基于WorldView 2影像的矿区植被重建效果评估

植被盖度反映植被质量,是评价矿区复垦土地植被重建效果的重要指标。该文选择安太堡矿区为案例区,基于高空间分辨率World View 2(WV 2)影像新波段,使用混合像元模型和实地数据验证相结合的方法计算得到研究区的植被盖度,并对植被重建效果进行了评估,主要得到以下结论:(1)基于WV 2影像的近红外2波段和红波段,采用混合像元法得到的植被盖度反演值Fc_2与实测值最为接近,相关性最强(R~2=0.934),均方根误差最小(RMSE=0.048);(2)研究区植被重建效果整体较好,中等、较高和高植被盖度区域占研究区的60%以上,低植被盖度仅占22.09%。受植被重建年限和管理措施的影响,不同复垦区域植被重建状况之间存在着差异,内排土场、西排土场、南排土场的植被重建效果较好,而西排土场扩大区植被状况相对较差,其中等及以上植被盖度所占比例依次为75.24%、68.35%、68.20%、22.29%。(3)就植被组合模式看,乔灌草模式重建效果(按冠层盖度)最好,其次是乔草模式,其他模式如灌草、草地、自然恢复地依次降低。土壤表层水分含量随着复垦地植被盖度的增大而增大,说明植被重建状况对土壤表层的水分保持具有重要作用。     

基于AHP法黑龙江多宝山铜业矿山排土场植物筛选

以黑龙江多宝山铜业矿山排土场边坡植被恢复和景观重建的植被筛选为目的,在对矿区本底植物调查、黑龙江省栽培植物调查的基础上,运用层次分析法(analytic hierarchy process,AHP)构建生态适应性、生态防护性、绿化效果、经济性4个方面10个具体指标的筛选评价体系,对74种植物进行权重排序,最终筛选出适用于多宝山铜业矿山排土场植被修复的乔木、灌木、草本共计20种,为矿山排土场生态环境的改善和景观重建提供了植物选择,也为我国寒区其他矿山排土场生态修复植物的选择提供一些实践借鉴。     

型框喷播技术与植生喷播技术优势对比研究

通过对比分析研究了二种不同生态护坡工法对边坡绿化效果的影响, 得出应用型框喷播技术进行坡面绿化有更好的景观效果。二组试验坡面分别采用植生喷播技术(Hydromulching System)和型框喷播技术(Soil Create System)进行了绿化, 对2005 年、2009 年和2014 年的植物总盖度、生物量、物种密度、pH 值、基材厚度等观测数据进行分析。结果表明, 从1999年开始试验, 应用此两种生态治理工法的四个坡面经过十五年的自然演变, 均保持良好的植被覆盖率, 最低为80.6%; 型框喷 播比植生喷播技术更具优势, 坡面基材流失较少, 植被覆盖率较高, 是一种更能长期保持边坡美化效果的治理方法, 由此总结出利用工程措施防止基材流失是维持客土喷播边坡长期性绿化效果的关键因子。     

湿地植被地上生物量遥感估算方法研究进展

湿地植被生物量是衡量湿地生态系统健康状况的重要指标,其估算方法研究一直是湿地领域的研究热点。传统的植被地上生物量测算主要依靠样方调查,对于复杂湿地生态系统存在一定的局限,而随着遥感估算方法的发展,湿地植被生物量的研究实现了长期、动态且大尺度的监测。本文在查阅和分析国内外相关文献的基础上,以遥感数据为主要数据源,阐述了基于光学、合成孔径雷达(SAR)、激光雷达(Lidar)以及多源协同遥感数据反演湿地植物地上生物量的理论基础及计算原理,总结了其研究进展,分析了其适用性,继而从湿地植被生物量监测类型的拓展、多源遥感数据的融合、遥感数据的同化以及遥感机理模型发展等方面出发,对植物生物量研究的发展趋势进行了深入探讨。     

遥感反演植被含氮量研究进展

植被含氮量表征植被氮素状态。它作为植被生长状况的重要指标,在生态系统健康状况检测、生态系统生产估测、精准农业、生态系统干扰评估等方面均有重要意义。遥感监测植被含氮量主要基于高光谱和多光谱数据,采用的算法包括经验方法(波谱指数与回归分析)及物理方法(辐射传输模型法)。但受数据源和研究方法的局限,目前植被氮含量遥感监测局限于区域范围较小且内部植被类型与环境条件(气候、地形等)基本一致的情形,而对复杂生态系统的监测能力不足。未来的研究需针对氮沉降和人类活动的生态系统响应这一重大研究需求,发展和改进现有植被含氮量遥感反演方法。可考虑开展对不同环境条件下、不同类型植被光谱曲线进行标准化的研究,以形成普适的植被含氮量反演方法。并考虑综合运用多种数据(如微波遥感、无人机遥感),形成多尺度同步监测,以提高遥感对区域乃至全球范围内植被氮含量常规监测的能力。     

