气候和地形对植被覆盖动态演化的影响研究

基于MODIS NDVI 遥感数据, 结合气象和DEM 等资料, 采用线性回归分析、稳定性分析、R/S 分析和相关性统计等数理方法, 反演了2001-2010 年贵州省植被覆盖时空演变趋势, 研究不同因素对植被时空格局变化的驱动作用。研究表明:(1)2001-2010 年贵州省植被覆盖呈增加趋势, 增长率为6.25%, 植被改善区域占比例为77.7%; (2)贵州省植被覆盖变异指数介于0.01-0.16 之间, 总体较稳定; 从持续性来看, 植被持续恢复是主旋律, 反持续性主要集中在西部和东北地区。(3)贵州地区降雨量和温度空间分布格局较为明显, 温度是影响该地区植被覆盖的主导因素, 不同区域对气候因素的响应存在差异性。(4)各等级海拔植被覆盖均有上升, 其中高海拔地区上升最为显著; 中海拔地区是植被的主要分布区域, 所占比例为72.2%且该海拔范围内NDVI 均值差异不大。     

车八岭山地常绿阔叶林冰灾后林木受损的生态学评估

从植物生态学的角度对2008年初南方冻雨冰雪灾害对典型的亚热带山地常绿阔叶林造成的损害情况做了研究。对12个优势种和亚优势种的受灾情况做了对比分析, 对不同径级和不同地形因子下林木抵抗冻雨灾害的差异做了对比。统计检验结果显示林木受损程度存在显著的种间差异、径级差异和地形级差异。优势种米槠(Castanopsis carlesii)比多数亚优势种受害更严重; 各树种抗冻雨灾害能力以山茶科和樟科的种较强, 而壳斗科的多个种, 如米槠、栲(C. fargesii)受灾较为严重; 林木的受损比例随着胸径(diameter at breast height, DBH)增加而增大; 在未受灾的各级林木中, 超过70%的个体集中在最小一级径阶(1-5 cm)。χ²检验显示坡度、坡向、坡位等地形因子对林木受损状况有显著的影响, 随着坡位上升, 林木受损程度逐渐加重, 上坡位的林木受损比例最大, 下坡位最小, 这可能与随着坡位升高, 迎风面降温效果更迅速有关。对于坡向和坡度而言, 位于半阳坡的林木受灾比例显著高于半阴坡, 位于坡度级III (15°-25°)、IV (25°-35°)、V (35°-45°)上的林木受灾最严重。该研究结果对于亚热带常绿阔叶林的保育和应对未来可能再次发生的冰雪灾害有重要意义; 同时对于森林恢复和演替、乡土阔叶树种的选育及森林经营等方面的研究和应用也有重要的参考价值。     

天童山森林土壤种子库的时空格局

土壤种子库是植物群落的潜在物种库。在中国东部典型丘陵地区天童国家森林公园内选取8类微地形, 分别于2008年9月、12月和2009年3月、6月进行野外调查取样和室内实验, 从总计1,960份土样中挑选种子进行鉴定及分类统计, 研究其时空格局, 探讨自然森林土壤种子库的基本特征及分布规律。结果显示: (1)共检出有活力的种子5,024粒, 共鉴定出68个种, 其中定名种65个; 落叶阔叶乔木和常绿阔叶小乔木物种数量以及种子数量均占优势; 土壤种子库与地上植被共有种为48种, 相似性系数为0.45。(2) 2级和3级顶坡及下部边坡、麓坡、泛滥性阶地种子库储量较大, 而高上部边坡、中上部边坡和低上部边坡种子库储量较小。雷公鹅耳枥(Carpinus viminea)和细枝柃(Eurya loquaiana)是各个微地形单元种子库的优势种。其他优势种中, 上部坡面的微地形主要为格药柃(E. muricata)、短梗冬青(Ilex buergeri)、黑山山矾(Symplocos heishanensis)、四川山矾(S. setchuensis)等常绿树种, 而下部坡面的微地形主要为南酸枣(Choerospondias axillaris)、橄榄槭(Acer olivaceum)、西川朴(Celtis vandervoetiana)等落叶树种。(3)土壤种子库储量在垂直空间上的分布是0-2 cm土层>2-5 cm土层>5-10 cm土层>枯枝落叶层。(4)土壤种子库具有明显的季节动态, 其储量在各个取样时间中的分布为12月>3月>9月>6月。     

