羊草草原地上生物量的预测

采用数量化理论对羊草草原地上生物量进行了预测 ,建立了 2个数学预测模型。检验结果表明 ,地上生物量预测值与实测值的相关性显著 ,地上生物量的鲜重和干重的复相关系数分别达到了 0 97和 0 95。在影响羊草草原地上生物量的生态因素和植被特征因素中 ,按其对生物量形成的贡献大小 (以得分范围衡量 ) ,贡献最大的为测定生物量时前一个月的降雨量 ,其次为土壤全氮含量 ,再次为测定生物量时前一个月≥ 1 0℃的积温 ,小于这三个生态因子影响大小的因素依次为草群总盖度、草群平均高度和羊草种群生长状况。所建模型不但包含了生态因素对地上生物量的影响 ,而且也包含了植被特征因素对地上生物量的影响 ,为准确预测草地生物量提供了一条新途径     

太行山草地建群种远东羊茅地上生物量动态的研究

远东羊茅地上生物量在10．80－979．30gFW/m2或5．00－351．33gDW/m2之间变动,峰期值在902．87－1092．15gFW/m2或331．45－370．53gDW/m2之间变动,地上生物量的季节生长曲线呈单峰型,峰值期出现在7月份,地上生物量的增长与生长高度的增长和投影盖度的扩大呈正直线相关（R＝0．8929和R＝0．9066）,地上生物量和生长高度的最高生长速率出现于同期,而两者的相对生长速率最高值则出现在生物量峰值期之7前,在生长季节期间,降雨量的多少是影响地上生物量变化的主要生态因子,两者的直线回归方程为y=6.2596 1.4089x(R=0.9250)。     

青藏高原草地地上生物量估算

及时准确评估草地产草量对草地资源的科学管理和可持续发展具有重要意义。青藏高原自然环境特殊,气候差异显著,地形复杂,仅依靠遥感信息准确监测草地地上生物量(Aboveground Biomass,AGB)变化有较大限制。基于青藏高原草地AGB野外实测数据与Landsat遥感影像,探索了植被指数表征草地AGB信息的有效性,评估了气象和地形信息对准确估算草地AGB的影响,综合利用气象、地形和遥感信息,在新一代地球科学数据和分析应用平台(Google Earth Engine)上构建了梯度增强回归树草地AGB估算模型,绘制了青藏高原多年草地AGB空间分布图。结果表明:(1)基于单因素遥感因子的线性回归模型仅能解释8%-40%的草地AGB变化情况,其中绿色归一化植被指数(Green Normalized Difference Vegetation Index, GNDVI)对草地AGB解释能力较强(40%)。(2)基于遥感因子构建的梯度增强回归树模型测试集R²为0.57。分别添加气象、地形信息,模型对草地AGB的估测准确性有所提升,测试R²为0.62和0.63。(3)基于气象、地形和遥感因子的多因素估测模型能够提高草地AGB估测精度,经递归特征消除法优选后,基于13个特征变量的梯度增强回归树模型拟合效果最好(训练数据集R²=0.79,RMSE=43.42 g/m²,P<0.01;测试数据集R²=0.66,RMSE=53.64 g/m²,P<0.01),可以解释66%草地AGB变化情况。(4)2010年青藏高原平均AGB为94.58 g/m²,2015年93.63 g/m²,2020年100.78 g/m²。青藏高原西北部草地AGB较低,东南部草地AGB较高,整体呈现自西北向东南逐渐增加的分布格局。研究结果为准确估算青藏高原草地产草量和碳储量等研究提供重要参考。     

西藏自治区草地地上生物量遥感反演研究

草地地上生物量（Aboveground Biomass,AGB）是反映草地生态系统功能和质量的关键指标,大尺度地准确估算草地AGB对草地生态系统经营管理至关重要。研究以MODIS影像为数据源,提取反射率、植被指数和植被产品三种不同类型的特征变量,结合野外实测样地草地AGB数据,构建以多元线性逐步回归为代表的参数模型以及随机森林、支持向量机和kNN等非参数模型进行西藏自治区草地AGB估测及空间分布制图。结果表明：（1）多元线性逐步回归、随机森林、支持向量机和kNN模型在加入植被产品特征变量后,RMSE分别降低了15.8%、13.5%、4.1%和17.3%,表明植被产品作为建模变量用于草地AGB估测可有效提高模型精度;（2）三种组合变量构建的草地AGB估测模型中,反射率、植被指数、植被产品组合构建的模型效果最佳,其中kNN模型估测精度最高,R²达到0.60,RMSE和MAE分别为0.43、0.34 t/hm²;（3）草地AGB空间分布呈现出西北地区较低、中部地区较高且分布形态较破碎和东部地区较高的变化特征;（4）利用MODIS植被产品结合kNN模型的预测值与草地实测的AGB空间分布趋势基本一致。综上,MODIS植被产品结合kNN模型可作为大尺度区域草地AGB遥感估测的有效参考。     

