差分干涉测量黄河三角洲天然湿地水位变化研究

利用合成孔径雷达差分干涉测量技术监测湿地水位变化,对湿地保护、恢复和重建具有非常重要的意义.利用C波段VV极化和L波段HH极化合成孔径雷达影像,结合同步野外测量和调查工作,在各季节不同时间间隔下,研究不同湿地类型的后向散射特性差异和干涉相干性差异;在对影响干涉相干性的因素进行评价的基础上,建立差分干涉测量湿地水位变化监测的函数模型,利用获取的合成孔径雷达影像,分析黄河三角洲的天然湿地水位变化.研究结果表明,利用差分干涉测量技术不仅可以获取湿地水位变化,而且还能提供水位变化的空间细节,这是本技术最突出的特色.     

基于多频率极化SAR影像的洪河国家级自然保护区植被信息提取

植被是湿地生态系统健康状况的"晴雨表",明晰湿地中植被的时空分布,是湿地修复与重建、保护与合理利用的前提和基础。以洪河国家级保护区为研究区,利用全极化C-band Radarsat-2和L-band PALSAR数据,根据极化合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)目标分解理论,提取了该保护区不同波长的极化分解参数和特征参量,整合为多源极化SAR数据集,利用多尺度迭代分割算法和Random Forest机器学习算法,构建了研究区中植被的遥感识别模型,实现了对研究区中植被的高精度分类,并对比分析了不同频率SAR数据集在植被识别精度上的差异。研究结果表明,利用整合PALSAR和Radarsat-2极化数据集,获取的植被遥感分类结果的总体分类精度为86.77%,比利用PALSAR极化数据集的分类结果精度提高了15%,但是其与利用Radarsat-2极化数据集的分类结果精度差异不显著;浅水草本沼泽的生产精度达到了90.91%,深水草本沼泽的用户精度为90.63%;C-band PALSAR数据比L-band PALSAR数据更适用于高精度识别洪河国家级自然保护区中的植被。     

基于JERS-1雷达干涉测量的格罗夫山冰盖信息提取

东南极格罗夫山地区是由我国科学家最新发现的南极内陆冰盖陨石富集地。本文采用该地区1996年三个时相的JERS-1合成孔径雷达(SAR)原始数据,进行了成像和干涉处理;分析了该地区的雷达图像特征,干涉条纹图与冰面地形、干涉基线(时相、空间)和冰川流动的关系,干涉相干性与基线和冰面变化的关系;定性地揭示了格罗夫山地区冰流的模式,发现了存在于角峰群内部的冰流。此外,本文还分析了该地区干涉去相干的主导因素。     

长白山孤山屯泥炭沼泽活性有机碳研究

土壤活性有机碳既是土壤微生物的活动能源,又是土壤养分循环的主要驱动力。2013年5~10月中旬,在吉林省辉南县孤山屯泥炭沼泽中,对瘤囊薹草(Carex schmidtii)—小叶章(Calamagrostis angustifolia)群落、薹草(Carex spp.)群落和薹草—柳叶绣线菊(Spiraea salicifolia)群落泥炭沼泽0~40 cm深度土壤微生物量碳和水中可溶性有机碳含量分布及其影响因素进行了研究。研究结果表明,各植物群落泥炭沼泽0~20 cm深度土层中的微生物量碳质量浓度在92.40~478.96 g/m~3范围内变化,瘤囊薹草—小叶章群落泥炭沼泽土壤中的微生物量碳含量最低;20~40 cm深度土层中的微生物量碳质量浓度在48.45~348.88 g/m~3范围内变化,在20~40 cm深度土层,各采样日都是薹草—柳叶绣线菊群落泥炭沼泽土壤的微生物量碳质量浓度相对最大,其它依次为薹草群落、瘤囊薹草—小叶章群落;各植物群落泥炭沼泽0~20 cm和20~40 cm深度水中的可溶性有机碳质量浓度的变化范围分别为28.99~53.69 mg/L和22.20~66.71 mg/L;6个采样日,薹草群落和薹草—柳叶绣线菊群落泥炭沼泽0~20 cm深度土层微生物量碳含量明显大于20~40 cm深度土层,而薹草群落泥炭沼泽20~40 cm深度水中的可溶性有机碳含量都高于上层;微生物量碳含量的对数与可溶性碳含量的对数为负相关关系;土壤微生物量碳含量的主要影响因素是土壤有机碳含量、全氮含量、全磷含量、氮磷比、硝态氮含量和水位,水中可溶性有机碳含量的主要影响因素是总氮含量、总磷含量和0 cm土壤温度。     

