基于高光谱与多光谱植被指数的洪河沼泽植被叶面积指数估算模型对比研究

以洪河国家级自然保护区为研究区,2009年8月中旬,在研究区野外实测沼泽植物冠层的光谱反射率和叶面积指数(LAI),将地面实测的植物高光谱反射率以Landsat-5 TM波段范围为基准进行波谱重采样,以重采样后的光谱反射率计算多光谱植被指数,用几种常见的高光谱和多光谱植被指数建立估算沼泽植被叶面积指数的统计回归模型,对比这些模型的精度,选出最优模型.研究结果表明,用各植被指数建立的估算沼泽植被叶面积指数的回归模型分别为二次函数、对数函数或指数函数;各模型对沼泽植被叶面积指数的反演精度差别较大;在全波段高光谱植被指数中,用全波段归一化植被指数H-FNDVI(R930,R515)构建的估算沼泽植被叶面积指数的模型最佳;在常规高光谱植被指数中,用修正简单比率H-MSR构建的估算沼泽植被叶面积指数的模型最佳;在多光谱植被指数中,用多光谱归一化植被指数M-NDVI构建的估算沼泽植被叶面积指数的模型最佳.对比发现,由多光谱数据提取的植被指数构建的模型对研究区LAI的估算效果不太理想,而从实测高光谱数据提取的窄波段特有植被指数构建的估算沼泽植被叶面积指数模型表现出较明显的优势,表明窄波段植被指数更适合用来监测沼泽植被叶面积指数.     

中国东北地区17世纪后期的自然植被格局

通过整理、分析历史文献中的自然植被记录,复原了中国东北地区近代大规模农垦前(17世纪后期)的自然植被格局。结果表明,当时的主导植被类型是森林和草地,森林主要分布于山区,其中大兴安岭北端主要是寒温带落叶针叶林,长白山南端主要是温带落叶阔叶林,其余山区是针阔混交林,草地主要分布于东北平原和内蒙古高原,林-草的分界线与地表等高线有很好的对应关系;在三江平原分布有大面积的沼泽。潜在植被格局与历史自然植被格局基本一致,但是林-草分界线有明显差异,且潜在植被图中没有沼泽。     

三江平原植被类型的研究

三江平原位于黑龙江省东北部,是由黑龙江、松花江和乌苏里江冲积形成的低平原,总面积约5万平方公里。目前平原大部分土地覆盖着郁郁葱葱的天然植被,其中沼泽化草甸和沼泽植被约占4/5,是我国沼泽化草甸和沼泽植被分布集中的地区之一。丰富的植被资源为三江平原的农、林、牧、副、渔等综合开发提供了有利条件。笔者多年来对三江平原植被类型、分布规律、演替规律和改造利用等进行了调查与研究,本文是研究的部分成果。     

三江平原沼泽区的现代花粉雨

应用库尔式花粉收集器收集三江平原沼泽区１９９６年６月至１９９７年７月现代花粉雨滤网样品６０块（其中对照滤网样品２３块）。通过计算空气中各种花粉浓度,对照当地气象记录和现代植被景观,讨论三江平原沼泽区现代植被与花粉组成及传播的关系,从而为应用现代表土和化石孢粉谱对古植被、古环境的恢复提供更为可靠的参考。     

浙江景宁亚高山湿地群形成环境探究

为了查明浙江省丽水市景宁畲族自治县分布的亚高山湿地群的成因及其环境意义,利用望东垟湿地钻孔沉积物样品,进行基于岩石学、年代学和孢粉学的综合研究,提取了研究区全新世以来较高分辨率环境演化信息。野外地貌地质调查表明,景宁亚高山湿地群的形成、分布与区域夷平面、古火山机构关系紧密。沉积物孢粉分析表明,研究区全新世植物种类丰富,主要由11大科属蕨类、8大科属裸子植物、20大科属阔叶类、10大科属陆生草本和7大科属水生沼生植物组成。利用孢粉组合带及气候代用指标,重建了古植被与古气候演化的6个阶段:1深度2.84~2.30 m,全新世早、中期温暖湿润气候,地带性植被为含针叶常绿、落叶阔叶林,非地带性植被为沼泽;2深度2.30~1.67 m,为全新世中、晚期温暖偏干气候,可见地带性植被为含针叶林常绿、落叶阔叶林,非地带性植被为草甸;3深度1.67~1.50 m,为全新世降温期温凉偏干气候,地带性植被为含常绿针阔叶混交林,非地带性植被为草甸向沼泽过渡;4深度1.50~1.22 m,为中世纪暖湿气候,地带性植被为落叶、常绿阔叶林,非地带性植被为沼泽;5深度1.22~1.02 m,为小冰期前期凉湿气候,地带性植被为含常绿针阔叶混交林,非地带性植被为沼泽;6深度1.02~0.50 m,为小冰期凉干与凉湿交替气候,地带性植被类型为含常绿针阔叶混交林,非地带性植被为草甸与沼泽交替。研究结果表明,全新世以来,区域地貌过程、气候变化和沉积作用共同塑造了景宁地区亚高山湿地群,温度、湿度变化分别对地带性植被、非地带性植被演化产生了显著影响。本研究不仅对亚高山湿地生态系统保护具有重要意义,而且为探索中国东部全新世以来气候变化与区域湿地沉积响应提供了重要资料。     

