应用间接排序识别盐沼植被的光谱特征:以崇明东滩为例

遥感技术已成为大尺度植被分类的重要手段,而地面植物群落特征与其光谱特征之间的关系是解译遥感影像的关键。该研究选择上海崇明东滩自然保护区的盐沼植物群落为对象,应用ASD地物光谱仪测定其植物群落的光谱反射率,并采用10个小型机载成像光谱仪(CASI)默认植被波段组,应用主分量分析法和相关分析分析了不同群落光谱特征与生态环境因子之间的关系。分析结果表明,间接排序法PCA能够识别盐沼植被中光滩、海三棱 草(Scirpus mariqueter)群落、芦苇(Phragmites australis)群落和互花米草(Spartina alterniflora)等群落的光谱特征,绝大多数盐沼湿地植物群落组成与光谱特征之间有显著的相关,识别效果最好的波段组是736~744 nm、746~753 nm、775~784 nm、815~824 nm和860~870 nm;对光谱反射率影响最大的生态环境因子分别是植物群落的高度和盖度,高程和其它环境因子的影响次之。研究成果可为遥感监测崇明东滩自然保护区内入侵种互花米草的空间分布和扩散规律提供技术支撑,为高光谱遥感影像的影像判读和解译分类以及盐沼湿地植被制图提供科学依据。     

北京地区不同地形条件下的土地覆盖动态

利用MSS/TM影像和1∶250 000 高程数据分析了1978~2001年北京地区土地覆盖的变化。为研究人类活动对土地覆盖类型及植被变化的影响,根据植被的分布规律和人类活动影响,利用数字高程模型(DEM)将研究区遥感影像分为不同海拔段,分别建立标志进行解译。通过转移概率矩阵计算、不同地形因子影响下的土地覆盖类型分布的GIS分析,得到如下结果:1) 1978~2001年间北京市土地覆盖变化主要发生在平原和低海拔、小坡度的平缓地区,表现为农业用地向城镇用地的转变;高海拔地区主要为天然植被所覆盖,土地覆盖变化相对较小,主要是灌丛向林地的转变。2) 地形因子显著影响土地覆盖类型的分布及变化。随着海拔的升高和坡度的增大,农业用地和城镇用地减少,林地和灌丛逐渐增加。坡向对植被的分布也有较大影响。     

中国外来入侵植物的分布格局及其与环境因子和人类活动的关系

认识区域尺度上外来入侵植物的分布格局及其成因对预测入侵的影响和入侵种的管理具有重要意义。该文采用聚类分析和排序的方法分析了我国外来入侵植物的空间格局,并利用多元线性逐步回归和典范对应分析探讨了自然环境因子和人类活动强度对中国32个省级空间单位(省市自治区,不包括香港和澳门)中外来入侵植物分布的影响。结果表明,中国各省外来入侵植物物种数从南到北逐渐减少,导致这一格局的主要因子为无霜期;各省外来入侵植物物种密度由东南海岸向内陆递减,造成这一趋势的主要影响因素为交通密度;纬度是解释中国各省外来入侵植物物种组成变异的主要因子,因此中国32个省区可归为低、中、高纬度区3大类型。在此基础上预测中国东南部地区有遭受更多外来植物入侵的可能;此外,交通发达的区域也将成为外来植物入侵的热点区,应该引起有关部门的重视。     

基于GIS和GS的东亚飞蝗卵块空间格局的研究

本文以沿渤海蝗区东亚飞蝗Locusta migratoria manilensis (Meyen) 越冬卵块为研究对象,野外采用450 m和50 m规则栅格取样,包括卵量、植被覆盖度、土壤含水量、含盐量、土壤pH和有机质等,利用地统计学方法,在GIS平台下,分析研究区域内影响蝗虫产卵选择的环境因子、蝗虫卵块的空间异质性及分布格局。结果表明, 植被覆盖度、土壤含盐量和土壤含水量在有卵和无卵的环境中存在极显著的差异,飞蝗产卵时最适宜的植被覆盖度、土壤含水量和盐度范围分别为0～30%、10.1%～20.0%和0.09%～1.99%,且当小环境植被覆盖度>50%、土壤含水量>30%或含盐量>3%时,飞蝗不再选择产卵。蝗虫卵块具有高度空间异质性,其空间自相关范围平均为390 m且呈斑块、聚集分布,蝗虫卵块变异函数曲线为球状模型。利用块段克立格法进行空间局部插值,得到研究区域卵块的空间分布格局图,可较准确地描述飞蝗卵块在研究区域内的空间分布、形状、地理位置及相对位置。研究结果可为地面卵块抽样调查、实时跟踪蝗卵胚胎发育进程、确定蝗灾早期发生点、片防治区域及蝗灾早期遥感预警提供科学依据。     