雷达差分干涉测量

合成孔径雷达 (SAR)差分干涉测量 (D -InSAR)是利用SAR图像的相位信息提取地表沿雷达视线向的形变信息的一种有效手段。该文阐述D -InSAR的基本原理 ,分析该技术在地震监测、火山研究和细微的地表形变监测等方面的应用研究 ,并分析未来D -InSAR的应用前景。     

不同水分条件下藏北盐化沼泽湿地土壤碳氮的分布

目前,对于高寒湿地土壤碳氮的研究多集中于泥炭沼泽,盐化沼泽土壤的研究相对较少。为了全面认识湿地土壤碳氮的特征以及对未来气候变化的响应,以藏北高原腹地格仁错湖沼湿地为研究区,分析高寒盐化沼泽常年积水、季节性积水和无积水三种水分条件下土壤剖面(0~50 cm)内有机碳和全氮的垂直分布特征。研究结果表明:随水位梯度的升高,各土层碳氮含量逐渐减少。在无积水区和季节性积水区,有机碳(SOC)和全氮(TN)的分布均表现为表层(0~10 cm)含量最高,沿土壤剖面呈下降趋势;常年积水区各土层间的SOC和TN含量差异很小。其中,无积水区、季节性积水区和常年积水区0~50 cm土层的SOC储量分别为7.60 kg/m2,4.11 kg/m2和2.35 kg/m2,TN储量分别为0.56 kg/m2,0.28 kg/m2和0.19 kg/m2。相对于高寒草甸沼泽土和泥炭沼泽土壤来说,高寒盐化沼泽土是碳氮累积较少的土壤类型,高水位、高盐度和低气温成为盐化沼泽土壤碳氮累积的主要限制条件。     

基于SBAS-InSAR技术的武安塌陷区形变监测分析

武安市铁、煤等矿产资源的大量开采导致区内地面塌陷严重.该文采用小基线集合成孔径雷达干涉测量(SBAS-InSAR)技术,对武安市2016年10月-2017年3月与2017年10月-2018年3月各15景Sentinel-1A影像数据进行干涉与反演,分别提取两时段的地表累积形变量.结果发现:1)反演塌陷区的分布范围与固镇—武安—矿山—綦村成矿带和鼓山—洪山—新城成矿带相一致,呈典型的带状分布;2)对比两时段形变量,塌陷区的最大和平均形变量均出现降低,表明研究区地面塌陷有向好发展趋势;3)M1和M2分区中塌陷区范围、累积形变量和形变速率均比M3分区大,建议对M1、M2分区加强监测,更好地为塌陷区灾变的早期预警提供科学支撑.     

退化沼泽湿地洪水淹没数值模拟研究——以洪河国家级自然保护区为例

以三江平原洪河国家级自然保护区为研究区,通过对研究区数字高程模型与土地利用信息关系研究,模拟了不同水位洪水淹没退化沼泽湿地的过程,得到淹没过程序列图。洪水水面高程与退化沼泽淹没面积的关系表明,在洪水水面高程从50．6m升高至55．1m过程中,淹没面积以3种增长趋势变化,根据这3种趋势所对应的洪水水面高程,将研究区退化沼泽划分为轻度、中度和重度退化3种类型。研究区轻度、中度和重度退化沼泽的面积分别为0．1km^2、4．32km^2和8．22km^2。该研究结果为保护区的湿地恢复工作提供了数据基础,也为湿地恢复的区域规划与实施提供了一种新的技术指标和方法。     