三江平原湿地水平衡结构研究

以三江平原沼泽湿地生态试验站为研究基地,观测沼泽湿地水平衡的要素,如降雨量、蒸发量、径流量,并与农田相对比,揭示沼泽湿地独特的水平衡结构。研究结果表明,沼泽湿地蒸发量在夏季少雨期高于农田,秋季多雨期低于农田;大面积湿地具有使河川径流年际变化加大和年内分配均化的作用,且沼泽植被能减缓洪水流速,因此可以拦蓄洪水,起到控制洪水的作用;湿地开垦后,导致湿地防洪功能下降,湿地效益减弱。     

人类活动对若尔盖高原沼泽的影响与对策

指出若尔盖高原沼泽受人类活动影响所发生的变化,通过沼泽植被、沼泽土壤错位拉坚湖滨沼泽土壤中不溶性氮、磷（全量）高于九道班（１）、（２）;而可溶性氮、磷、钾（速效性）却相反,受干扰的沼泽土壤含量要高于原生沼泽、沼泽水化学、沼泽小气候对比分析表明,探听上来区域环境发生明显变化,进而出现草场退化、野生动物减少、鼠害严重、局部出现砂化和盐渍化,对上述问题的原因进行分析,并提出防治对策。     

三江平原沼泽区的现代粉雨

应用库尔式花粉惧器惧三江平原沼泽区１９９６年６月至１９９７年７月现代花粉雨滤网样品６０块（其中对照滤网样品２３块）。通过计算空气中各种花粉浓度,对照当地气象记录和现代植被景观,讨论三江平原沼泽区现代植化粉组成及传播的关系,从而为应用现代表土和化石孢粉谱对古植被、古环境的恢复提供更为可靠的参考。     

小兴安岭东部9.O ka B.P.以来沼泽发育与古环境演变研究

对迄今为止所发现的小兴安岭东部全新世最早发育的沼泽剖面进行14C测年、孢粉分析、粘土矿物分析、泥炭植物残体鉴定,根据获得的信息,综合分析,相互印证,研究了9.0h B.P.以来沼泽发育、植被演替、气候变化与古地理环境演变过程.结果表明,本区植被演替经历五个阶段,即针叶林(9000aB.P.～8300 a B.P.)→针阔混交林(8300a B.P.～6800 a B.P.)→以栎、榆、胡桃为主阔叶林(6800 a B.P.～3050 a B.P.)→以桦为主阔叶林(3050 a B.P.～2350 a B.P.)→以松为主的针阔混交林(2350 a B.P.～0a B.P.).与之相对应,气候变化序列为寒冷较湿→温和略湿→温暖湿润→温凉较湿→冷凉湿润;沼泽发育也相应地可划分为五个时期沼泽孕育期,富营养沼泽萌发期,富营养沼泽旺盛发育期和中营养沼泽孕育期,沼泽进一步扩大发育期和中营养沼泽形成期,沼泽继续扩大发育期和贫营养沼泽形成期.沼泽最早开始发育始于年代为7095±90aB.P..汤洪岭12支线沼泽剖面可作为该区全新统的标准剖面.     

