环境因子对山西太岳山典型森林类型物种多样性及其功能多样性的影响

该研究采用典型样地法,调查群落内物种分布并测量植物功能性状(叶面积和植株高度),对山西太岳山不同坡位华北落叶松-白桦混交林以及辽东栎次生林物种多样性及其功能多样性进行比较分析,探究环境因子对不同群落层次(乔木、灌木、草本)物种多样性及其功能多样性的影响机制,以及环境因子与群落构建之间的联系,为森林生态系统多样性研究以及经营管理提供理论依据。结果显示:(1)华北落叶松-白桦混交林的物种分布更加均匀,物种多样性和功能多样性(乔木层)均显著高于辽东栎次生林。(2)华北落叶松-白桦混交林乔木层功能均匀度与功能分散指数显著高于辽东栎次生林,但灌木草本层低于辽东栎次生林。(3)不同群落层次的物种多样性与功能多样性均呈正相关关系,影响物种分布和性状分布的环境因子存在差异,物种多样性受多种环境因子的综合影响,而单个环境因子对功能多样性影响较大,环境解释力与林分类型和群落层次相关。(4)乔木层物种多样性主要受土壤pH、冠层结构(MLA、林分开度)以及光照影响,灌木层物种多样性与土壤pH和MLA密切相关,林下总辐射、土壤养分(SOC、STN)、土壤相对含水率是影响草本层物种分布的主要环境因子;冠层结构(MLA、林分开度)是影响乔木层功能多样性最主要的环境因子,土壤pH和坡位分别是华北落叶松-白桦混交林和辽东栎次生林灌木层功能多样性的主要影响因子,影响草本层功能多样性的主要环境因子是土壤相对含水率与LAI。研究表明,在垂直分层的森林生态系统中,不同群落层次竞争的主要环境资源存在差异,乔木层通过改变冠层结构和林内环境限制林下物种分布和性状分布。     

放牧干扰下高寒草甸物种多样性指数评价与选择

在青藏高原东北缘高寒草甸设置6个放牧强度样地,连续4年研究10个多样性指数(Richness和Abundance 2个实测指数,优势度指数、均匀度指数、丰富度指数和综合指数各2个)对放牧强度和年限影响植物群落的解释能力.结果表明: 相对于重要值,利用多度计算的多样性指数对放牧干扰更敏感.优势度指数(Berger-Parker、Dominance)与放牧强度和年限均无关,不能将放牧干扰对群落优势种的影响有效区分.均匀度指数(Equitability、Evenness)均与放牧强度无关,但Evenness指数与放牧年限呈显著负相关,不受偶见种影响且与物种多度的变异系数呈显著正相关,在基于时间尺度的均匀度比较中可以选择Evenness指数.丰富度指数(Menhinick、Margalef)均与放牧年限无关,但Margalef指数与放牧强度呈显著正相关,且不受偶见种影响.综合指数(Shannon、Simpson)均与放牧强度无关,但Shannon指数与物种丰富度和多度呈显著正相关,且随放牧年限增加而显著升高,不受偶见种影响,Shannon指数可用于在长时间尺度下比较物种多样性变化.在所有多样性指数中,只有实测物种丰富度和多度均与放牧强度呈显著负相关,与放牧年限呈显著正相关,且不受偶见种影响,故实测物种丰富度和多度相结合可作为放牧干扰下多样性比较的首选指标.此外,多样性指数选择须考虑放牧干扰的强度与时间特征、多样性组分和研究目的.     

定量评价人类活动对净初级生产力的影响

以人类活动为主导的城市扩张和土地覆被变化对城市生态环境产生了重要影响,并与气候变化共同影响植被净初级生产力(NPP),但目前从时空尺度上脱离气候干扰仅以人类活动为主导因素来定量分析其对植被NPP影响的研究尚不充分.本研究以广州市为研究区,利用CASA模型估算2001—2013年实际净初级生产力(NPP_act),结合CHIKUGO模型估算得到的潜在净初级生产力(NPP_p)计算因土地覆被变化导致的NPP损失(NPP_lulc),并建立相对贡献指数(RCI)定量分析和评价在城市扩张过程中人类活动对NPP的影响.结果表明:2001—2013年间,广州总体及其5片区NPP_act和NPP_lulc分别呈减少和增加趋势,并存在明显的空间差异性;RCI呈明显增加趋势,东北片区RCI值最低,为0.31,表明气候变化是其NPP变化的主要原因,其他4个片区的RCI值均高于0.5,说明4个片区人为干扰严重,人类活动是其NPP减少的主导因素;广州市及其5片区的RCI变化斜率均大于0,人类活动对植被的干扰逐年增强,北部片区RCI变化斜率值最大(0.693),人为干扰增加趋势最明显.     