内蒙古黄旗海湖泊沉积物粒度指示的湖面变化过程

内蒙古黄旗海是位于东亚夏季风尾闾与冬季风腹地的一个封闭流域,其湖泊沉积敏感并反映了区域冬夏季风变化的历史。基于黄旗海北部湖滩上的H3剖面,在高分辨率年代序列的基础上,利用粒度特征,特别是沉积物各粒级的时间序列变化特征,探讨了古湖泊水位变化、剖面沉积环境过程与冬季风的风尘记录。研究结果表明,8.0~5.1 ka BP,气候暖湿,湖泊水量丰富,为相对稳定的深水-半深水环境,为全新世气候最适宜期,降尘微弱;但在6.7~5.5 ka BP期间存在两次明显的湖面回落,降沉剧烈的气候恶化事件,揭示了气候适宜期气候也存在短暂的不稳定性。5.1~4.0 ka BP,气候逐渐变得冷干,风力作用较强,降尘加剧,湖面波动较大;3.6~2.2 ka BP,剖面所在位置演变为浅滩沼泽相,并可能季节性暴露地表。     

不同水分梯度下三江平原湿地漂筏苔草无性系株高生长特性

取三江平原沼泽湿地漂筏苔草(Carexpseudocuraica)无性系种群在生长季(5~9月)进行桶栽实验,设计了6个水分梯度,即持续干旱(土壤含水量S1和S2分别为20%和50%)和持续淹水(S3、S4、S5、和S6的淹水深度分别为0cm、10cm、30cm和50cm)6个水分处理水平,研究了漂筏苔草株高生长变化规律。结果表明:在6月末以前,各水分处理(S1~S6)下株高呈单峰曲线变化,高峰值分别出现在S3、S4和S5处理下。从7月份开始直到生长季末,随着生长时期的延续、土壤湿度的增大和水位的加深株高值不断增加,即株高在S6处理下最大,S1处理下最小。到8月末以后,深水处理S6的株高远远高于其它处理。生长季各水分处理下(S1~S5)的株高增长量均呈单峰曲线变化;在S6状态下株高增长量呈双峰曲线变化。处理S1、S2、S3和S4的植株高度绝对增长速率(HAGR)随着植物生长呈逐渐降低趋势;S5和S6状态下HAGR呈单峰曲线变化。随着水分含量的增加和水位的提高(6~9月),植株高度相对增长速率(HRGR)不断增加,S1处理下最小,S6处理下最大;5月份的HRGR值呈单峰曲线变化。随着植物的生长各水分处理下植株HRGR5月时最大,6~9月依次减小。综合分析认为,漂筏苔草对水分条件的适应性较强,无论是缺水(土壤20%含水量)或淹水环境下均可生长,淹水50cm时更有利于株高的增长,不同水分条件下株高及增长速率变化幅度较大。     

辽宁省滨海湿地景观格局变化研究

辽宁省沿海岸线分布有丰富的滨海湿地资源,在区域经济发展中发挥着重要作用。基于1990年和2000年的Landsat ETM影像获取了辽宁省滨海湿地斑块图形数据,选用生态意义较明确的景观特征指数,对辽宁省滨海湿地的景观格局变化进行了研究。结果表明,1990年至2000年间,辽宁省滨海湿地总面积呈萎缩状态,由1990年的17620.04 km2减至2000年的17331.72 km2,减少幅度为1.6%;湿地斑块数量亦在减少,由1990年的2 021块减少至2000年的1770块;湿地景观多样性指数和均匀度指数则呈下降趋势,分别由1990年的1.425和0.594下降至2000年的1.409和0.588。     