物种濒危状态等级评价概述

濒危等级是确定物种优先保护顺序和制订濒危物种保育策略的重要依据,《生物多样性公约》、相关国际组织和一些国家都把物种濒危状态的评价作为生物多样性保护工作中的一个重要步骤。本文对IUCN和美国、加拿大等国在物种濒危状态评价中有关等级标准、评价程序、数据信息采集管理及网络应用方面的问题进行了分析。国际上物种濒危状态评价工作呈现出以下几个方面的发展趋势：(1)物种濒危等级评价标准由定性指标向定量指标发展;(2)物种濒危状况评价程序逐步规范严格,评价过程透明,公众积极参与;(3)数据信息的采集逐步标准化,储存与管理更新采用计算机及网络技术;(4)物种濒危等级的公布与更新逐步以网络形式为主;(5)全球对物种濒危状态评价工作日益重视,物种濒危等级信息在物种资源利用、保护及其他方面的应用愈加广泛。在此基础上,作者提出了我国在物种濒危状况评价中急需加强的3个方面的工作：(1)建立我国的物种濒危等级评价标准;(2)建立完善的物种濒危等级评价程序并制定相关的指导性文件;(3)加强濒危物种评价中数据信息的规范采集、网络管理和数据共享。     

基于多源遥感数据的生态保护修复项目区监测方法评述

回顾了山水林田湖草生态保护修复项目的实施背景,针对生态保护修复项目监测监管范围广、技术难等问题,强调了基于多源遥感数据开展项目遥感监测的重要性与必要性。从监测指标拟定、遥感地物信息提取、多源遥感数据融合、动态变化检测等方面评述了基于多源遥感数据的生态保护修复项目区监测方法,包括基于中高空间分辨率遥感数据的地物信息提取、融合机器学习的非线性混合像元分析、基于混合像元分析的时空融合等。在总结技术和工作推进方面的优势、局限基础上,提出要结合实际工作,持续优化国土空间生态保护修复监测指标;充分挖掘遥感数据解析的相关算法潜力,提升地物信息提取和混合像元分析的精度;加强时空融合算法与变化检测方法的研究探索,加强相关方法的实践应用;以“山水林田湖草生态保护修复工程试点”项目为平台,建立稳定的国土空间生态保护修复遥感监测运行机制,加强科技创新,形成技术标准,指导工作开展。     

基于地面调查的植被生态质量综合评估指标体系构建

植被是陆地生态系统的主体,是保障生态质量的基础,也是基于自然的生态系统增汇、实现“碳中和”的重要利器。植被是生态质量评价的核心要素,但目前的生态质量评价研究中所用到的植被指标多是通过遥感反演或者气象指数模型计算得到的,而基于典型生态系统尺度地面调查的植被观测数据更直接、更准确,数据也很丰富,却很少用于生态质量评价,也缺乏系统的评价指标体系。通过文献研究、专家研讨和问卷调查,并借鉴群落退化演替和生态系统长期监测研究的理论基础,构建基于地面调查的植被生态质量综合评估指标体系。该指标体系整体分为三级,一级综合指数由群落结构指数、物质生产指数、生物多样性指数、群落发展或者演替趋势4个二级分项指标构成,二级分项指标由12—14个三级指标组成,不同植被类型各有其特征指标。该体系将完善我国多尺度陆地生态系统的生态质量评价指标体系,为新时期国家生态质量评价提供科学建议,为我国生态文明建设提供技术支撑。     

乌兰布和沙漠东北缘荒漠-绿洲过渡带植被地上生物量估算

干旱区荒漠植被地上生物量是植被生长状况评价与荒漠化监测的重要指标。在乌兰布和沙漠东北缘的荒漠-绿洲过渡带选取典型区,基于地面调查数据构建主要植物种的异速生长方程,对样方内的植被地上生物量进行估算;基于样方调查数据和Quick Bird影像数据,分别建立植被指数与人工固沙林和荒漠植被地上生物量的回归模型,并对研究区植被地上生物量进行估算。结果表明:植冠体积V是较好的预测变量,所得荒漠植物异速生长方程精度较高,能够满足样方内荒漠植被地上生物量估算需要;采用RVI对数模型估算人工固沙林地上生物量的效果最好(R~2=0.72,RMSEP=56.15),采用RVI线性模型估算荒漠植被地上生物量的效果最好(R~2=0.82,RMSEP=15.07);研究区内荒漠植被和人工固沙林的单位面积地上生物量分别为90.73g/m~2和105.28g/m~2。该研究可以为荒漠化监测和荒漠植被遥感信息提取提供参考。     

