亚热带典型森林生态系统土壤呼吸

为了解中国亚热带森林土壤碳释放CO2与区域气候环境的关系,在亚热带典型区域浙江西天目山选择森林生态系统类型杉木林、毛竹林和常绿阔叶林,采用LI-8100开路式土壤碳通量测量系统测定土壤呼吸通量.结果表明:各林分的土壤呼吸日变化趋势多呈单峰型;3个森林生态系统中,土壤CO2年均释放速率大小依次是毛竹林4.28μmol/(m2.s)、杉木林2.35μmol/(m2.s)、常绿阔叶林2.23μmol/(m2.s).土壤呼吸随着不同季节土壤温度的变化相异,8月最高,11月受低温限制,呼吸作用微弱.土壤水分与土壤呼吸呈负相关,且常与土壤温度一起共同作用于土壤呼吸,这种非线性交互作用导致环境因子影响土壤呼吸的过程.

桫椤生态系统生物量与生产力

活化石植物是最接近于化石物种的现存相似种,并且具有一定的生态学保守性。利用活化石植物生态系统来估算陆地生态系统碳固存能力的进化趋势是一种有效的手段。该研究中利用标准地-标准木法调查了活化石物种树蕨桫椤(Alsophila spinulosa)生态系统的生物量和生产力。与现存的裸子植物为优势种的生态系统和被子植物为优势种的生态系统相比,桫椤的生物量(36.151±8.159MgC·hm–2)和生产力(2.535±0.174MgC·hm–2·a–1)都比较小。与植物化石调查方法相比,活化石生态系统生物量和生产力数据在描述古生态系统碳固存能力进化趋势方面提供了一种有意义的手段,并且有助于进一步的理解全球碳平衡演变的过程。

硫稳定同位素技术在生态学研究中的应用

随着人为SO2释放的增加,硫稳定同位素的动态已成为生物地球化学循环过程中研究的热点。该文对天然硫稳定同位素在大气自然过程中的硫来源分析及其在森林生态系统、农田生态系统和水域生态系统中的硫动态研究,人为添加的硫稳定同位素在生态环境中的应用及硫稳定同位素技术在我国酸雨研究中的潜在贡献等进行了综述,并从硫稳定同位素技术应用研究的范围、分析手段及源解析模型方面介绍了可能的发展方向。

孑遗植物银杏(Ginkgo biloba L.)伴性光合生理特征与进化生态

银杏类是一类古老的雌雄异株植物,目前仅存单科单属。由于银杏在系统发育等方面的独特地位,吸引了科学家从不同方面进行了广泛的研究。在适宜的条件下,测定了生长在野外环境下的成年银杏的雌雄个体的光合特性。研究结果表明,银杏的雌雄植株对光具有相同的表现趋势,光饱和点,光补偿点,光下呼吸速率等均没有明显差异。但是雌性银杏的净光合速率明显大于雄性银杏的净光合速率。这种差异可能与雌性个体在繁衍后代时需要投入更多的能量有关。研究也表明,在与其它的裸子植物和被子植物比较时,银杏的光合能力并没有明显的弱势,因此光合能力可能并不是银杏在第三纪分布受限的直接原因.

浙江省酸雨的空间分布格局及其未来变化趋势预测

利用浙江省1992、2002年的酸雨监测数据,并利用RAINS-ASIA模型模拟了1990—2030年浙江省酸雨前体物(SO2)的排放量,以及酸沉降超临界负荷面积占研究区域面积比例的变化情况。结果表明,浙江省的酸雨分布范围不断扩大、危害程度不断加重;未来一个时期内,SO2排放量都会维持在较高的水平;酸沉降超临界负荷面积所占比例在经历较快的增长阶段之后,会维持在较为恒定的水平,并呈现出明显的时滞性。

1961～2000年中国生态区紫外辐射的时空演变特征

通过ANUSPLINE空间插值以及气候学意义上的幂函数换算，探讨中国大陆生态区紫外辐射时空动态变化规律。结论如下：（1）紫外辐射多年平均值和多年季节平均值大致以季风区和非季风区分界为界线，呈现西部高东部低的总体格局，这主要与中国的地势和气候特点有关。（2）部分生态区40a来年和四季紫外辐射呈显著减少趋势；冬季的紫外辐射年际间变化程度较大，其次是夏季和秋季，春季和年均紫外辐射年际变化较小；可分1961—1972、1973～1990、1991～2000年3个时段，大部分生态区第二时段年和季节紫外辐射平均值较小，第二三时段普遍又开始增大，比第一时段小。