三江源国家公园草地地上生物量时空动态及其气候影响

三江源区位于青藏高原腹地,作为长江、黄河、澜沧江三大河流的发源地,是我国重要的生态安全屏障。基于三江源区域草地AGB的野外调查数据,本研究采用多种机器学习算法集成分析的方式构建模型,实现了高精度的三江源国家公园草地AGB时空估算。基于AGB时空模拟结果,分析了近19年(2000—2018年)三江源国家公园区域草地AGB的时空动态变化。研究结果显示：(1)通过多种机器学习结合贝叶斯平均模型,草地AGB模拟值与实测值的r为0.88,RMSE为71.60g/m²,表明多模型集成分析的方式对草地AGB估算获得了较好的模拟效果。(2)三江源国家公园区域草地AGB的空间分布具有明显的空间异质性,呈从东南向西北递减的趋势。(3)2000—2018年长江源国家公园、黄河源国家公园和澜沧江国家公园区域草地AGB多年平均值分别为82.96 g/m²、117.54g/m²和168.39 g/m²。(4)近19年间,在黄河和长江源园区受到温度上升的影响草地AGB呈现出非显著性上升趋势;澜沧江区域,由于2015和2016年的...     

关于“松嫩平原羊草草地植物功能群组成及多样性特征对水淹干扰的响应”一文中几个问题的讨论

植声 :实验设计中 5个样带的选择虽叙述清楚 ,但水淹的 5个处理是如何控制水分的 ,是靠原地形变化 ,还是进行了人为控制 ?如果是靠原地形控制 ,低洼的地方最后退水 ,水淹时间长 ,但低地的物种原来可能就存在着差异 ,如芦苇不会因水淹 12个月优势度增加很多 ,是否原来就有分布 ?     

放牧和刈割干扰对松嫩草原羊草草地影响的研究

放牧和刈割干扰对松嫩草原羊草草地影响的研究＊王仁忠（东北师范大学国家草地生态工程实验室长春１３００２４）＊国家自然科学基金资助项目。收稿日期：１９９５－０９－１４,修改稿收到日期：１９９７－０２－０５。ＡＳＴＵＤＹＯＮＴＨＥＥＦＦＥＣＴＳＯＦＧＲＡＺ...     

基于机器学习算法的草地地上生物量估测——以祁连山草地为例

草地地上生物量（Aboveground Biomass,AGB）是指导畜牧业生产管理的重要指标,是草畜平衡综合分析的基础。目前,有关祁连山草地AGB反演的研究较少,且多源数据间的尺度差异问题并未得到很好的解决。为了解祁连山草地AGB的空间分布状况,利用Sentinel-2多光谱数据、无人机（Unmanned Aerial Vehicle,UAV）数据以及2021年植被生长期实测草地AGB数据实现了空天地一体化监测,通过决策树回归（Decision Tree Regression,DTR）、随机森林回归（Random Forest Regression,RFR）、梯度提升决策回归树（Gradient Boosting Regression Tree,GBRT）以及极致梯度提升（eXtreme Gradient Boosting,XGBoost）共4种算法反演草地AGB的适用性分析,利用最优模型反演了祁连山草地的AGB空间分布状况。结果表明：研究区内多种植被指数所表现出的特性有所差异。祁连山地区AGB在空间分布上呈现出由西北向东南递增的趋势,平均AGB为925.43kg/hm²。6种植被指数与实测AGB之间均表现为显著正相关,适合作为祁连山草地AGB遥感反演的指标;XGBoost模型较其它模型具有最高的R²值（0.78）和精度（74.75%）、最低的均方根误差（RMSE,99.74 kg/hm²）和平均绝对误差（MAE,71.60 kg/hm²）,模型反演效果最好;UAV数据能够提供更加详细的空间细节特征,减小Sentinel-2数据和实地采样数据间的尺度差异;因此,基于6种植被指数与祁连山草地AGB间的相关性,构建XGBoost模型反演研究区草地AGB空间分布状况是具有实践意义的。研究结果将为指导祁连山草地畜牧业的发展和维护草地生态系统的平衡提供一定的参考价值与数据支撑。     