山水林田湖草生态保护修复试点工程布局及技术策略

习近平总书记提出的山水林田湖草生命共同体理念对我国新时代生态保护修复工作具有重要的指导意义,开展山水林田湖草整体保护、系统修复、综合治理是解决我国生态环境问题的重要途径,也是推进生态文明建设的必然要求。2016以来,财政部、原国土资源部、原环境保护部在全国24个省（自治区、直辖市）共安排25个山水林田湖草生态保护修复工程试点,对现有试点工程布局和技术策略进行全面剖析,能够为全面推进生态保护修复工作提供依据。在介绍山水林田湖草生态保护修复工程概念和主要任务的基础上,揭示试点工程布局特征,总结生态保护修复技术策略,同时探讨试点目前已经取得的效益、工程实施所存在的问题,并提出相关的建议。研究表明,25个试点大多分布于我国生态安全战略格局骨架区域,并且基本都属于国家重点生态功能区,对维护国家生态安全、提升区域生态功能具有重要意义;总结25个试点实施措施可以发现,工程技术策略主要包含了重要生态系统保护修复、生物多样性保护、流域水环境保护治理、污染与退化土地修复治理、矿山生态修复、土地综合整治等内容。试点工程的实施,开始取得生态、社会和经济等多重效益,但也存在工程宏观布局不尽完善、生态系统理念没能贯彻、自然恢复策略有待实施、监测评价管理缺乏科学、区域全面发展尚需提升等问题。未来应从完善国家宏观生态战略格局保障体系、加强区域生态系统状况和恢复力调查评价、优化工程项目实施规模和时序、研究和实践自然恢复标准与技术、开展长期跟踪监测与进行适应性管理等方面构建山水林田湖草生态保护修复工程技术和制度体系。     

气候变化背景下橡胶树物候研究进展

橡胶树(Heveabrasiliensis)是广布于热带地区的经济林木，是战略物资天然橡胶的主要来源，其物候学的研究对胶园生产管理和评估热带地区植被对全球气候变化的响应方面具有重要意义。早期的物候研究主要服务于苗木繁育、割胶规划和抗逆栽培等生产应用；利用遥感监测植被物候日趋成熟，已广泛应用于橡胶树并成为主流的物候监测方法；橡胶树物候具有明显的时空异质性，对气候变化的响应较为复杂，其中温度和降水是关键影响因子，同时内因(品系、基因和树龄等)和外因(种植密度、地理位置和农业措施等)也共同影响了其物候。为更好服务天然橡胶产业的可持续发展和热区气候变化科学研究，未来的橡胶树物候研究应重点关注多源遥感数据的协同重建、物候指标提取算法的普适化和遥感预测模型的精准化。该文系统梳理了橡胶树物候的监测方法、服务价值、时空格局，提出了存在问题及未来研究方向。     

地表水热要素在青藏高原草地退化中的作用

在全球气候变暖和频繁的人类活动影响下,青藏高原草地生态系统发生了生产力下降、生物多样性减少及生态功能退化等一系列现象。与传统观测技术相比,遥感技术具有大范围、快速和连续监测等优点,因此被广泛用于区域尺度的草地植被长时间序列监测。以往对青藏高原草原植被影响因子的研究多集中在气温与降水,而相比较于气温和降水,地表温度和土壤湿度直接作用于植物的根部,对植物种子的萌芽和植株的生长也都有着重要影响,所以地表温度和土壤湿度与植被生长的关系更加紧密。基于遥感技术,利用青藏高原草地区域的MODIS和AVHRR数据,选择草地植被覆盖度作为草地退化的遥感监测指标,建立了青藏高原草地退化遥感监测和评价指标体系,并对青藏高原2001-2017年的草地退化状况进行了遥感监测和评价。同时,利用遥感数据获取青藏高原区域尺度的地表温度和温度植被干旱指数数据,用于指示地表水热状况,最后基于回归方法分析了地表水热要素在青藏高原草地退化中的作用。结果表明：从2001-2017年,青藏高原植被退化程度空间差异明显,柴达木盆地和青海湖附近退化较为严重,喜马拉雅山脉北部、昆仑山脉南部、冈底斯山脉北部交汇的地区退化也较严重。在2001-2017年间,青藏高原草地未退化面积从50.60%上升到59.00%,说明青藏高原草地整体上在朝着改善的方向发展。2001-2017年内,青藏高原草地整体上大部分时间处于轻度退化状态,但是2001年和2015年这两个年份青藏高原草地退化整体上达到中等退化水平。通过回归分析发现,土壤湿度主导的对青藏高原草地的影响面积达到14.04%。地表温度主导的影响面积达到草地总面积的约36.61%。但地表温度与植被之间相互影响,且主要呈现负相关关系。其中,在温性草甸地区,当植被覆盖度较低时,地表温度正向影响植被生长。     

