基于过程模型的长白山自然保护区森林植被净第一性生产力空间尺度转换方法

净第一性生产力(Net Primary Productivity,NPP)是反映林分和生态系统结构特征的最重要的参数之一,其空间分布可为自然资源管理和可持续发展提供高度综合的信息,是全球变化和碳循环研究中的一个非常重要的组成部分。为了得到NPP的空间尺度转换算法,利用改进的北部生态系统生产力模拟模型(Improved Boreal Ecosystem Productivity Simulator,IBEPS),分别采用高分辨率(30m)的ETM 和低分辨率(1km)的MODIS遥感数据,模拟了长白山自然保护区不同分辨率森林植被的净第一性生产力。对模拟得到的30m分辨率的NPP结果,采用尺度上推(upscaling)的方法将其转换为1km分辨率的NPP结果(分布式的NPP,Distributed NPP),并将转换后的NPP与直接利用1km分辨率的遥感数据计算得到的NPP结果(聚合式的NPP,Lumped NPP)进行比较,以分布式模式计算的结果为基准,对聚合式的计算结果进行尺度效应校正。在对NPP进行尺度效应校正时,根据不同分辨率下土地覆盖类型(Land cover)的亚像元面积比信息,采用基于结构的分析方法对模拟的NPP结果进行校正,结果表明经过尺度效应校正后NPP的模拟精度要比原始的NPP计算精度有所提高,相关系数从校正前的0.898提高到0.960,标准偏差由校正前的49.84gC/m2减小到41.02gC/m2。采用这种方法可以很好的解决大尺度遥感应用的需要,为定量遥感分析和应用提供理论基础。     

利用遥感信息研究西藏地区主要植被年内和年际变化规律

利用1982～2000年NOAA-AVHRR月合成NDVI遥感资料和相关气象台站数据对我国西藏地区的稀疏草地、浓密草地和Tebit森林等主要植被的变化进行了初探。利用月合成NDVI的多年平均值分析了植被指数年内季节性变化规律及其与气候因子的关系,利用多年月合成NDVI的标准差描述了NDVI年际间波动情况。结果表明,在西藏地区,浓密草地和Tebit森林的NDVI植被指数年内变化规律呈明显的季节性,而稀疏草地则不明显;在年际变化方面,浓密草地月合成NDVI值波动幅度最大,Tebit森林次之,稀疏草地最小,且波动幅度较大的月份集中在NDVI值较高的植被生长季节6～10月份。     

北京房山东甘池15000年以来炭屑分析及对火发生可能性的探讨

火是森林和草原生态系统的重要因子。本文通过北京房山东甘池１５０００ａＢ．Ｐ．沉积物的炭屑、孢粉及烧失量（ＬＯＩ）的分析,试图讨论北京地区１５０００ａＢ．Ｐ以来火发生的可能性,提出火与植被中某些成分的相互关系及影响火发生的一些因素,同时结合考古和历史地理资料说明人类活动引起火灾的情形和程度。     

人类活动影响下科尔沁沙地沙漠化动态的敏感性分析及灰色预测

利用９０年代１２５万和１５０万的ＴＭ遥感影像及ＧＩＳ获得的数据,结合该区７０、８０年代遥感调查数据,分析了科尔沁地区６个县的土地覆盖类型和潜在沙漠化动态及敏感因子．结果表明,１９８０～１９９０年该区的沙化面积从５３％扩大到７０％,林地下降１０．７％,草地增加８．３８％,主要为低覆盖草地．由于１０年来人口密度增加了１０人·ｋｍ－２,耕地平均增加了７％,人口增加和活动是土地覆盖变化的敏感性因子．分析该区沙漠化的自然因素表明气候变化导致沙漠化的正逆过程,人类活动是近代该区沙漠化加剧的直接原因．灰色预测表明该地区２０００年以后人口增加,而沙漠化呈增加和减少两种趋势     

CO2浓度升高和降水增加协同作用对玉米产量及生长发育的影响

关于[CO₂]升高和降水变化等多因子共同作用对植物的影响报道较少, 制约着人们对植物对全球气候变化响应的认识和预测。玉米(Zea mays)作为重要的C₄植物, 受[CO₂]和降水影响显著, 但鲜有[CO₂]升高和降水增加协同作用对其产量及生长发育影响的报道。该研究利用开顶式生长箱模拟[CO₂]升高(390 (环境)、450和550 μmol·mol^-1), 降水增加量设置为增加自然降水量的15% (以试验地锦州1981-2010年6至8月月平均降水量为基准), 从而形成6个处理: C₅₅₀W_+15%、C₅₅₀W₀、C₄₅₀W_+15%、C₄₅₀W₀、C₃₉₀W_+15%和C₃₉₀W₀。试验材料选用玉米品种‘丹玉39’。结果表明: [CO₂]升高和降水增加的协同作用在玉米的籽粒产量和生物产量上均达到了显著水平(p< 0.05), 二因子均起正作用, 使籽粒产量和生物产量均升高。籽粒产量在[CO₂] 390、450和550 μmol·mol^-1水平下的降水增加处理较自然降水处理分别增加15.94%、9.95%和9.45%, 而生物产量分别增加13.06%、8.13%和6.49%。因为籽粒产量的增幅略大于生物产量的增幅, 所以促进了经济系数的升高。穗部性状变化显著, 其中, 穗粒数、穗粒重、穗长和穗粗等性状值均随[CO₂]升高而升高, 且各[CO₂]水平下均表现为降水增加处理>自然降水处理, 而瘪粒数相反。但是, [CO₂]升高和降水增加的协同作用也促进了轴粗的升高, 对玉米产量的增加起着限制作用。二因子协同作用在净光合速率(P_n)和叶面积上达到了极显著水平(p< 0.01), 而在株高和干物质积累量上达到了显著水平(p< 0.05)。二因子协同作用使玉米叶片的P_n升高, 植株高度升高, 穗位高升高, 茎粗增加, 叶面积变大, 从而促进了干物质积累量的升高, 为玉米增产打下了良好的基础。这表明: 在未来[CO₂]升高条件下, 一定程度的降水增加对玉米的产量具有正向促进作用。     

