三江平原湿地生态系统固碳功能及其价值评估

固碳是湿地生态系统一项重要的服务功能。以三江平原（不包括完达山以南的穆棱—兴凯平原）为研究区,选取沼泽湿地、水稻田（人工湿地）、旱田为研究对象,通过固碳量及价值量评估方法,对比分析1982年、1995年、2000年和2005年三者固碳功能及其价值的差异。结果表明,随着沼泽湿地面积逐年萎缩,水稻田、旱田面积的增加,沼泽湿地固碳能力有所下降,而水稻田、旱田固碳能力则有不同程度的增加。4个时期沼泽湿地固碳价值均高于水稻田和旱田,除2000年外,水稻田的固碳价值低于旱田。2005年沼泽湿地固碳价值达751．957亿元,而水稻田和旱田固碳价值上限共计为52．945亿元。就固碳价值贡献率而言,历年沼泽湿地固碳价值贡献率高达93％以上;而水稻田单位面积固碳价值高于旱田。研究成果可为协调土地资源的开发利用,维持湿地生态系统碳“汇”功能提供数据参考。     

湿地——阻击禽流感的前沿阵地

联合国环境规划署(UNEP)2006年4月11日发布了由该署委托加拿大专家进行的一项研究报告“从生态卫生角度看禽流感与环境”。研究表明,由于城市扩张和农业垦荒等人类活动,全世界湿地面积逐渐减少,迫使原来在那里栖息或歇脚的大批鸟类不得不转向农村的水塘和水稻田栖身或逗留,使这     

杉木人工林和水稻田土壤呼吸Q_(10)值的影响因素初探

通过实验室自然变温实验,利用LI-8100研究温度和培养时间对2种土地利用方式(杉木人工林和水稻田)的土壤呼吸温度敏感性的影响,培养时间为180 d.结果表明,指数模型较好地拟合了土壤呼吸速率与5 cm处土壤温度的关系,并且低温时段优于高温时段的拟合效果.土壤呼吸Q10值随5 cm处土壤温度的升高呈降低趋势,杉木人工林地土壤Q10值由3.18下降到1.40,而水稻田土壤Q10值则由2.97下降到1.51,且二者差异不显著(P>0.05),说明土地利用方式对土壤呼吸温度敏感性影响不大.回归分析表明,林地和水田的Q10值与培养时间均呈极显著的负相关关系,表明除温度外,Q10值的变化还与培养时间有关.     

杉木人工林和水稻田土壤呼吸Q10值的影响因素初探

通过实验室自然变温实验,利用LI-8100研究温度和培养时间对2种土地利用方式(杉木人工林和水稻田)的土壤呼吸温度敏感性的影响,培养时间为180 d.结果表明,指数模型较好地拟合了土壤呼吸速率与5 cm处土壤温度的关系,并且低温时段优于高温时段的拟合效果.土壤呼吸Q10值随5 cm处土壤温度的升高呈降低趋势,杉木人工林地土壤Q10值由3.18下降到1.40,而水稻田土壤Q10值则由2.97下降到1.51,且二者差异不显著(P＞0.05),说明土地利用方式对土壤呼吸温度敏感性影响不大.回归分析表明,林地和水田的Q10值与培养时间均呈极显著的负相关关系,表明除温度外,Q10值的变化还与培养时间有关.     

三江平原不同土地利用方式下湿地土壤CO2通量研究

利用暗箱-气相色谱法,同步测量了三江平原几种主要生态类型湿地土壤原始的小叶章草甸白浆土、毛果苔草泥炭沼泽土、已垦旱作草甸白浆土和人工水田草甸白浆土,进行CO2排放通量的对比研究.结果表明不同土地利用方式下,旱作草甸白浆土土壤CO2排放通量最大,平均值为775.38mg/(m2@h);小叶章草甸白浆土土壤次之,平均值为439.02mg/(m2@h);人工水稻田草甸白浆土土壤CO2通量最小,平均值为128.96mg/(m2@h);毛果苔草泥炭沼泽土土壤CO2排放通量介于小叶章草甸白浆土土壤和水稻田草甸白浆土土壤之间,平均值为247.08mg/(m2@h).湿地开垦为旱田,使湿地"碳汇"功能减弱或丧失,变成"碳源";湿地开垦为水田,是比较合理的湿地农业利用方式.     