三江平原环型湿地土壤温度梯度的研究

三江平原环型湿地是低温 (碟型洼地 )和高温 (岛状林 )两种环境组合的典型区 ,为了研究三江平原环型湿地土壤温度梯度特征 ,对环型湿地 4种群落的土壤温度进行了观测。结果表明 ,由环型湿地的中心到边缘 ,土壤温度逐渐升高 ,土壤温度垂直变异由大逐渐减小。各群落深层土壤温度日变化不明显 ,而季节变化较明显 ,不同群落间深层土壤温度水平变异和垂直变异差异以 6月最大 ,8月和 10月份差异较小。这是由于环型湿地的中心到边缘 ,土壤层的厚度逐渐变薄 ,土壤水分含量逐渐降低 ,泥炭层的厚度逐渐变薄以至消失 ,冻结层融解时间逐渐推迟造成的。环型湿地中心的致冷效应有利于有机质的积累和保持环型湿地生态系统的稳定性。研究环型湿地的土壤温度梯度有助于从水热角度来进一步揭示沼泽湿地的生态环境效应 ,为湿地的保护及合理利用提供科学依据。     

三峡水库蓄水至156 m水位后白夹溪消落带植物群落生态学研究

三峡水库2006年10月底蓄水至156m水位后,已形成大面积消落带。为了解水位变动情况下,水库消落带植物群落的生态学特征,于2008年7～9月选择位于三峡水库腹心的澎溪河支流白夹溪,对145～156m高程消落带进行了调查。从植物群落的物种组成、生活型和结构特征等方面进行分析,并运用TWINSPAN法对消落带植物群落进行数量分类。结果表明,澎溪河支流白夹溪消落带植物群落物种较丰富,共有高等植物96种,分属36科73属,植物区系地理成分简单;植物群落生活型以一年生植物为主;植物种类构成以湿生、水生植物为主,占总种数的76.04%。TWINSPAN数量分类将调查的68个样方分为10个植物群落类型,其中最具代表性的群落有苍耳(Xanthum mongolicum)+狗牙根(Cynodon dactylon)群落、苍耳群落、双穗雀稗(Paspalum paspaeoides)群落、双穗雀稗(Paspalum distichum)+空心莲子草(Alternanthera philoxeroides)群落和白茅(Imperata cylindrica)群落,群落特征明显表现出对水位涨落及小生境差异的适应。     

三江平原湿地CH4、N2O的地-气交换特征

利用暗箱-气相色谱法对三江平原3种具有代表性的湿地类型（常年积水的毛果苔草沼泽、季节性积水的小叶章湿草甸和灌丛湿地）进行了为期两年的CH⁴和N²O现场同步观测。结果表明,湿地全年CH⁴和N²O通量有明显的季节和年际变化,与温度和土壤水分条件密切相关。在发生季节性干旱的年份,生长季（5月¹0月）CH⁴排放通量峰值出现在6月和8月,呈双峰型;而在降水充沛的年份,CH⁴排放通量峰值出现在6、7月份,呈单峰型。冰冻期（11月到次年4月）CH⁴排放通量十分的微弱,其中灌丛湿地表现为负排放。3种类型湿地N²O通量一般在非冰冻期表现为排放,呈双峰型,5月份融化期为第一个高峰期,7、8月为第二个高峰期,冰雪覆盖期表现为吸收。湿地CH⁴和N²O通量在春季的融冻期,存在此消彼长的现象。     

Tonic Immobility Behavior Used by Lobella sokamensis to Adapt Water-saturated Environment in Marshes