基于PROSAIL模型的水稻田缨帽三角-叶面积指数模型及其应用

缨帽三角(tasseled cap triangle,TCT)-叶面积指数(leaf area index,LAI)等值线模型是一种反映植被叶面积指数等值线在红光(Red)-近红外(NIR)波段反射率组成的光谱空间中分布规律的模型,在此基础上建立LAI遥感反演模型比常用的统计关系模型更加精确.本文利用水稻田实测数据,验证了PROSAIL模型对水稻冠层反射率模拟的适用性,并对模型的输入参数进行率定,最终确定了PROSAIL模型模拟水稻冠层反射率的输入参数的取值范围.在此基础上构建了水稻田TCT-LAI等值线模型,建立了LAI遥感反演所需的查找表,将其分别用于Landsat 8和WorldView 3数据进行水稻田LAI反演.结果表明: 利用基于TCT-LAI等值线模型建立查找表反演的LAI与实测LAI具有良好的线性相关关系,R²=0.76,RMSE=0.47;与Landsat 8的LAI反演结果相比,WorldView 3反演的LAI值域范围更大,数据分布更离散.将Landsat 8、WorldView 3反射率数据重采样至1 km后进行LAI反演, MODIS LAI 产品的反演结果存在明显低估现象.     

基于附石藻类生物完整性指数对汝溪河水生态系统健康的评价

以三峡库区支流-汝溪河自然河段为研究区域,调查了自然河段内9个样点的附石藻类群落和水环境理化特征,并在此基础上应用生物完整性评价指数（Index of Biotic Integrity,IBI）,对汝溪河水生态系统进行健康评价。结果表明,汝溪河自然河段附石藻类群落结构具有明显的空间和时间异质性,驱动附石藻类群落结构形成的水环境因子为电导率、浊度、硝态氮和溶解氧。IBI结果表明,上游生物完整性较高;中下游和下游生物完整性较差;枯水期生物完整性较高,而平水期和丰水期生物完整性较低。由此可见,汝溪河自然河段生物完整性一般,表明汝溪河水生态系统已处于亚健康程度。     

水土流失区生态修复后植被健康的遥感判别

基于遥感技术和WorldView-2卫星影像,提出一个新型植被健康指数(VHI),以快速、大面积地监测与评价水土流失区的植被健康状况.该指数由归一化山地植被指数、氮素反射指数和黄光波段反射率3个因子构成,通过主成分变换将3个因子集成为VHI,以避免主观加权求和集成法所产生的偏差.将VHI应用于福建省长汀县河田盆地一带,对水土流失区的植被健康状况进行监测.结果表明: VHI可以很好地揭示植被的健康状况,其判别总精度可达91%.河田盆地健康等级为好、中、差的植被面积占植被总面积的比例分别为10.1%、49.2%和40.7%,说明研究区的植被健康总体状况仍不理想,主要因为水土流失区土壤贫瘠、新种植的植被生长不良.     

太湖流域景观空间格局动态演变

基于2000、2010和2015年的土地利用数据集,利用景观格局指数、动态变化模型、景观转移矩阵及CLUE-S模型预测的研究方法,对太湖流域景观空间格局动态演变进行分析.结果表明: 2000—2015年间,流域景观类型始终以耕地、建设用地为主,景观破碎化程度加强,分布呈现均匀趋势.从动态转移变化来看,耕地和建设用地变化显著,分别以2.1%和8.4%的速度减少和增加了6761和6615.33 km²;由景观转移可见,耕地减少部分主要转变为建设用地,有7866.30 km²的耕地转变成建设用地,占耕地变化量的91.6%,对建设用地增加的贡献率达到96.5%.各县市的耕地、建设用地变化趋势与整个太湖流域相同,其中,上海市中心城区、浦东新区、临安市、宝山区、闵行区、嘉定区和常州市的耕地和建设用地面积变化尤为突出.结合总量变化与CLUE-S模型模拟2030年景观格局动态演变表明,自然发展情景下耕地和建设用地的变化幅度最大;在生态保护情景下草地面积猛增,动态度达到54.5%;在耕地保护情景下耕地和建设用地的变化幅度骤减.     