1978年以来5个时期南四湖区土地利用格局及土壤有机碳储量北大核心CSCD

以1978年、1987年、1998年、2008年和2018年南四湖区的遥感影像为数据源,采用监督分类方法,对遥感影像进行人机交互目视解译,得到5个时期南四湖区各种土地利用类型的分布和面积数据;在沼泽、水产养殖区、水稻田和旱地中各设置了8个采样点,采集表层(0~15 cm深度)土样,测定土样中的溶解性有机碳、轻组有机碳和重组有机碳的含量,计算出各种土地利用类型表层土壤有机碳密度和碳储量。研究结果表明,受水文变化和人类活动干扰的影响,随着时间的推移,5个时期南四湖区天然湿地(湖泊、河流、沼泽)面积在不断减少,人工湿地面积(水产养殖区、水稻田、人工水渠)在不断增加;随着土地利用方式的改变,南四湖区土壤碳储量也发生了明显变化,沼泽表层土壤的溶解性有机碳密度和轻组有机碳密度都相对最大,水稻田表层土壤的重组有机碳密度相对最大。虽然水产养殖区和水稻田面积的增加,使其表层土壤重组有机碳储量增加了921.58×10~3t,但是,天然湿地的丧失,使得2018年南四湖区表层土壤碳储量比1978年减少了136.34×10~3t。     

鄱阳湖水域和洲滩围垦后土壤的真菌多样性

于2011年5月,以鄱阳湖围垦38 a的水域和洲滩为研究区,采集水稻田、菜地、鱼塘和荒地的0~20 cm深度的土壤样品,对其理化因子进行测定,采用变性梯度凝胶电泳(DGGE)方法,对其真菌群落结构进行分析;运用典范对应分析,研究不同土地利用方式下表层土壤真菌群落的主要影响因子。结果表明,各土地利用方式下,土壤容重、含水量、p H、总有机碳含量、全氮含量、硝态氮含量和真菌生物量存在显著差异,鱼塘底泥中的真菌生物量最高,其次是荒地和菜地,水稻田土壤的真菌生物量最低;DGGE图谱结果显示,真菌群落结构也存在明显的差异,荒地与其他采样地差异明显,水稻田土壤和鱼塘底泥的真菌群落结构最为相似;相关性分析结果显示,除全磷含量以外,所测定的其他土壤理化因子和真菌生物量都显著影响真菌群落结构变化,其中起决定作用的理化因子为含水量、总有机碳含量和土壤容重。土地利用方式的改变造成土壤理化性质的改变,从而间接影响土壤真菌群落结构与活性。     

1978年以来5个时期南四湖区土地利用格局及土壤有机碳储量

以1978年、1987年、1998年、2008年和2018年南四湖区的遥感影像为数据源,采用监督分类方法,对遥感影像进行人机交互目视解译,得到5个时期南四湖区各种土地利用类型的分布和面积数据;在沼泽、水产养殖区、水稻田和旱地中各设置了8个采样点,采集表层(0～15 cm深度)土样,测定土样中的溶解性有机碳、轻组有机碳和重组有机碳的含量,计算出各种土地利用类型表层土壤有机碳密度和碳储量。研究结果表明,受水文变化和人类活动干扰的影响,随着时间的推移,5个时期南四湖区天然湿地(湖泊、河流、沼泽)面积在不断减少,人工湿地面积(水产养殖区、水稻田、人工水渠)在不断增加;随着土地利用方式的改变,南四湖区土壤碳储量也发生了明显变化,沼泽表层土壤的溶解性有机碳密度和轻组有机碳密度都相对最大,水稻田表层土壤的重组有机碳密度相对最大。虽然水产养殖区和水稻田面积的增加,使其表层土壤重组有机碳储量增加了921.58×10~3t,但是,天然湿地的丧失,使得2018年南四湖区表层土壤碳储量比1978年减少了136.34×10~3t。     

三峡库区稻田复养河蟹的农田生态系统能量特征与经济效益

在2002年四川南充稻田养蟹田间探索性试验的基础上,2003年在位于三峡库区淹没带边缘非淹区的重庆市开县竹溪镇进行稻田复养河蟹的田间试验,对种、养结合模式农田生态系统的能流与物流进行了初步探索,并进行了经济效益分析.结果表明：稻蟹复养田的光能利用率高于单作水稻田的15.7%;水稻生长期间的防病治虫用药、运作管理用工、无机肥用量、机械耗材的投入成本明显减少,总的投入比单作水稻田少4.3%,总能、无机能、有机能的产投比分别少35.1%、51.0%和31.6%;土壤全氮、氨态氮分别高于单作水稻田的21.4%和55.2%,稻田水中的氨态氮高达61.3%,这些无机态氮是培育水生生物、高等植物的营养源,又是供应河蟹生长的饵料,而硝态氮则要低得多;河蟹的甲壳质及其排泄物经分解矿化后,是提高土壤有效养分,供应水稻生长的主要肥源.稻田养蟹后,虽然稻谷产量比单作水稻低10.1%,投入成本且低于20.0%,而利润比单作水稻增加77.8%;河蟹的产投比1.54：1,获利润6 381.49元/hm^2;稻田复养河蟹的净利润为7104.19元/hm^2,是单作水稻的44.3倍.     