水土流失的景观生态分析

水土流失是一个严峻的资源环境和生态问题。了解景观基质和格局与水土流失的关系,将有助于水土保持措施的定量设计和发展有效的景观恢复技术。文章分析了景观基质与景观格局,特别是人类活动影响下的景观格局变化对水土流失的影响;通过对水土流失的景观尺度分析,以及相关研究方法与手段的比较。最后提出,在流域和区域尺度上,利用遥感技术和分布式土壤侵蚀模型技术,建立干扰压力下景观格局时空变化对水土流失影响的预警系统的构想。

陆面数据同化系统及其在全球变化研究中的应用

陆面数据同化的研究起源于20世纪末,发展比较迅速。本文从当前发展比较成熟的陆面数据同化系统、同化方法以及陆面数据同化在全球变化研究中的应用三方面做了综述。比较成熟的陆面数据同化系统主要是美国(全球)和欧洲的陆面数据同化系统,加拿大、韩国和我国的数据同化系统最近才有所发展;数据同化方法主要以基于统计估计理论和以基于变分的两大类方法为主流,近年来人工神经网络和粒子滤波技术有所发展;在生态水文学、碳循环和作物估产的应用研究中,陆面数据同化方法已经发挥了重要作用。

辐射胁迫与植物的生理生态响应

利用国内外有关文献,对辐射胁迫影响植物的形态特征与光合作用进行了分析和评述,讨论了辐射胁迫影响下植物的生理生态和生化等特征的响应,指出了该领域研究中存在的问题,对今后应加强研究的内容提出了建议。

4种亚热带树木凋落叶的分解研究

选择中国亚热带分布较广的树种马尾松Pinus massoniana,青冈Cyclobalanopsis glauca,香榧Torreya grandis'Merrillii'和山核桃Carya cathayensis,采用分解袋法对其凋落叶分解进行研究。结果表明:马尾松凋落叶分解最慢,年分解系数为0.49,香榧分解最快,年分解系数为1.70,分解速率从大到小依次为香榧、山核桃、青冈和马尾松。4种凋落叶的分解速率与初始全氮质量分数呈极显著正相关(P<0.01),与初始全磷质量分数呈显著正相关(P<0.05),凋落叶的初始氮、磷质量分数可以作为预测这4个树种在亚热带分解快慢的良好指标。分解过程中马尾松、青冈和山核桃凋落叶的氮和磷均有不同程度的富集现象。青冈和香榧的钾质量分数在前2个月就分别从6.22和11.16g·kg-1下降到1.96和2.05g·kg-1,之后趋于稳定,马尾松则表现为先下降后升高。

植物响应对风致机械刺激研究进展

机械刺激在自然界中是无处不在的。研究机械刺激的生态学效应有助于将风的直接效应与间接效应区别开来。机械刺激与植物生长关系的研究已经成为近年来植物生态学与植物力学研究的热点之一。从机械刺激的生态学效应及其作用机理两方面综述了国内外研究进展,为深入系统地研究植物对风区等多机械刺激干扰生境的适应性策略做了理论上的概括。同时,为这一理论的应用及未来亟待解决的主要问题进行了总结。

浙江省1991～2006年森林火灾释放黑碳量的估算

黑碳气溶胶不仅造成环境污染危害人的健康,同时通过吸收太阳和大气辐射产生的辐射强迫对全球和区域产生影响,成为影响全球变暖的仅次于CO2的重要成分。在全球变暖及大气中CO2浓度不断升高的趋势下,各国开始采用造林再造林来减缓全球变暖的趋势,随着森林面积和林内生物量的不断增加,以及森林火灾的频发,林火带来的黑碳排放量也不容忽视。然而在世界上大部分地区,这方面的工作却很少被人所关注。根据1991～2006年浙江省森林火灾统计资料和浙江省各种森林类型地上生物量的数据,计算出了浙江省每年的森林火灾导致的生物量损失量。同时采取释放因子法,对1991～2006浙江省每年森林火灾释放的黑碳量进行了估算。其中1995年和2000年森林火灾释放的黑碳总量分别是38.4、97.2 t,占整个浙江省黑碳释放总量中的比重分别是0.12%、0.17%,对于区域大气质量有一定的影响。