采用最大溯源径流路径法估算RUSLE模型中地形因子探讨

采用基于AML的提取坡长值的新方法--最大溯源径流路径法,对贵州省毕节地区5个不同范围区域的DEM数据进行坡长值、地形因子的提取,并与基于AML的迭代累计坡长法和基于C⁺⁺的迭代累计坡长法对提取坡长值的时间消耗、地形因子值进行了比较.结果表明：基于AML的最大溯源径流路径法能够实现修正的通用土壤流失模型(RUSLE)中坡长值、地形因子的提取,可达到与迭代累计坡长法相同的效果;与基于AML的迭代累计坡长法相比,该方法计算效率较高,大大减少了提取坡长值的时间消耗,可实现基于AML的坡长值、地形因子提取在大范围区域上的扩展;与基于C⁺⁺的迭代累计坡长法相比,该方法计算时效和结果相当,程序编写简单,容易修改和调试,能更普遍应用于GIS用户.     

中药非药用部位栽培灵芝的活性成分及药效变化

【目的】以丹参(Salvia miltiorrhiza Bge.)、菊花(Chrysanthemum morifolium Ramat.)、桔梗(Ptatycodongrandiflorum A.DC.)3种中药材的非药用部位作为灵芝袋料栽培的原料,研究灵芝子实体活性成分及药效变化。【方法】试验比较测定了非药用部位配方组与常规组(常规组作为实验对照组,配方由玉米芯、棉籽壳等常规基质组成)的灵芝农艺性状,子实体多糖和三萜含量,并对各组灵芝进行了小鼠急性毒性试验及药效试验。【结果】结果表明,非药用部位栽培灵芝生物转化率接近或者高于常规组,生长周期有所延长;活性成分上,除了丹参组(SM.G)的三萜含量有所降低外,其余各组的活性成分较常规配方组(OF.G)均有提高,菊花组(CM.G)灵芝的多糖和三萜含量最高,分别为2.47%和0.79%。最大耐受量试验表明,非药用部位栽培的灵芝子实体的小鼠最大耐受量均为100 g/kg。溶血素试验和促睡眠试验中菊花组效果优于常规组灵芝;抗疲劳上,只有常规组灵芝表现出一定的抗疲劳功效,而非药用部位栽培的灵芝没有该药效。【结论】中药材非药用部位栽培灵芝是可行的,且子实体活性成分含量和部分药效发生了改变。     

桂西北喀斯特区域植被变化趋势及其对气候和地形的响应

基于1999—2010年的SPOT NDVI数据,分析了河池市植被变化趋势及空间差异,并结合气象和地形数据分析了植被与气候、地形的关系。结果表明:(1)桂西北喀斯特地区植被变化总体上呈恢复趋势,年均气候因子对植被变化的作用不明显;(2)200—500m的海拔范围内植被恢复显著,但400—500m的海拔范围内有小面积植被退化现象,随着海拔增加,植被变化趋于稳定;(3)6—15°的坡度范围内植被恢复最显著,而2—6°及大于25°坡度范围存在植被退化的现象;(4)不同坡向上的植被恢复差异不明显,但随着坡向由阴坡转阳坡,植被总体恢复呈减小趋势。喀斯特地区人类生态建设取得一定成效,但由于人类活动的负面影响,在海拔400—500m、坡度大于25°的阳坡区域仍存在植被减少的现象。     