盐城国家级自然保护区人工湿地丹顶鹤的分布动态

通过盐城国家级自然保护区内生态工程及水产养殖区、水稻田、芦苇茬、盐田扬水滩等人工湿地丹顶鹤(Grusjaponensis)的分布动态调查结果,分析出丹顶鹤的最佳生境,进而提出对该种群与栖息地的管理举措。该项工作主要借助望远镜、照相机监测,采用直接计数法统计数量,历史数据则引用参考文献。结果表明:各类人工湿地中丹顶鹤的分布数量为528只,已超过越冬总数(967只)的一半,达到54.1%。其中生态工程及水产养殖区为丹顶鹤最佳生境,其次分别为水稻田、芦苇茬和盐田扬水滩。根据分布动态调查结果,对未来丹顶鹤的分布趋势进行了预测,并提出了管理措施。     

湖南省单、双季稻识别与生育期提取研究

本文基于MODIS数据,构建并分析了湖南省典型地物的植被指数及地表水分指数的时序曲线,利用分类回归树区分单、双季稻像元,并使用转折点法和最大变化斜率法提取双季稻的主要生育期。结果表明,湖南省内双季稻主要分布于洞庭湖区、湘江流域株洲以下、衡阳以上河段的干流及各级支流周边的平原区,以及永州、郴州境内阳明山和南岭山脉之间的狭长地带;单季稻主要分布在双季稻种植区外围,湘西州、怀化市等地的山间谷地也有种植。双季稻生育期在空间上保持了较好的相对一致性。洞庭湖以南平原区以及湘南山地丘陵区的各阶段生育期均早于省内其他地区,而洞庭湖区东北部、娄底、邵阳等地则相对滞后。湖南省大部分地区单、双季稻及生育期的分布都较为破碎,且空间镶嵌程度较高。上述结论可为后续开展湖南省水稻自然灾害与气候变化风险研究提供支持。     

鄱阳湖区2004-2010年水稻种植制度时空变化(英文)

Rice cropping systems not only characterize comprehensive utilization intensity of agricultural resources but also serve as the basis to enhance the provision services of agro-ecosystems.Yet,it is always affected by external factors,like agricultural policies.Since 2004,seven consecutive No.1 Central Documents issued by the Central Government have focused on agricultural development in China.So far,few studies have investigated the ef-fects of these policies on the rice cropping systems.In this study,based upon the long-term field survey information on paddy rice fields,we proposed a method to discriminate the rice cropping systems with Landsat data and quantified the spatial variations of rice cropping systems in the Poyang Lake Region(PLR),China.The results revealed that:(1) from 2004 to 2010,the decrement of paddy rice field was 46.76 km2 due to the land use change.(2) The temporal dynamics of NDVI derived from Landsat historical images could well characterize the temporal development of paddy rice fields.NDVI curves of single cropping rice fields showed one peak,while NDVI curves of double cropping rice fields displayed two peaks an-nually.NDVI of fallow field fluctuated between 0.15 and 0.40.NDVI of the flooded field during the transplanting period was relatively low,about 0.20±0.05,while NDVI during the period of panicle initiation to heading reached the highest level(above 0.80).Then,several temporal windows were determined based upon the NDVI variations of different rice cropping systems.(3) With the spatial pattern of paddy rice field and the NDVI threshold within optimum tem-poral windows,the spatial variation of rice cropping systems was very obvious,with an in-creased multiple cropping index of rice about 20.2% from 2004 to 2010.The result indicates that agricultural policies have greatly enhanced the food provision services in the PLR,China.     