面向对象分类的特征空间优化

为提高图像处理效率,探讨了面向对象分类的特征空间优化方法。以区域增长算法获得的对象为处理单元,根据植被在IKONOS影像上的表征,初步选择了6个形状、2个位置、17个光谱和6个纹理特征,共计31个作为初始特征空间。首先根据每组中特征所代表的信息量和特征之间的相关性,去掉与其他特征相关性强而方差较小的特征,将特征空间维降到23;以识别城区植被为目标,根据220个植被样本计算2—23维特征空间的类间J-M距离,以最小J-M和平均J-M距离为依据选择最优特征空间,将特征空间维降到14;最后利用类间离差矩阵代替协方差矩阵的K-L变换对特征空间进行压缩,分组压缩后将维数降低到7,而对整个特征空间压缩将维数降低到4。为验证特征空间优化对识别结果的影响,采用CART分类方法对城市植被进行了识别。构建的决策树表明,利用分组K-L变换后的特征空间比利用整体K-L变换获得的训练精度高12%;与K-L压缩前的特征空间获得的决策树相比,结构复杂程度相当(前者包含14个结点,后者包含12个结点),训练精度仅低1%。分类结果也表明,利用分组K-L变换的特征空间比利用不进行K-L变换的特征空间分类,总精度和Kappa系数分别降低了1.5%和2.3%,但是特征空间却压缩了50%,提高了面向对象分类方法的处理效率。

杭州地区大气气溶胶光学特性高光谱研究

利用ASD地物光谱仪对杭州地区的气溶胶光学特性进行了观测并结合同步观测的太阳分光光度计CE-318的数据对其精度进行检验.分析表明,在时间演变中,杭州市冬季气溶胶光学厚度值比夏季大,气溶胶光学特性的日进程变化比较明显;从空间分异上,杭州不同区域间的差异也比较显著;杭州地区大气的浑浊度系数和波长指数主要分布在0.02-0.2和0.2-2.6之间.在气溶胶光学厚度、浑浊度系数和波长指数等大气环境重要变量中,气溶胶光学厚度和浑浊度系数之间存在正相关,而气溶胶光学厚度和波长指数之间存在负相关.

长白山次生杨桦林采伐林隙乔灌木幼苗更新比较研究

从林隙大小和林隙年龄2个方面初步研究了杨桦次生林经营采伐形成的林隙及其更新特征。结果表明：冠林隙面积〈50m^2占7％，50～100m^2占21％，100～150m^2占36％，150～200m^2占29％，〉200m^2占7％。28．6％的林隙呈圆形，71．4％的林隙呈椭圆形。椭圆形林隙中55％为南-北方向，30％为东北-西南方向，15％为东南-西北方向。林隙一般由7～10株山杨、白桦或山槐被伐后形成。林隙内更新幼苗的密度和生长状况优于非林隙林分。在林隙形成初期，灌木幼苗在林隙更新中占绝对优势，但随着林隙形成年龄的增加，灌木将逐渐丧失其优势，乔木的优势则逐渐上升。除50～100m^2林隙外，乔木幼苗的平均高和平均基径均大于灌木，但都在100～200m^2林隙内最大。各大小级林隙内更新的主要乔木中阳性树种占大多数，但优势种各不相同。

基于Landsat数据的新疆和田地区植被覆盖变化研究

基于区域尺度的荒漠-绿洲植被覆盖变化在干旱区生态环境演变中具有重要的价值,选择干旱区典型荒漠-绿洲——新疆和田地区为研究区域,利用该地区1973年5月、1990年6月和2000年6月3个时段的Landsat遥感影像数据(MSS、TM、ETM+),并结合气象数据,通过土地利用类型转移矩阵,对该区域绿洲植被覆盖面积和时空格局变化进行分析,并结合政策、人口等因素对其驱动因子进行研究。结果表明:在整个研究时期内,绿洲内的林地、耕地和水域面积呈现先减少后增加的趋势,由于受雪山融水供给的影响,该地区水域变迁幅度较剧烈;受到全球气候变暖的影响,和田地区气温呈现稳定增加的趋势,而降水呈现先增加后减少的趋势。气候变化和人类活动已经而且还将对和田地区的植被产生重要的影响。