新疆天山北坡地区中晚全新世古生物多样性特征

选择新疆天山北坡不同海拔高度、不同植被带和不同沉积年代的大西沟、桦树窝子、小西沟、东道海子和四厂湖剖面计算孢粉复合分异度指数,并根据已发表的有关文献中关于粒度、磁化率、烧失量等多项分析的数值整合结果探讨了本区中晚全新世以来生物多样性的时空变化和环境特征。森林草原过渡带的古生物多样性远高于高山、亚高山草甸带和荒漠带,孢粉复合分异度较高,鉴定的孢粉科属数较多。3600~3200 aB.P.、1700~1400 aB.P.、1000~600 aB.P.和450 aB.P.以来4个时段的生物多样性偏高。大西沟地区3600~3200 aB.P.期间和四厂湖地区中世纪期间气候均较湿润,其古生物多样性也较高,可见古环境演变和古生物多样性的动态变化具有相对一致性,孢粉复合分异度指数在一定程度上可以反映气候与环境的变化。但由于孢粉鉴定的精确度较差、受外来花粉的干扰等多种因素影响,使得孢粉多样性指数在反映生物多样性和古环境方面存在一定的偏差。     

基于地形限制特征的泾河流域遥感地表覆被分类

由于在分类方法和空间分辨率等方面存在局限性,基于粗分辨率遥感数据的传统非监督分类结果在不同地物过渡带内往往误差较大。该文提出了基于地形限制特征的分类方法,在非监督分类的基础上,将非监督分类结果按照像元进行细分,并运用地形限制条件对细分后的像元进行二次判别分类。结果表明,分类精度明显提高,其中,农田和居民点分类精度的提高最为明显。这一方法使得完全同质的单元可以进行属性的变更,改善了像元空间分辨率差造成的误差;而地形限制特征的引入减少了传统非监督分类的不确定性,使模糊区域的分类有了较为明确的区分特征,提高了分类的精度。     

黑龙江省森林植被碳储量及其动态变化

黑龙江省的森林资源在全国森林资源中占有较为重要的位置.利用我国第一次(1973～1976年)至第六次(1999～2003年)森林资源清查资料,以及不同树种生物量和蓄积量之间的线性关系,对黑龙江省近30年来森林碳储量进行了求和推算.结果表明,黑龙江省6次森林资源清查中森林的总碳储量分别是7.916×10⁸ t、.413×10⁸ t、.661×10⁸ t、.880×10⁸ t、6.216×10⁸ t和6.011×10⁸ t,总体呈先下降后上升的趋势,说明30年间黑龙江省的森林是CO₂的"汇";特别是1977～1981年后,黑龙江省森林碳储量呈逐渐上升趋势,说明近20年来黑龙江省森林CO₂"汇"的作用在增强.如果对现有森林进行更好地抚育和管理,黑龙江省森林作为CO₂"汇"的潜力很大.     

厦门滨海湿地景观格局变化研究

选取了厦门市1986年,1993年和2003年三个时期遥感影像解译数据作为基本信息源.在ArcGIS支持下,应用GIS技术获取滨海湿地基本数据,通过对景观格局指数的计算和分析,对过去17年间厦门滨海湿地的景观格局变化特征进行了研究.结果表明:湿地总面积呈下降趋势,由1986年的419.764km²下降至2003年的394.237km²,湿地斑块数量由1986年的810块增加至2003年的1092块.湿地景观破碎度不断增加,而研究区域湿地景观多样性指数和均匀度指数则下降.     

滩地植被景观斑块分布特征与生态潜力评价

斑块大小是研究景观要素特征的一个主要参数。物种动态、潜在生境、潜在林产品(木材)、能量、养分和水流以及很多其它参数都受到景观中斑块大小的影响。将研究区域--富阳市富阳镇段滩地划分为6大类81个基本类型,并将其归为低水平斑块(基本类型对应斑块)和高水平斑块(大类对应斑块),采用极大似然估计法进行了研究,Kotliar和Wiens提出的斑块结构的等级框架是对斑块意义的更完整的理解,研究过程中对斑块的确定符合Kotliar和Wiens的等级思想。充分考虑了两个水平上的斑块,及它们对应于斑块类型的两个水平,研究表明:低水平的斑块内部具有较高的同质性,而高水平的斑块内部具有较低的同质性;在两种斑块水平上都显示出斑块大小分布是明显右偏的;只有少数类型斑块大小的分布服从负指数分布,而绝大多数斑块大小的分布服从对数正态分布,这对斑块内的群落和生态系统的稳定性和保护提供了参考。     

小流域林草植被控制土壤侵蚀机理研究

从坡面水动力学角度研究了坡面乔木林、草本植物和林地枯落物对坡面径流流速和动能的影响机理.结果表明,坡面径流水头损失与坡面坡度、林木密度、净雨强、坡长等有关,水头损失与林木间距(b)和树木地径(D)间的关系为:E^∝(D/b)^4/3;坡面草本植物在水流作用下易弯曲,增大水流底层的阻力,减小床面的切应力;枯枝落叶使径流速度减小,从而大大降低径流挟沙能力.对甘肃省天水市桥子东沟和桥子西沟两个对比小流域的实测单次降雨、径流、泥沙资料分析可见,在相同降水条件下,已治理小流域内的径流量、产沙量、洪峰流量、最大输沙率等指标均小于未治理小流域,说明林草植被在小流域中的涵养水源、保持水土的作用明显.