小兴安岭东部9.0 ka B.P.以来沼泽发育与古环境演变研究

对迄今为止所发现的小兴安岭东部全新世最早发育的沼泽剖面进行14 C测年、孢粉分析、粘土矿物分析、泥炭植物残体鉴定 ,根据获得的信息 ,综合分析 ,相互印证 ,研究了 9.0kaB .P .以来沼泽发育、植被演替、气候变化与古地理环境演变过程。结果表明 ,本区植被演替经历五个阶段 ,即针叶林 (90 0 0aB .P .～ 830 0aB .P .)→针阔混交林 (830 0aB .P .～ 6 80 0aB .P .)→以栎、榆、胡桃为主阔叶林 (6 80 0aB .P .～ 30 5 0aB .P .)→以桦为主阔叶林 (30 5 0aB .P .～ 2 35 0aB .P .)→以松为主的针阔混交林 (2 35 0aB .P .～ 0aB .P .)。与之相对应 ,气候变化序列为 :寒冷较湿→温和略湿→温暖湿润→温凉较湿→冷凉湿润 ;沼泽发育也相应地可划分为五个时期 :沼泽孕育期 ,富营养沼泽萌发期 ,富营养沼泽旺盛发育期和中营养沼泽孕育期 ,沼泽进一步扩大发育期和中营养沼泽形成期 ,沼泽继续扩大发育期和贫营养沼泽形成期。沼泽最早开始发育始于年代为 70 95± 90aB .P .。汤洪岭 12支线沼泽剖面可作为该区全新统的标准剖面     

三江平原典型沼泽湿地生态系统水分通量研究

利用野外定位观测数据 ,对三江平原典型沼泽湿地主要界面水分通量进行计算和分析。结果表明 ,2 0 0 3年生长季沼泽湿地系统与大气水分交换量 (蒸散发 )总量为 4 2 4 .7mm ,沼泽湿地水面 -大气水分通量 (水面蒸发 )总量为 2 6 0mm ,沼泽湿地植被 -大气界面水分通量 (蒸腾量 )总量约为 16 4 .7mm ;对沼泽湿地生长季水平衡的计算表明 ,生长季水分亏缺量达 14 0 .5mm ;非生长季大气降水是沼泽湿地生长季生态用水的重要来源。     

长白山区泥炭沼泽植物多样性研究

选择长白山区处于不同发育阶段的泥炭沼泽,对其植被进行样地调查,并计算植物群落的α、β多样性指数,探讨泥炭沼泽发育过程中植物群落多样性的变化规律。研究发现,处于不同发育阶段的个体泥炭沼泽中,植物群落的α多样性沿湖岸到湖心梯度上都呈现减少趋势,反映出在个体泥炭沼泽发育过程中,植被向着多样性更加丰富的方向发展;β多样性在此梯度上变化规律性不明显,说明泥炭沼泽发育过程中植物群落生态环境发生变化,物种也随环境变化出现增减,但变化幅度不一;群落过渡地带,草本层α多样性大于群落内部,说明群落过渡地带植物多样性比群落内部更加丰富。在整个泥炭沼泽演替序列上,随着演替水平的升高,植物群落草本层物种丰富度指数呈现明显的增加趋势,而Simpson指数和ShannonWiener指数呈现出微弱的减少趋势,这是由于处于较高演替阶段的沼泽,植物群落的草本层虽然物种较为丰富,但优势度指数较高,均匀度指数较低,从而使得植物群落α多样性指数偏低。从植物群落的结构来看,随着演替水平的升高,呈现出草本层-(草本层 地被层)-(灌木层 草本层 地被层),由简单到复杂的发展趋势。因此综合来看,泥炭沼泽是向着植物群落结构复杂化,多样性丰富化的方向进行演替的。     

石羊河中下游流域植被的演替历史

以参考历史文献、实地调查和访问当地居民的方法,研究了石羊河中下游流域的植被演替。结果表明,该流域2000多年前为湖泊、沼泽和平原景观,后来由于气候和水文演化、人类活动加强和干旱加剧,导致湖泊与河流逐渐消失、绿洲因水系的变迁而向东南移动、早期的绿洲农田逐渐沙漠化,也使植被从水生、沼泽、草甸植物向沙旱生、强旱生、超旱生方向演替,物种大量消失,已演化成现在的沙漠、戈壁与绿洲景观。目前, 该流域红崖山水库以南的一些河道中尚有常年流水,河漫滩和湿地中还有水生、沼泽、草甸和中生植物种类,物种相对丰富;而水库以北的古河床及广大荒漠区植被稀疏,且多为沙旱生和强旱生植物种类,生物多样性低,稳定性差,沙漠化过程加强。要恢复流域植被、遏制土地沙漠化,应当采用调水、引水和节约用水的方法,加强绿洲保护,使地下水位恢复至植物可吸收利用状态。     