利用遥感监测浙江省酸雨对植被的影响

为了研究酸雨对浙江地区不同类型植被的影响,利用1999～2004年间归一化植被指数(Normalized Difference Vegetation Index,NDVI)数据集及相对应的酸雨监测数据,结合浙江省植被空间分布图,计算了不同酸雨梯度分布区域内降水pH值与植被NDVI的相关系数。研究结果表明:浙江省酸雨对植被的生长状况有显著影响,在城市附近尤其明显。通过不同酸雨梯度的NDVI年均值比较,pH值越低区域,NDVI值越低,植被受害越严重。不同酸雨梯度pH值与NDVI值随季节变化呈正相关,并且秋冬两季更显著。建立了马尾松林、杉木林、毛竹林和经济林、阔叶林、疏林地以及灌木林6种植被类型的NDVI与酸雨pH值之间的反演关系,结果具有良好的精度,可用于监测大尺度酸雨对植被的影响。灌木林和阔叶林NDVI值对酸雨的危害反应最敏感,其次是毛竹林和杉木林,而马尾松林和疏林地对酸雨的危害反应相对不十分敏感。浙江省酸雨在杭州、宁波、嵊州、台州、温州以及衢州盆地为中心的地区呈现pH低值区,西南部的龙泉,庆元、云和等县市污染相对较轻。

浙江千岛湖不同林型中地表可燃物含水率对主要火环境因子的响应模型

不同的林型下,火环境因子对林内地表可燃物的含水率的影响也不一样。按照浙江省常见的林型,在森林植被比较好的千岛湖选择常绿阔叶林、马尾松林、杉木林和毛竹林为实验地,分别建立地表可燃物对空气湿度、风速、空气温度、土壤湿度的回归模型。通过验证模型,常绿阔叶林叶林、马尾松林、杉木林和毛竹林下的回归模型精度分别为88.3%、85.7%、83.0%、76.0%,达到了较好的预测精度。研究结果可为今后的大面积预测森林可燃物含水率以及森林火险预警提供依据。

全球环境变化对森林凋落物分解的影响

全球环境变化将对森林生态系统凋落物的分解和养分循环产生直接和间接的多重影响。就全球环境变化如全球变暖、大气CO2浓度升高、UV-B辐射增强、氮沉降等对凋落物分解影响的研究进展进行了综合述评。影响凋落物分解的内部因素为凋落物基质质量,外部因素包括生物因素(微生物和动物)和非生物因素(温度、水分和土壤性质等)。全球变暖对凋落物分解的非生物作用有正效应,也有负效应。全球变暖对凋落物化学组成虽然只有轻微的影响,但可以通过影响植被的物种组成来间接改变凋落物的产量、化学性质和分解。全球变暖对凋落物分解生物作用的主要影响是增强土壤微生物活性,从而加速凋落物的分解。CO2浓度上升将增加凋落物产量,并通过影响凋落物质量(提高C/N比、木质素/N比等)和生物环境(微生物的数量和活性)而影响分解过程。UV-B辐射和大气N沉降的增加亦对凋落物分解产生直接和间接的影响,但影响效果尚不很清楚,有待进一步的研究。总起来看,全球环境变化将通过影响凋落物的分解速率而对全球碳循环产生重要影响,但由于气候变化和凋落物分解响应的复杂性以及各因子之间的相互作用,气候变化对凋落物分解的总效应尚需更深入的研究来定量化。

基于OMI卫星遥感数据的中国对流层NO2时空分布

基于2004年11月—2008年1月OMI卫星对流层NO2的垂直柱浓度数据,对我国8个自然地理分区对流层NO2垂直柱浓度的年均值、月均值的分布进行了分析,依据月均值变化建立正弦曲线拟合模型,依据该模型定量分析了各自然区对流层NO2垂直柱浓度的变化趋势、变化周期和变化幅度等特征.结果表明:拟合模型可较好地反映我国8个自然区对流层NO2垂直柱浓度的变化特征;证明了人类活动影响了对流层NO2垂直柱浓度的分布及其变化,这种影响主要体现在对流层NO2垂直柱浓度的高低、变化的周期性以及增长趋势等方面.