Collembola is well known as one of the most important soil meso-faunas of terrestrial ecosystem. As terrestrial arthropods, some water-dependent Collembola live in or near water environment. However, hydrodynamic analysis of water-walking showed that Collembola individuals retain smooth end of claw which are barely high efficient for water walking. The high abundance of Collembola habiting in the wetlands implies an important water-adaptive way of water moving that exists in these animals. This study chose Lobella sokamensis as sample; it is uniquely distributed in and near standing water in the marshes in Northeast China. In order to test the function of water to habitat selecting, free choice behavior experiment was set at a water gradient arena and the effect of the plants in the marshes was analyzed through double choice test. The numbers of the animals stayed at dry, mediated, wet areas were recorded after 0.5 hour, 11 hours, 23 hours, and 32 hours in free choice behavior and analyzed the data with SPSS software. Analogue method and data analysis was applied at double choice test. In order to describe the movement feature of Lobella sokamensis on the water, the activity on the water surface was observed. The results showed that the species had water-repellent and moss-attractive behavior. Tonic immobility gesture was observed when the animal floating on water surface and it was quite efficient for escaping from water when water level was fluctuating. The water flow increased Lobella sokamensis' s transferring in the wetlands. The results illustrated that the moss in the wetlands was vital for distribution of Lobella sokamensis, but tonic immobility was basic for population diffusing for this inactive Collembola. The importance of close connection of moss and water was indicated in the paper, which should be concerned during Collembola biodiversity preserving in the Sanjiang Plain. This is the first demonstration of immobility behavior for water adaptation in Collembola from the wetlands.     

若尔盖湿地面临的威胁、保护现状及对策分析

若尔盖湿地是中国残存面积最大的高原泥炭沼泽,具有丰富的生物多样性和生态资源。然而长期以来,这片湿地明显萎缩,生态环境极度脆弱,正面临着空前的生态危机。在分析了若尔盖湿地及其生物多样性面临的主要威胁,包括自然因素和人为因素的基础上,总结了若尔盖湿地保护现状,包括建立保护区、加强宣传、开展科研调查活动、以及各种保护项目和工程,并从国家层次、地方层次和保护区层次上提出了有效缓解若尔盖湿地面临威胁的对策。     

Mapping glacier velocities on Svalbard using ERS tandem DInSAR data

The results presented show how glacier velocities can be measured and calculated from Earth Resources Satellite (ERS) tandem interferometric synthetic aperture radar (InSAR) data by the use of geographical information systems (GIS) and non-interferometric software. A semi-automatic algorithm using existing and newly implemented modules in ESRI's GIS software Arc has been developed to unwrap existing height differentiated interferometric SAR (DInSAR) data. The algorithm is applied to a data set covering glaciers from the arctic archipelago Svalbard. Estimated DInSAR velocities are decomposed into the glacier surface flow direction using a digital elevation model (DEM). Velocity fields for the glaciers Isachsenfonna, Akademikerbreen and Nordbreen on Svalbard are presented.     

广东省典型湖泊叶绿素浓度垂向变化模型及影响机制

叶绿素浓度垂向变化影响遥感反演精度和富营养化评价。湖泊水体叶绿素浓度影响因子众多,其垂向变化规律仍是当前的研究难点。以广东省3个典型湖泊的叶绿素浓度、营养盐浓度、藻种及粒径结构等数据,分析了叶绿素浓度垂向变化规律与影响机制,并用不同函数来拟合建模。结果表明：各水体不同时期拟合函数各异,需要分时间、分区域讨论;浅水区域（或浅水湖泊）叶绿素浓度自上而下先减后增,用傅立叶变换拟合效果佳;深水区域的规律是自上而下递减明显,用高斯函数拟合效果较好。浅水区域,光照和水温对垂向浓度的影响在本研究中体现不明显,但营养盐及底泥对其影响较明显;深水区域的垂向浓度变化是藻种、水温、营养盐等因子共同作用的结果。     

米草属植物盐沼湿地甲烷排放研究综述

米草属植物是典型的盐沼湿地优势种,在北美东海岸及墨西哥湾广泛分布,同时作为一种引入种或入侵种分布在西欧沿海湿地及我国广大沿海湿地,并有不断扩大其分布区面积的趋势,构成了全球沿海盐沼湿地的重要组成部分,也是全球重要的甲烷排放天然源。综述了国内外关于米草属植物盐沼湿地甲烷排放研究进展,包括米草属植物盐沼湿地甲烷排放通量、季节变化、甲烷的产生、氧化与传输以及影响甲烷通量的主要因子。