城市景观多功能区湿地水质分异及其人类影响

以南京市仙林大学城为案例,在对该区景观功能区划分基础上,对各景观功能区典型湿地进行了1年的水质监测,揭示了不同景观功能区湿地水质季节变化特征,并利用模糊数学综合评价法对不同景观功能区湿地水质进行综合评估,进一步分析了各景观功能区湿地水质与人类影响强度的关系。结果表明:1)南京市仙林大学城湿地水质季节波动性明显,春夏季节水质较差,在Ⅲ类水以下,秋冬季节在Ⅲ类水以上。在各污染因子中,全磷污染负荷最大,平均值为0.11mg.L-1。2)不同景观功能区湿地水质空间差异明显,其优劣排序为:高校景观区农业景观区休闲景观区商业景观区。3)湿地水质和人类影响强度的负相关关系明显(R2=0.938)。     

放牧与围栏羊草草原生态系统土壤呼吸作用比较

采用静态箱式法,比较分析了内蒙古典型羊草草原放牧与围栏生态系统土壤呼吸作用及其与环境因子的关系．结果表明,围栏和放牧样地的土壤呼吸作用日动态均呈单峰型曲线,高峰值一般出现在13：00～15：00,围栏样地土壤呼吸作用日动态与地表温度相关性最好,而放牧样地与地下5cm温度相关性最好．在整个观测期内,6、7月份是植物生长的旺盛期,围栏样地土壤呼吸作用明显大于放牧样地约2．7倍;到植物生长后期的8、9月份,二者差异不大,与地下生物量的变化相似,可能与牲畜的采食对不同物候期的植物影响不同及周围环境因子的改变有关,说明人类活动的干扰不一定增加土壤呼吸作用．围栏样地和放牧样地土壤呼吸作用季节动态都与0～10cm的土壤含水量相关性最好,相关系数分别是0．853和0．741,而围栏样地土壤含水量与土壤呼吸作用季节动态的相关性大于放牧样地;围栏和放牧样地不同层次土温、土壤含水量与土壤呼吸作用日、季动态的关系均表现出浅层的相关性普遍大于深层．     

羊草种群生物量分配动态模拟

基于4种密度羊草种群的温室模拟试验,分析了羊草种群地上生物量与地下生物量的动态变化．结果表明：羊草种群的地上生物量与地下生物量随生长期呈增加的趋势,且随密度的增加而增加,但不同密度间羊草地上生物量与地下生物量的相对生长速率没有显著差异;不同密度羊草种群的根冠比随生长进程而增加,但差异不显著,表明环境因子是影响羊草种群根冠比变化的主导因素;单株羊草及羊草种群的地上生物量和地下生物量间存在显著的幂函数关系,但幂函数指数与系数随羊草密度的变化而变化,表明资源竞争引起的微环境差异导致了羊草种群根冠比的动态变化,可为定量研究光合产物分配提供参考．     

凋落物层对东北羊草草原微环境的影响

采用模拟方法,建立不同量凋落物层,凋落物量范围为0～1000g.m-2,梯度为100g.m-2,探讨凋落物层对草原微环境影响。研究结果表明,土壤水分总的趋势随着凋落物量的增加,土壤含水量逐渐提高,当凋落物量达到一定时趋于平稳状态;地表温度和地下温度(5cm)变化趋势在各月份基本相似,均随凋落物层厚度增加而降低,至一定厚度达到稳定;土壤pH值和电导率与凋落物量均呈显著负相关;有凋落物层土壤中有机质、N、P、K的含量均高于无凋落物层的含量,其含量随凋落物量而逐渐升高。凋落物平均每增加100g.m-2,有机质提高17.9%,N提高7.6%,P提高26.4%,K提高3.8%。当凋落物量达600g.m-2时,有机质含量比无凋落物层提高了近1.8倍,N提高81.5%,P提高1.8倍,K提高24.6%。     