50份长果黄麻种质资源耐盐性鉴定评价

通过对来自不同国家的50份长果黄麻种质苗期耐盐性综合评价,评估不同黄麻种质耐盐特性,筛选黄麻耐盐极端材料,为进一步挖掘黄麻耐盐基因及分子机理研究准备材料。本研究采用水培法,设0、250 mmol/L Na Cl两个浓度对50份黄麻种质材料进行处理,调查盐处理后每份材料盐害指数的变化以及第8天的死亡率,建立盐害指数随时间变化的回归模型,利用回归方程分别求出每份材料盐害症状出现的时间以及盐害指数达到50%的时间,通过主成分分析、隶属函数法、聚类分析等方法对供试材料进行综合评价和耐盐性级别划分。结果表明,250 mmol/L Na Cl胁迫对于本试验是一个适宜的浓度;建立的50个回归方程拟合效果良好;根据对50份黄麻种质材料的综合评价值及聚类分析,可以将其分为4种耐盐类型,其中,高耐盐材料3份,耐盐材料6份,盐敏感材料10份,中度耐盐材料31份。     

丛枝菌根真菌对西瓜嫁接苗抗南方根结线虫病的影响

根结线虫病是西瓜主要土传病害之一,长期连作往往加重西瓜根结线虫病害。利用抗病砧木嫁接可有效减轻瓜类蔬菜线虫病害,而接种丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhiza fungi,AMF)则能拮抗根结线虫,提高寄主植物抗病性。本试验旨在研究嫁接技术配合接种AMF降低瓜类蔬菜病害和促进生长的效应。试验以不同抗性南瓜杂交种(Cucurbita maxima×C.moschata)"青农2号"和"青农3号"分别嫁接西瓜Citrullus lanatus品种"京欣2号","青农2号"嫁接苗和"青农3号"嫁接苗先分别接种摩西管柄囊霉Funneliformis mosseae、变形球囊霉Glomus versiforme、根内根孢囊霉Rhizophagus intraradices,后接种南方根结线虫Meloidogyne incognita,测定AMF对不同西瓜嫁接苗根结线虫病和生长的影响。结果表明,接种AMF能不同程度地减轻嫁接苗根结线虫病害,其中,以"青农2号"嫁接苗接种变形球囊霉促生防病的效应最大。这可能与AMF提高根系活力、可溶性糖含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性和过氧化氢酶(CAT)活性,降低丙二醛(MDA)含量有关。结果表明,"青农2号"嫁接苗结合接种变形球囊霉是生产上具有应用潜力的技术组合。     

猴耳环天然更新特性

为研究药用植物猴耳环（Archidendron clypearia）的天然更新特性,2015年7月和2016年7月对广东省广州市、惠州市和深圳市主要森林公园、自然保护区和生态公益林内天然分布的42株母树进行了天然更新状况调查,并采用熵值法对更新效果进行评价。结果表明：（1）母树的上下和左右冠幅十分接近,但97.6%的母树存在偏冠现象,尤以向坡下偏冠更为明显,上坡方向树冠宽度约为下坡的1/2;偏冠是影响种子散布范围的主要原因之一;（2）与母树的距离与不同方向对种子雨量影响显著,但两者对苗木的数量和径高生长没有显著影响;（3）林冠下≤ 1 a的苗木占总数的87.8%,且林下无5年及以上的幼树,预示猴耳环依靠天然更新维持种群增长困难较大;（4）用信息熵理论导出的更新指数来评价与母树不同距离的更新效果显示,与母树距离越远更新效果越差;距母树0~3 m范围内更新效果最好;（5）猴耳环具有诸多"极小种群野生植物"的特征,亟需对其资源分布现状及生物生态学特性开展进一步的深入调查和研究。