中国西南山区稻作梯田的时空演化——以苗岭西江镇和加榜乡为例

稻作梯田是中国南方山区重要的土地利用方式,分析其时空变化规律,对区域土地资源利用、生态环境保护以及农村农业可持续发展具有重要意义。本文基于多源数据获取苗岭山区西江镇（1977—2020年）和加榜乡（1962—2020年）的土地利用分类图,运用景观指数、空间分析和样带分析等方法,研究稻作梯田时空格局与功能的演化特征,以揭示稻田利用与人地关系演变过程及其特殊性变化。结果表明：① 研究区稻田规模长期稳定发展,但近年整体规模有所缩小,斑块破碎化趋势逐渐凸显。在2000年前稻田分布表现出同时向高、低海拔及微坡至急陡坡扩展,2000年后呈反向收缩趋势,种植强度呈相同的变化规律。② 研究区稻田核密度的空间分布,表现出小规模高密度集聚与大规模中低密度分布并存的格局。自2000年以来,两地稻田核密度以小幅变化为主,有明显的“东北-西南”向分布特性。③ 在生产用地导向阶段,大面积林地转为稻田;在生态-经济复合用地导向阶段,稻田规模保持稳定。④ 聚田比指数显示研究区“人多田少型”占比不断上升,这表明部分地区人地矛盾日渐凸显,以西江镇的变化最为强烈。⑤ 依据“林-田-村-河”四素同构的样带分析,稻田功能经历了“生产-生态、经济”的演变过程,与旅游业发展关系密切。研究结果较全面反映了研究区稻作梯田的时空演化特征,有助于促进山区传统稻田资源优化利用和保护传承,在一定程度上为乡村振兴发展提供借鉴。     

基于EOS/MODIS数据的NDVI与EVI比较研究

作为NOAA/AVHRR 归一化植被指数(NDVI) 的延续和发展, EOS/MODIS 归一化植被指 数(NDVI) 和增强植被指数( EVI) 在许多领域得到广泛应用。应用数理统计和地统计学方法对二 者进行的对比研究表明: NDVI 在植被生长旺盛期容易达到饱和, 而EVI 则能克服这一现象, 比 较真实地反映植被的生长变化过程; 相同空间分辨率下, EVI 取值范围、标准差与变异系数均高 于NDVI, NDVI 数据比较均一, 其空间相关性高于EVI, EVI 更能反映研究区域内植被空间差异。 关键词:MODIS; 归一化植被指数(NDVI) ; 增强植被指数( EVI) ; 对比     

站点尺度的青藏高原时序NDVI重构方法比较与应用

基于卫星遥感的植被指数时序数据广泛应用于植被覆盖监测、生物量反演等多个研究领域,但由于传感器本身、大气条件、环境特征等因素引起的噪声会影响数据的应用效果,因此开展植被指数时序数据重构研究具有实际意义。本文基于2000-2015年MODIS归一化差异植被指数(NDVI)数据,采用三次样条函数法、双逻辑斯蒂函数法和奇异谱分析法3种常用方法,对青藏高原106个气象站点所在的典型覆被NDVI时序数据进行重构,并以植被物候信息提取作为应用,比较分析了3种算法的保真性、细节拟合能力及物候特征提取效果。研究表明, D-L及Spline函数分别对受冰雪及云层影响较大(荒漠、灌木、林地)及较小的覆被类型(草原、农作物)表现出较好的细节拟合能力;SSA方法拟合能力较差,易出现NDVI重构曲线整体“下移”的现象,造成峰值拟合结果偏低,并且表现出NDVI绝对值越小拟合效果越差的现象。从保持原始数据真值的能力来看,受噪声点影响较大的覆被类型(林地、灌木、草原)Spline函数略优于D-L函数法;而林地类型中SSA方法表现优于D-L函数法。从物候信息提取结果来看,D-L函数法所提取的生长季稍有提前,Spline函数及SSA方法分别表现出生长季开始点及结束点滞后的现象,灌木、林地类型表现出明显的年际波动变化的特征,荒漠类型由于NDVI绝对值偏低,3种方法物候提取结果一致性表现出锯齿状不规则波动。此外,D-L方法生长季开始期(SOS)和生长季结束期(EOS)在各覆被区均小于其他方法,波动较大;SSA方法提取的EOS在大部分覆被地区大于其他方法;Spline提取结果的年际波动与SSA高度相似。该研究可为高原植被不同覆被类型下NDVI时序数据噪声去除的方法选择提供借鉴。     

长春地区稻田甲烷排放量的估算研究

1995～ 1997年 3年的实验研究中 ,用静态箱法和气相色谱仪对长春地区不同水管理方式稻田的甲烷排放进行了采样和测量工作 ,1996年和 1997年逢晴天还同步进行了地面实验基地的卫星遥感数据 (TM和NOAA—AVHRR数据 )的接收工作。根据测算的稻田甲烷排放通量和用遥感数据提取的水稻种植面积 ,估算出区域尺度的稻田甲烷排放总量。 3年来的研究结果显示 ,长春地区水稻种植面积为 17.72 12× 10 4 hm2 ,稻田甲烷平均排放通量为 2 .984mg/(m2 ·h) ,长春地区稻田甲烷总排放量为 0 .0 2 0 3Tg/a。用灰关联方法分析了稻田甲烷排放的影响因子 ,建立了以水稻植被指数为参数的淹灌稻田的甲烷排放通量估算模型     