中国滨海湿地分类系统

中国拥有漫长的大陆海岸线和不同类型的滨海湿地。在总结分析国内外相关研究以及系统调查的基础上,建立了中国滨海湿地的综合分类、水文分类和植被分类系统。在综合分类系统中,将中国滨海湿地分为自然湿地和人工湿地两大类,潮上带、潮间带和潮下带3个亚类,以及20个湿地型;水文分类根据湿地的盐度条件分为咸水(半咸水)湿地和淡水湿地两大类,根据湿地水文状况分为常年积水和周期性积水湿地,以及13个湿地型;植被分类则根据中国滨海湿地植被的特点分为滨海盐沼、滨海沼泽湿地、浅水植物湿地、红树林沼泽、海草湿地5个植被型组,10个植被型以及若干群系。     

松嫩平原西部盐沼的形成与演化

本文运用环境变迁的理论和方法,较系统地分析了松嫩平原西部盐沼的形成与演变机制。本区沼泽形成的主要控制因素是古河道变迁、新构造运动、风力作用、古气候变化。沼泽残余盐碱化与晚更新世松辽大湖的消亡、河道变迁有关,现代盐碱化则主要是水利工程、植被破坏和气候变化引起的,而且呈迅速加剧的趋势。防治沼泽盐碱化的主要措施是实施水稻和芦苇开发、大规律建立蓄洪区和自然保护区。     

三江平原沼泽湿地植被净初级生产力空间变化特征分析

基于EOS/MODIS卫星2000～2005年的MOD17A3数据集,分析21世纪初三江平原沼泽湿地植被净初级生产力(NPP)时间变化和空间分异特征及其与气候因子(气温和降水)的关系,并采用空间分析方法,分析道路、河流、居民点等因子对沼泽湿地生产力的影响.结果表明,三江平原沼泽湿地生产力(C)的变化范围为92.2～675 g/(m2·a),平均值为374.2 g/(m2·a).沼泽湿地生产力主要受三江平原综合水热条件控制,其与气温和降水显著复相关,复相关系数为0.49(n=6,p<0.05).低生产力沼泽湿地主要分布在三江平原西、北部地区,高生产力沼泽湿地主要分布在东、南部地区.河流在0～8 km的范围内对三江平原沼泽湿地生产力有一定促进作用,但影响不显著.居民点扩建,道路修筑等人类活动影响沼泽湿地分布,并导致沼泽湿地生产力下降,其有效影响范围分别是0～6 km区域和0～8 km区域.     

张掖市湿地植被资源调查与研究

采取走访与实地调查相结合的方法,对张掖市城北郊湿地植被资源进行了调查和研究,结果表明:在区系成分中,世界性分布和北温带分布种子植物科区系成分占主要优势;植物有45科124属195种,植被主要有沼泽草甸植被和灌丛植被两大类型;湿地植物生长季节景观特征明显;人为干扰所引起的湿地生境恶化,使湿地植被由湿生植物群落向旱生植物群落逆向演替,同时湿地污染严重,使得群落结构逆向变迁。建议加强张掖市城北郊湿地生态系统的保护和恢复。     

毛苔草植被对沼泽湿地蒸散发影响的试验研究

为了揭示毛苔草植被对沼泽湿地蒸散发的影响,采用野外蒸发桶观测的方法,2007年7月5日至8月8日,在三江平原对不同植物密度下的毛苔草（Carex lasiocarpa）沼泽湿地下垫面蒸散发进行了试验研究。结果表明,毛苔草植被的存在能够增加沼泽湿地下垫面的蒸散发;与野外植物密度相同的有植物桶的蒸散发量平均达到13．88mm／d,最大蒸散发量可达22．26mm／d,而无植物桶的蒸散发量平均仅为4．81mm／d;有植物桶的平均蒸散发量为无植物桶蒸散发量的2．9倍。毛苔草植物的密度越大,对沼泽湿地下垫面蒸散发增加的作用越大,但只有当毛苔草叶面积指数大于1．5时,下垫面的蒸散发量才会显著增加。太阳辐射和气象要素对毛苔草沼泽湿地蒸散发的影响与植物密度间的关系复杂,还需要进一步研究。     

西双版纳橄榄坝泥岩剖面孢粉分析

西双版纳橄榄坝泥炭剖面的放射性碳测年和孢粉分析研究表明,该沼泽泥炭堆积始于约７２５０ａＢ．Ｐ．,当时橄榄坝盆地的植被是以千果榄仁和龙胆香料为代表的热带雨林植被,约５６９０ａＢ．Ｐ．在气候变凉干和人类活动的双重影响下,热带雨林逐渐从盆地内消失,并再也未能恢复起来。     

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北大核心CSCD

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。