不同生态系统蒸散发研究进展

生态系统是人类赖以生存和发展的基础和保障,蒸散发作为生态系统水文循环的重要环节,对于能量循环、热量流动具有不可估量的作用。对1999—2021年不同生态系统中的蒸散发研究论文进行了统计分析,总结了每种方法的基本原理、优缺点、适用性和误差来源;对比了不同生态系统类型和不同研究方法的估算精度;简要分析了蒸散发模型法和实测法应用中的参数、系统尺度、方法验证及适用性的不确定性;最后对不同生态系统遥感反演蒸散发拓展方法的发展趋势进行了探讨,并对未来的发展方向提出了建议。

沙漠腹地绿洲植被覆盖度提取及植被指数优选

[目的]对沙漠腹地绿洲植被覆盖度提取及植被指数优选进行分析和研究,为该区选取最优植被指数反演极端干旱区绿洲植被覆盖状况提供科学依据。[方法]选取塔克拉玛干沙漠腹地达里雅布依绿洲天然植被作为研究对象,以无人机航拍样地影像获取的植被覆盖度为基准,采用Sentinel-2B卫星影像提取多种典型植被指数,运用回归统计方法建立植被指数—植被覆盖度统计模型,在卫星像元尺度上确定反演干旱绿洲覆盖度的最优植被指数。[结果]①利用Image J软件提取样方植被覆盖度精度较高,总体精度可达88.67%。②土壤调节型植被指数(SAVI,MSAVI)在标准回归系数、确定系数评价指标中表现良好,指示极端干旱区天然植被覆盖变化有较好的适用性。[结论]在极端干旱区,Image J提取稀疏植被效果较好,SAVI,MSAVI更适合绿洲植被覆盖变化研究。

基于Midas GTS NX的废弃矿山边坡稳定性分析

开展矿山边坡稳定性分析对识别矿山地质灾害隐患及评估边坡治理措施有效性具有重要意义。以新疆乌鲁木齐市米东区绍兴砂场废弃采砂矿山边坡为例,针对矿区内边坡A及边坡B进行研究。采用Midas GTS NX岩土分析软件有限元强度折减法对边坡进行模拟计算,分析恢复治理前后矿山边坡的稳定性。结果表明,应用Midas GTS NX软件对边坡进行数值模拟分析,所得模拟结果科学直观,在边坡稳定性分析中表现出较好的效果;边坡A经工程措施治理后,稳定性系数明显增大,x轴方向位移量减小了93.9%,最大剪应变分散在各分级台阶的坡脚处,减小了95.5%,潜在滑移面消失,边坡达到稳定状态;通过削高填低、坡脚压实、削坡分级及排水工程等工程措施治理边坡,可有效增加边坡稳定性,消除边坡地质灾害隐患。

胡杨叶片纤维素质量分数及含水率对春尺蠖择食程度的影响

以择食胡杨(Populus euphratica)叶片的食叶昆虫春尺蠖(Apocheima cinerarius)为研究对象,在塔里木河上游沙雅地区、中游英巴扎地区、下游阿拉干地区各选取与河道距离不同的5个监测样地(距离河道20、200、400、600、800 m)采集胡杨叶片样本,结合野外观察和室内分析,探究叶片纤维素质量分数及含水率对春尺蠖择食的影响。结果表明:胡杨叶片纤维素质量分数与春尺蠖择食程度的相关性显著,但与叶片含水率的相关性不显著。春尺蠖取食胡杨叶片时,表现出明显的“雄株叶偏食性”(即喜欢吃雄株叶片),受虫害脱叶的雄性胡杨占胡杨总量的52%,雌性胡杨仅占5%。3个地区未受虫害胡杨的叶片纤维素质量分数、剩余叶片百分比(PRF)高于受虫害胡杨。中游英巴扎样地的受虫害程度较高、范围较广,叶片纤维素质量分数水平为7.60%~15.30%。受虫害胡杨的叶片纤维素质量分数及剩余叶片百分比随离河道距离的增加而增加,即虫害分布呈明显的河流廊道效应。上游沙雅样地的虫害分布与河道距离呈正比,离河道越远,胡杨叶片受虫害的程度越高。

应用地基激光雷达数据估算塔里木河下游胡杨叶面积指数

以塔里木河下游天然胡杨林为研究对象,应用地基激光雷达扫描胡杨三维点云数据,估算胡杨叶面积指数(LAI)。按照距离河道的远近选取5个监测样地,各样地选取5棵孤立木进行地基激光雷达扫描,利用冠层高度模型(CHM)和凸包算法获取树高、树冠投影面积,采用冠层分析法(VCP)建立胡杨三维体素模型,根据冠层结构估算单棵树叶面积指数,实测值进行拟合验证,并分析叶面积指数与树高、胸径、河道距离、地下水埋深等参数间的相关性。结果表明:VCP模型所得叶面积指数值与实测数据具有显著相关性(R^2=0.959,P<0.01),且估算胡杨叶面积指数精度较高;胡杨叶面积指数与树高、胸径、不同河道距离相关性不显著;但叶面积指数与地下水埋藏深度相关性显著(R^2=0.923,P<0.01)。因此,运用地基激光雷达技术和VCP模型估测胡杨叶面积指数,可效为荒漠河岸林光合、蒸腾作用以及生物量、碳储量估算等研究提供技术支撑。

人工输水影响下塔里木河下游阿拉干断面幼龄胡杨胸径变化

以塔里木河下游12次人工输水的生态效益评估为长远目标,利用阿拉干断面2005、2010年的胡杨(Populus euphratica)荒漠河岸林生态调查数据,分析了距河道50 m以内的345棵幼龄胡杨(胸径≤4 cm)的生长量和株数在不同时间和空间尺度上的变化,探讨了幼龄胡杨株数增减原因和胸径生长对人工输水的响应。结果表明:2005年实测幼龄胡杨株数为345棵,到2010年,其中42.61%的胡杨胸径增长明显,36.23%的胡杨胸径增长不明显,14.20%的幼龄胡杨在河道疏通工程中消失,6.96%的幼龄胡杨由于缺水而枯死。2005年的幼龄胡杨株数占总胡杨的比例为16.91%,2010年比例增加到31.17%。在时间尺度上,随着应急输水次数和累计输水量的增加,幼龄胡杨胸径生长量和株数显著增多。在空间尺度上,随着距河道距离的增加,幼龄胡杨的胸径生长量和株数呈现递减趋势,胸径生长量与距河道距离之间的对数相关性较高(R2=0.728 1),幼龄胡杨株数和距河道距离的多项式相关系数为0.7531。

阿克苏市主要行道树叶面滞尘对叶片气体交换的影响

以新疆南部典型绿洲城市——阿克苏市主要行道树法国梧桐（Platanus×acerifolia）、圆冠榆（Ulmus densa）和桑树（Morus alba）作为观测对象,分别测定城市不同功能区3种树种洁净叶片和蒙尘叶片的净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）和蒸腾速率（Tr）等气体交换参数,运用相关性分析和回归分析等方法,对比分析了植物叶面滞尘对叶片气体交换强度的影响,探明了叶面滞尘量与气体交换参数损失率的关系。结果表明：城市不同功能区同一个树种叶片气体交换能力有明显区别,由大到小的顺序表现为清洁区、居住区、工业区;同一个功能区不同树种叶片气体交换参数差异显著（p〈0.05）;不同绿化树种洁净叶片气体交换参数明显大于蒙尘叶片;树种叶片气体交换参数变化率与叶面滞尘量之间存在正相关关系,相关系数为0.909 1-0.998 2;植物叶片的气体交换参数损失率随叶面滞尘量的增加而增大。