河岸带生态系统退化机制及其恢复研究进展

恢复和重建自然和人为干扰导致的退化河岸带生态系统是目前恢复生态学、流域生态学等学科研究的重要内容之一．对河岸带生态系统的干扰表现在河流水文特征改变、河岸带直接干扰和流域尺度干扰3个方面,分别具有不同的影响机制．河流水文特征改变通过改变河岸土壤湿度、氧化还原电位、生物生存环境以及沉积物传输规律对河岸带生态系统产生影响;河岸带直接干扰通过人类活动及外来物种入侵而直接影响河岸带植被多样性;流域尺度干扰则主要表现在河道刷深、河道淤积、河岸带地下水位降低和河流冲刷过程改变等．河岸带生态恢复评价对象包括河岸带生态系统各要素,评价指标已从单一的生态指标转向综合性指标．河岸带生态恢复应在景观或者流域尺度上进行考虑,识别对其影响的生物和物理过程以及导致其退化的干扰因子,通过植被重建与水文调控来进行．扩展研究尺度和研究对象及采用多学科的研究方法将是今后相关研究中的重要问题．     

微地形改造的生态环境效应研究进展

干旱缺水和生境不良使世界上许多地区的植被恢复和生态改善面临困难。为了提高植被成活率、遏制土壤侵蚀和土地退化态势,国内外许多重点地区都开展了多种微地形改造与下垫面整地措施,使得地表生境和植被状况得到一定改善。但微地形改造对生态环境影响的基础研究仍严重滞后于实践的客观需求,许多关键效应和科学机理不明。本文系统梳理和总结了国内外学者在不同生态系统类型区和自然地理单元上开展的相关研究。认为微地形改造对土壤属性和微生境、降雨入渗和水蚀过程、植被恢复的效果及其生态服务功能发挥等多个方面都有重要影响,并综述了相关研究进展。同时指出当前微地形改造研究中存在的突出问题。包括科学分类标准有待系统化、实地量化技术相对滞后、微地形改造的水文效应有待强化、影响植被恢复的机理不明等若干重要局限。建议应进一步加强微地形改造的分类体系研发、发展微地形改造方式的定量刻画技术;设立野外定位站,跟踪监测其长期效应,并加强不同微地形改造措施的生态环境效应对比,为科学筛选和优化下垫面改造技术、服务区域生态改善和应对气候变化提供科学依据。     

黄土高原半干旱区云雾山封禁草原30年植被恢复对气候变化的响应

植被是区域气候与环境的综合反映,研究特定地区草地植被与气候变化的关系,寻找影响植被变化的关键因子,是植被重建和生态环境恢复的前提。利用1957-2008年的气候数据和1982-2008年的植被定位监测资料,分析了黄土高原半干旱区的宁夏云雾山植被动态变化规律及其与温度和降水的关系。结果表明:51a来,该区年平均温度明显升高,而年平均降水量总体呈减少趋势,显示黄土高原地区气候暖干化趋势明显。统计分析表明,研究区年平均温度对植被的重要值年际变化有极显著影响(P0.01),而年降水量与植被的重要值呈极显著正相关(P0.01),表明气候持续干旱化对该区植被的生长有较大影响,该区降水的多寡是直接影响植被生长优劣的决定性因子,改善区域水分状况和封禁是推进植被恢复与重建的主要措施。     

受损湿地植被的恢复与重建研究进展

 自20世纪90年代以来,有关受损湿地植被恢复与重建的研究大量涌现。在大量文献调研的基础上,对湿地植被恢复的目的、优先原则、策略和途径、理论、技术、长期监测及评价作了回顾,对贫营养沼泽和富营养沼泽的恢复技术作了详细总结。湿地恢复的策略主要有修复和重建,指导理论主要有次生演替、自设计和入侵理论等。泥炭地植被受损后的恢复技术主要有播种法、泥炭藓片段散布法、营养体移植法、草皮移植法等。种子(繁殖体)库在植被恢复中的作用也不可忽视。恢复初期的抚育和管理必不可少。最后指出了湿地恢复研究中亟待解决的问题。     