基于MODIS-EVI数据和Symlet11小波识别东北地区水稻主要物候期

作物物候信号能够反映温度和降水等变化对植被生长的影响,是进行农作物动态分析和田间管理的重要依据。基于2008年EOS-MODIS多时相卫星遥感数据,研究了我国东北地区水稻的主要物候期的识别方法。首先提取研究区24个农业气象观测站所在位置的MODIS-EVI(Enhanced Vegetation Index,增强型植被指数)指数的时间序列;同时利用小波滤波消除时间序列上的噪音,小波滤波选用函数包含Daubechies(7-20),Coiflet(3-5)和Symlet(7-15)共26种类型。然后根据水稻移栽期、抽穗期和成熟期在EVI时间序列上的表现特征来识别水稻主要物候期。最后与东北地区24个站点水稻物候观测资料对比并分析误差。结果表明,Symlet11小波滤波的效果最好,其移栽期识别结果的误差绝大部分在±16 d,抽穗期和成熟期识别结果的误差在±8 d。表明通过此方法可以较好地识别东北水稻主要物候期,并可进一步应用到整个东北地区水稻的物候空间分布和时间变化特征研究上。     

北京房山16000—7000年以来的植被与环境变迁

对北京房山东甘地8．2m的剖面取样197块,进行高分辨率的孢粉分析和序列的~(14)C测年,对照烧失量测定、炭片统计、表土花粉和古地磁特征等分析,揭示了北京房山里今16000－7000年植被演替及环境变迁的六个阶段、约15780－14700aB．P,当时乔木稀疏,草本类以蒿、藜为优势,由于缺乏水生沼生植物,反映研究区气候干旱。约14700－13400aB．P,由于降雨增多,温度增大,平原区形成小的沼泽环境,水生植物繁盛,泥炭发育。但区域性针阀混交林中主要以寒湿性针叶树种为主,反映寒冷湿润的气候特征。在14060－13520aB．P．泥炭积累中断,为一干冷的气候突变期。约13400－12600aB．P,针阀混交林在山区又进一步发展,平原区水生植物减少,沼泽逐渐疏干,反映气候趋于暖干。约12600－11400aB．P,针阀混交林中呈现以针、阔叶树种交替占优势的现象。水生、湿生植物减少,反映气候有冷暖的波动。约11400－9600aB．P,植被稀疏。在10600－10300aB．P,出现了与新仙女木期时段相当的冷干气候。约9600－7000aBP,阔叶树种增加,反映由典型草原向森林草原的演替,水生植物不繁盛,气候由冷干向温暖转变。     

中华卷柏在恢复过去环境研究中的生态指示意义

通过研究我国蕨类植物特有种中华卷柏在现代植被中的分布及其化包子在地层剖面中的时空分布规律,并阐明了中华卷柏在现代植被分布域具有连续分布的特征。在生境上,其基本生活在具有石灰质成土母质的土壤上,多生长在山坡阴处岩石上、山顶岩石上,向阳山坡石缝中,山坡灌丛下等,是一种土壤生态类型植物。在热量和水分因子上,中华卷柏生长在温度适中的黄;多在较为湿润的地方生长。数值分析进一步表明中华卷柏的空间分布主要受年平     

烧失量数值波动对北京地区过去气候和环境的特征响应

通过对北京地区房山东甘池剖面所取的１９７个样品的烧失量测定,结合＾１４Ｃ测年,剖面岩性特征及孢粉序列分析,初步回答了烧失量作为沉积物有机质含量的代用指标,其数值波动对北京地区１５０００ａ以来环境变迁和气候变化的特征响应,同时针对房山东甘池剖面的６个带的烧失量变化特征,提出其在反映气候异常,沉积物地貌单元等的意义,从而为更好重建过去气候和环境提供依据。     

烧失量数值波动对北京地区过去 气候和环境的特征响应

通过对北京地区房山东甘池剖面所取的１９７个样品的烧失量测定,结合１４Ｃ测年、剖面岩性特征及孢粉序列分析,初步回答了烧失量作为沉积物有机质含量的代用指标,其数值波动对北京地区１５０００ａ以来环境变迁和气候变化的特征响应,同时针对房山东甘池剖面的６个带的烧失量变化特征,提出其在反映气候异常、沉积物地貌单元等的意义,从而为更好地重建过去气候和环境提供依据。