基于遥感的植物叶脉功能性状计算及其生态学意义

叶脉网络性状能够反映出植物适应特定生境的基本方式及其光合生理功能, 体现了植物水分和能量权衡的生态策略。叶脉功能性状的高效提取, 为植物生理功能和资源配置的响应机理研究提供参考。以北京市常见绿化树种洋白蜡(Fraxinus pennsylvanica)、臭椿(Ailanthus altissima)和国槐(Sophora japonica)的叶脉显微图像为训练样本, 采用遥感图像处理软件, 对叶脉显微图像进行多尺度分割和分类识别, 根据目标对象的亮度(brightness)、光谱(spectrum)和几何(shape)特征规则实现大批量叶脉的快速解译。结果表明, 3个树种叶脉分割的最优参数及自动提取规则为: 尺度参数(scale parameter)为200, 形状参数(shape parameter)为0.8, 紧凑度参数(compactness parameter)为0.2, 亮度值为190—230, 绿光波段大于210, 形状–密度指数为1.5。该方法提取叶脉密度(leaf vein density, LVD)和叶脉面积(leaf vein area, LVA)精度分别达到了95.7%和94.5%以上, 对该3种植物叶脉性状的快速提取具有较高的普适性。在城市不同环境中, 随着温度的升高、土壤水分含量的降低, 叶脉密度总体上呈增大的趋势, 而气孔数量则明显减少, 叶脉密度与气孔密度间普遍存在显著的负相关关系(P<0.05)。这说明了植物在高温和干旱胁迫环境中, 在叶片水平上表现出“此消彼长”的权衡规律, 进一步提高其逆境耐受性。     

西藏色季拉山暗针叶林苔藓多样性及林窗干扰的影响

为了解西藏色季拉山暗针叶林苔藓多样性及林窗干扰的影响,在过去工作积累的基础上研究了色季拉山西坡5块样地内不同林内环境(林窗、林缘和林下)地面、腐木和树附生苔藓生物量特征。结果表明, 地面生单位面积苔藓植物生物量储量最高,平均910.10 g/m²,其次为腐木生(221.90 g/m²),树附生的最低(53.59 g/m²)。林窗地面生苔藓单位面积生物量最高,均值为360.47 g/m²,其次为林下(305.51 g/m²),最小为林缘(244.11 g/m²);林窗、林缘和林下间的地面生苔藓单位面积生物量差异显著(P＜0.05)。沿海拔梯度,林窗苔藓单位面积生物量表现出先增加后减少的趋势。因此,在西藏色季拉山暗针叶林内,林窗对地面生苔藓单位面积生物量有显著影响。     

6-BA和GA3对牡丹叶片衰老过程中生理特性的影响

以‘洛阳红’和‘胡红’为试材,研究了牡丹衰老过程中喷施不同浓度的6-BA和GA3对叶片净光合速率(Pn),可溶性糖、可溶性蛋白和丙二醛(MDA)含量以及细胞膜相对透性的影响。结果表明:7月30日喷施浓度100、200、300 mg·L-1的6-BA或GA3可以显著提高‘洛阳红’和‘胡红’叶片的Pn以及可溶性糖和可溶性蛋白含量,明显抑制叶片中MDA的积累,降低叶片细胞膜相对透性;2种植物生长调节剂均以300 mg·L-1处理效果最显著。8月10日喷施浓度为300 mg·L-1的6-BA或GA3,可以有效延缓‘洛阳红’和‘胡红’叶片的衰老,而低浓度的6-BA和GA3处理效果不显著。     

不同生境对藏东南地面生苔藓多样性和生物量的影响

为解析苔藓在藏东南森林生态系统中的重要生态作用, 以及森林干扰对林内地面生苔藓的影响, 该研究以藏东南色季拉山地面生苔藓植物为调查对象, 选取林分、坡向、坡度和地势组成等相似的7块100 m × 100 m的样地, 每块样地以林窗为中心, 在其东、南、西、北4个方向选取林窗、林缘和林下3种不同生境设置50 cm × 50 cm的样方, 每块样地共12个样方, 共计168个样方。通过对每个样方进行苔藓植物调查采集, 研究了西藏色季拉山苔藓多样性和不同生境条件下地面生苔藓单位面积生物量特征。主要结果: (1)研究区共有苔藓植物24科63属110种。其中, 优势科有8个, 分别是丛藓科、曲尾藓科、金发藓科、提灯藓科、真藓科、紫萼藓科、青藓科和灰藓科。苔藓各科分布规律明显, 曲尾藓科和真藓科广泛分布于各个海拔, 金发藓科、真藓科和提灯藓科分布在海拔3 700-4 300 m, 而丛藓科多分布在4 300 m以上。(2)林窗生境较林缘和林下复杂, 它干扰了苔藓物种组成和群落结构, 其苔藓种类最多、结构最复杂, 而林下的苔藓种类最少, 群落结构最简单。林窗地面生苔藓生物量最高, 其次为林缘, 林下苔藓生物量最低。(3)地面生苔藓生物量大小不仅受其物种组成、盖度、体形和群落结构的影响, 而且是众多因子共同作用的结果, 而非某一因子起主导作用。     

基于遥感技术植物叶脉性状的计算及其生态学意义

叶脉网络性状能够反映出植物适应特定生境的基本方式及其光合生理功能,体现了植物水分和能量权衡的生态策略。叶脉功能性状的高效提取,为植物生理功能和资源配置的响应机理研究提供参考。以北京市常见绿化树种洋白蜡(Fraxinus pennsylvanica)、臭椿(Ailanthus altissima)和国槐(Sophora japonica)的叶脉显微图像为训练样本,采用遥感图像处理软件,对叶脉显微图像进行多尺度分割和分类识别,根据目标对象的亮度(brightness)、光谱(spectrum)和几何(shape)特征规则实现大批量叶脉的快速解译。结果表明,3个树种叶脉分割的最优参数及自动提取规则为:尺度参数(scale parameter)为200,形状参数(shape parameter)为0.8,紧凑度参数(compactnes sparameter)为0.2,亮度值为190—230,绿光波段大于210,形状–密度指数为1.5。该方法提取叶脉密度(leaf vein density,LVD)和叶脉面积(leaf vein area,LVA)精度分别达到了95.7%和94.5%以上,对该3种植物叶脉性状的快速提取具有较高的普适性。在城市不同环境中,随着温度的升高、土壤水分含量的降低,叶脉密度总体上呈增大的趋势,而气孔数量则明显减少,叶脉密度与气孔密度间普遍存在显著的负相关关系(P0.05)。这说明了植物在高温和干旱胁迫环境中,在叶片水平上表现出"此消彼长"的权衡规律,进一步提高其逆境耐受性。