羊草草地生长季放牧山羊采食量和食性选择

在松嫩平原羊草草地,通过控制放牧实验对山羊的时限采食量和食性选择进行了研究。结果表明：（1）5－9月份,山羊的时限（1h）采食量平均为0.42kg干物质,其季节动态为5月份最低,随季节推移不断增大,8月份达到最大,9月份又有所减小;时限采食量基本上随放牧率减小而增大,但在最低放牧率小区有所减小。（2）山羊的食性选择随季节推移和放牧率不同而变化。（3）山羊对20－25cm高度草层的选择性最高;各高度草层的食性选择指数随季节推移和放牧率不同而变化;山羊对不同植物的高度选择性存在差异,但高度选择指数的最大值都在15－30cm范围内。     

羊草草原土壤动物群落多样性的研究

对东北羊草草原不同生境土壤动物群落多样性研究表明 ,生境条件愈优越 ,土壤动物的多样性指数愈高 ,种类则愈丰富 .土壤动物群落的多样性与土壤有机质和全N含量呈正相关 ,与 pH呈负相关 ,与土壤自然含水量和全P含量关系不明显 .土壤动物群落多样性随土层深度的增加而减少 ,且表聚性明显 .     

羊草(Leymus chinensis)草地雨天放牧与非雨天放牧的绵羊采食特征

通过受控实验,比较了雨天和非雨天放牧在采食方式、采食损失量、践踏折损率以及土壤含水量和容重的差异.得出雨天放牧条件下,羊草各种采食方式的比例降低,去顶量依旧随放牧压升高而增加,但与非雨天放牧不同的是不再占主要比例.羊草采食损失量与非雨天差异不大,对于适口性更高的植物,如芦苇和全叶马兰,雨天放牧时损失更高.绵羊在冷湿环境中活动明显减少,羊草的践踏折损率各放牧压下差异不大,但芦苇的折损率依旧表现为随放牧压增强而增加.放牧后土壤15cm的含水量都低于对照小区,表明绵羊践踏加速了土壤水分的蒸发.放牧后土壤容重与放牧前和非牧区差异显著,并且容重随放牧压增强而增加.     

松嫩平原羊草草地盐碱化过程

通过野外调查及定位研究,探讨了松嫩平原羊草草地盐碱化发生原因和过程,论证了羊草草地盐碱化过程的土壤“干扰-裸露”假说.松嫩平原羊草草地表层土壤(0～30 cm)盐分含量低,表层以下土壤层盐分含量高, 定义此为土壤盐渍化草地;土壤表层盐分含量增多的过程称为羊草草地盐碱化过程,盐碱化后形成的草地为盐碱化草地或盐生植物群落.羊草草地表层土壤盐分增多的主导原因是原初含盐量低的土壤表层被干扰消失,表层以下富含盐分的土层直接裸露成新地表,深层盐分在新的表层积累,这种积累也表现在其他各层.次生盐生植物群落形成于羊草草地土壤表层被干扰后的裸地上,各盐生植物群落间没有演替序列关系.松嫩平原羊草草地的退化进程为土壤退化在先、植被退化在后,盐生植物侵入并形成群落及后续的演变近于始自原生状态.     

气候变暖对内蒙古羊草草原建群种的影响

通过对锡林郭勒盟锡林河流域羊草草原地区1981～1994年14年的温度观测和植被调查数据的逐年滑动平均处理,分析该地区气候和植被随时间的动态变化特征.结果表明,内蒙古羊草草原地区的气温在研究期内具有高低温变化不对称的特点,表现为全年最低温升高明显,最高温和平均温升高不明显.羊草草原的建群种羊草和大针茅对气温变化有不同的响应,最优建群种羊草的重要值和地上初级生产力随着最低温的升高有明显的下降趋势,次优建群种大针茅的重要值和地上初级生产力由于种间互补作用而略有升高.可以认为,如果这种趋势继续下去,大针茅有可能代替羊草,成为群落的最优建群种,使得群落的结构和功能发生改变.在研究与模拟羊草草原对温度变化的响应时,研究不同温度因子和年温度不同时段的变化特征,以及不同物种之间的竞争关系,有助于认识单个种群和整个生态系统对全球变化响应的机理.