很好地保留TM影像的多光谱信息,同时增加了其空间分辨率。融合技术可以充分利用各类遥感影像的空间和光谱信息,有效提高海岸带资源调查与监测的精度。

基于CO-CA的海岸带盐沼植被动态扩散模型研究

分析了元胞自动机的基本特点和应用局限性,立足于上海市九段沙的典型盐沼植被特点,结合遥感图像处理、计算机视觉以及随机理论模型等,将滩涂植被的生境信息如高程信息、土壤盐碱度以及各种滩涂植被的扩散速度等信息作为优化条件,设计并实现了条件优化的元胞自动机模型(CO-CA)。实验结果表明,该模型能够宏观地模拟滩涂植被的动态过程,同时克服了标准元胞自动机在生态动态模拟过程中的盲目性。