向家坝水电站工程扰动区不同类型边坡土壤酸碱度与肥力分析

对向家坝水电站工程扰动区7种不同类型边坡土壤的酸碱度（pH)进行检测,并运用标准综合级别法对其肥力状况进行分析.结果表明：在向家坝水电站工程扰动区,植被混凝土边坡土壤呈微碱性,其他边坡土壤均呈不同程度的酸性,土壤pH值依次为:植被混凝土(7.68±0.04)>弃渣地(6.96±0.02)>框格梁覆土(6.93±0.16)>客土喷播(6.75±0.35)>厚层基材(6.67±0.36)>天然次生林(5.68±1.25)>天然林(4.71±0.23);不同类型边坡土壤肥力的综合级别值大小为: 植被混凝土(3.06±0.02）<厚层基材(4.06±0.78)<天然林(4.20±0.10)<天然次生林(4.32±0.16)<框格梁覆土(4.62±0.06)< 客土喷播(4.90±0.01)<弃渣地(5.00±0.10),植被混凝土肥力状况最佳,弃渣地肥力状况最差.采用人工修复技术添加的水泥、复合肥及腐殖质在调节边坡土壤pH值和维持其肥力方面起到一定的作用,可为植被生长提供良好的土壤条件.     

层次分析法在河北省太行山区植被恢复植物种类筛选中的运用

植物种类筛选是营造水土保持林及其它林种的重要物质基础,是恢复与重建退化生态系统的有效举措。本文以河北邢汾高速公路沿线植被恢复和重建过程中植物种类的筛选为目标,应用层次分析法（AHP）对选定的19个指标因子进行分析,并对边坡沿线乔、灌、草89种植物进行了综合评价。同时选定10个主要指标因子,就不同海拔段筛选的植物种类进行聚类分析,结果表明：（1）各海拔段内,耐旱性所占权重值最大,耐寒性所占权重值变化最大;（2）综合性状评价等级为Ⅰ级的草本植物有11种,Ⅱ级有12种;灌木中Ⅰ级有8种,Ⅱ级有13种;乔木中Ⅰ级有6种,Ⅱ级有5种。     

草原矿区排土场恢复重建人工植被变化

以典型草原大型露天煤矿排土场为研究对象, 研究不同水土保持工程措施与植物措施配置形式下排土场人工、半人工植物群落的植物种类组成、结构及物种多样性变化, 结果表明, 自然恢复的人工裸露边坡草层低矮、植物种类单一, 水土保持工程措施与植物措施相结合进行植被恢复的试验小区植物种类明显增加, 项目实施第三年试验区内共出现23 种植物, 分属10 科22 属, 单种科和单种属占优势; “生态袋一字型布设+撒播种草”试验小区出现的植物种类最多, 植物成活率高、Shannon-wiener 多样性指数、Margalef 丰富度指数较大, 这一措施配置形式在草原矿区排土场边坡植物群落快速建植和水土流失防治等方面效果均显著; 抗逆性强、具有固氮功能、性状优良的豆科牧草可作为草原矿区人工扰动后植被恢复重建的先锋物种。     

涡度相关技术及其在陆地生态系统通量研究中的应用

通量观测是定量描述土壤-植被-大气间物质循环和能量交换过程的基础。涡度相关技术作为直接测量植被冠层与大气间能量与物质交换通量的技术手段, 已经逐步发展成为国际通用的通量观测标准方法。随着涡度相关技术在全球碳水循环研究中的广泛应用, 长期连续的通量观测正在为准确评价生态系统碳固持能力、水分和能量平衡状况、生态系统对全球气候变化的反馈作用、区域和全球尺度模型的优化与验证、极端事件对生态系统结构与功能影响等方面的研究提供重要数据支撑和机制理解途径。通过站点尺度通量长期动态观测, 明确了不同气候区和植被类型生态系统碳水通量强度基线及其季节与年际变异特征。通过多站点联网观测, 在区域和全球尺度研究生态系统碳通量空间变异特征, 揭示了区域尺度上温度和降水对生态系统碳通量空间格局的生物地理学控制机制。该文概括地介绍了涡度相关技术的基本原理、假设与系统构成, 总结了涡度通量长期联网观测在陆地生态系统碳水通量研究中的主要应用, 并对通量研究发展前景进行了展望。