山区夏季地表温度的影响因素——以泰山为例

以泰山为例,应用夏季的Landsat 5的TM6为基本数据源,基于单窗算法定量反演了泰山地表面温度(LST),在此基础上首先探讨了LST与地形因子的关系,然后比较了归一化水汽指数(NDMI)和归一化植被指数(NDVI)在表达山区LST上的效力,最后利用逐步回归分析法,构建出LST与地形因子、NDMI的回归方程,应用偏相关系数,得出各个因子对LST的影响程度。结果表明:1)在地形因子中,影响LST的主要因素是海拔,随海拔升高呈自然对数形式降低,相比而言,坡度、坡向以及太阳入射能量的影响则很小;2)在没有水体时,NDVI与NDMI都能有效地表达山区的LST,LST与NDVI间是二次项负相关关系,与NDMI间是线性负相关关系,在表达LST上NDMI比NDVI更有效;3)综合分析表明,地表水汽特征是其表面温度最主要的影响因素,其次是海拔。研究结果将为山区地表温度空间分异性特征及形成机制的研究提供科学的参考。     

TVDI模型的农业旱情时空变化遥感应用

温度植被干旱指数(TVDI)是一种通过反演土壤湿度来反映农业干旱状况的重要方法,其中能量平衡和植被指数的变化是影响TVDI模型精度的主要因子。在研究比值植被指数(RVI)、归一化植被指数(NDVI)、增强型植被指数(EVI)和修正土壤调节植被指数(MSAVI)和下垫面温度(Ts)的基础上,引入DEM数据并对Ts做地形校正,减少了地形起伏对能量平衡的影响,建立不同植被指数的Ts-Ⅵ特征空间,选择与土壤湿度相关性最好的温度植被干旱指数(TVDI),获取研究区2005年作物生长季(5—9月)的干旱状况,并用同步的气象信息对干旱状况进行验证。结果表明:根据不同时期采用不同植被指数的TVDI模型,经过地形校正后能够更好地反映研究区的农业干旱状况。     

长白山不同演替阶段森林植物功能性状及其与地形因子间的关系

植物功能性状是近年来生态学研究的热点。不同种群功能性状的差异决定竞争优势,导致群落结构和性质发生改变,进而演替。以长白山森林演替过程中4个阶段的典型群落为研究对象,分析了长白山地区森林不同层次优势种的茎叶功能性状之间的关系、功能性状与地形因子的关系,并对不同演替阶段群落功能性状进行了比较。结果发现,比叶面积(SLA)与叶氮浓度(LNC)和茎磷浓度(SPC)正相关,与叶干物质质量(LDMC)负相关;叶厚度(LT)与LDMC负相关;LNC与LPC、SNC和LDMC呈正相关;茎氮浓度(SNC)与茎磷浓度(SPC)正相关;茎组织密度(STD)与LNC、SNC正相关。通过灰色关联度分析发现,海拔对SLA、LNC、LPC、STD、SPC影响最大;坡向对于LT、LDMC影响最大;坡位对SNC影响最大。各演替群落间的乔木层功能性状均有显著差异,灌木层的功能性状无显著差异,而草本层除了LDMC、LPC、SNC有显著差异外,其它指标均无显著差异;SLA、STD、LNC随演替的进行呈现明显增加趋势,LDMC、LPC随演替呈减少的趋势。LDMC和SLA是能体现群落演替差异的主要功能性状。     

映日荷花别样红

正荷花为多年生草本挺水植物,是最古老的双子叶植物之一,但又有单子叶植物的某些特征。其叶有两种类型:浮叶和立叶。植株有20厘米左右的小型荷花,也有两米多高的大型品种。花有红色、紫红、粉红、白色、淡黄色和杂色等色系,但缺少紫色、蓝色和深黄等花色品种。一株完整的荷花成熟个体应该由根、茎、叶、花、果实和种子等6大植物器官构成。根荷花的根为须根状,较长,由荷花地下茎的节处部位长出,也可由种子萌发的幼苗叶柄着生部位长出,通常白色,也有带红色者,主要起固定植株和吸收养分作用。