2000～2014年洞庭湖区植物面积变化及其与湖泊水位的关系

利用增强型植被指数(enhanced vegetation index,EVI),采用Mann-Kendall方法和Sen’s斜率估计方法,研究2000~2014年洞庭湖区的植物面积及其变化趋势,以及其与水位之间的关系。研究结果表明,枯水年洞庭湖区的植物面积最大,平水年的次之,丰水年的最小;2000~2014年期间,洞庭湖区增强型植被指数的变化存在空间异质性,东洞庭湖区的大部分区域的增强型植被指数无显著变化,南洞庭湖区的大部分区域的增强型植被指数显著增大;洞庭湖区18.08%的区域的增强型植被指数显著增大,这些区域主要集中在高滩地(平均海拔为26.61 m);7.51%的区域的增强型植被指数显著减小,这些区域主要集中在低滩地(平均海拔为25.79 m);随着湖泊水位的上升,洞庭湖区植物面积在减少,当洞庭湖水位为24 m时,最适合植物生长,当洞庭湖水位低于24 m时,洞庭湖区的植物面积受水位变化的影响较小。     

Factors Influencing Indigenous Rice Protection in the Yuanyang Terraced Rice Fields of China

Indigenous rice has maintained the survival of local people for more than a thousand years in the Yuanyang terraced rice fields of southern Yunnan, China. It is the foundation for long-term stable development of local agriculture and food security and its unique and irreplaceable characteristics give the terraces value. The status of indigenous rice resources is threatened by serious loss, so a better understanding of rice diversity and the factors that influence rice variety protection is conducive to policy. Here, we investigate the planting and conservation situation of indigenous rice, analyze factors impacting the protection and loss of traditional rice varieties, and construct an indigenous rice protection influence index system. Controllable factors which have special meaning to the maintenance and management of local rice are identified and corresponding strategies for the protection and maintenance of indigenous rice are discussed.     

基于机载LiDAR数据的农田区植被高度估测研究

作物高度是农田、生态等研究领域重要的一项指标,准确地获取作物高度和类别是精确估产和长势监测的必要条件。激光雷达技术能够提供精确的植被冠层结构信息,并进而获得作物冠层高度。以绿洲农田区的棉田为研究对象,通过激光雷达提取的植被垂直结构信息,估算研究区各植被类型的高度,并依据高度进行了分类。结果表明：林地、食葵、棉花和西葫芦的平均高度约为12.5 m、2.125 m、1.125 m和0.35 m,利用植被类型间的高度差异进行地物类型识别的总体精度为93%;食葵、棉花和西葫芦实测植被高度值与计算植被高度值的平均相对误差分别为-0.038%、1.35%和-4.348%,说明激光雷达提取的植被冠层结构参数可用于农田区作物的高度估算。     

Spatio-temporal Variation of Vegetation Ecological Quality and Its Response to Climate Change in Rocky Desertification Areas in Southwest China during 2000-2020

Vegetation restoration is the primary task of ecological reconstruction and rocky desertification control in Karst areas. With vegetation net primary productivity and coverage as two key indicators, a vegetation ecological quality evaluation model was built based on meteorological and remote sensing data. Spatiotemporal variation of vegetation ecological quality index and its response to climate change in rocky desertification areas in Southwest China during 2000-2020 were also analyzed by using the difference method and linear trend method. The results showed that: (1) Vegetation ecological quality in rocky desertification areas in Southwest China showed a fluctuating upward trend during 2000-2020. In 2020, the vegetation ecological quality index reached 69.7, which was 19.9% and 9.3% higher than the averaged values for 2000 and 2000-2019, respectively, ranking the fourth highest since 2000. (2) Vegetation ecological quality of the rocky desertification areas in Yunnan, Guangxi and Guizhou provinces have been improved by 89.2%, 99.2% and 98.5%, respectively, from 2000 to 2020, with their vegetation ecological quality index values increasing by 0.5-0.75 per year in southeast Yunnan, most areas in Guizhou and northwest Guangxi. (3) Precipitation was an important meteorological factor affecting the vegetation ecological quality in rocky desertification areas. The vegetation ecological quality index in the northwest and central Yunnan rocky desertification areas has been rising slowly, but with localized declines at a yearly rate of nearly 0.25 caused by climatic warming and drying.