卫星遥感火点监测应用和研究进展

卫星遥感在自然灾害管理和应对中发挥了越来越多的作用。火点遥感在火灾频发的时候也被寄予厚望。梳理了火山、环境、气候、火灾等方面对火点遥感的需求,中国火灾监测的行业用户对时空分辨率需求迫切程度不同;概述了用于火点遥感监测的卫星数据源特点,光谱维度上以热红外敏感波段最重要,卫星轨道特点也是影响火点遥感监测能力重要因素;在分析火点遥感物理原理和方法的基础上,综述了当前火点遥感方法的研究进展及优缺点。按照火灾发生的灾前、灾中、灾后3个阶段,分别讨论了当前火点遥感提供信息支撑的能力。火点遥感用于发现火灾仍需要与地面监测等手段联合使用。     

A comparison of growth patterns between non‐indigenous Halophila nipponica and the native sympatric Zostera marina on the southern coast of the Korean peninsula

The growth dynamics of two co‐occurring seagrass species, Zostera marina and Halophila nipponica, were examined on the southern coast of the Korean peninsula. Zostera marina is a native dominant seagrass species in Korean coastal waters, whereas H. nipponica is a non‐native tropical and subtropical species that has extended its distributional range to the temperate coastal areas of Korea. To examine the differences in the growth dynamics of H. nipponica and Z.  marina, their morphology, density, productivity and biomass, as well as local environmental conditions, were monitored monthly from January 2008 to July 2009. Underwater irradiance at the study site was the highest in April 2009 and the lowest in January 2008. Water temperature ranged from 10.4°C in January 2009 to 24.8°C in September 2008. Significant differences in growth dynamics were observed between the species, due to the effect of water temperature at the study site. Density and areal productivity were the highest in April 2008 and June 2008, respectively, for Z.  marina but the highest in July 2008 for H. nipponica. Leaf size, shoot height and shoot weight were the highest in July 2008 for Z.  marina but the highest in August 2008 or September 2008 for H. nipponica. The productivity of both species was strongly correlated with water temperature at the study site. However, the productivity of these species was not strongly correlated with underwater irradiance or the nutrient availability of either the water column or sediment pore water. Zostera marina exhibited the ecological characteristics of a temperate seagrass, whereas H. nipponica retained the features of a subtropical/tropical seagrass, even after adapting to the temperate coastal waters of Korea.     

中国天山西部山区森林积雪消融过程观测分析——以巩乃斯河谷为例

通过对2013年春季中国科学院天山积雪与雪崩研究站区内阳坡无林地和阴坡不同开阔度森林内积雪深度、融雪速率以及常规气象的观测,分析了融雪期不同开阔度森林积雪的消融过程以及积雪表面能量平衡特征。结果表明:不同开阔度林冠下积雪深度具有相同的变化趋势,森林的林冠开阔度越大,林下积雪深度越大,林下积雪开始消融和完全消融的时间越晚,消融期也越长。森林积雪融雪开始和结束时间比阳坡无林地区晚20~30 d左右。融雪前期林冠开阔度越大,其林下融雪速率越小。融雪后期则森林开阔度越大,森林积雪的融雪速率越大。不同时期由于不同开阔度林冠下雪面能量收支以及雪层深度等物理特性的差异,从而使不同开阔度林冠下森林积雪融雪速率的相对大小,融雪速率最大值出现时间和日变化特征均不相同。晴天森林积雪的消融速率和日变化特征取决于净短波辐射和长波辐射变化特征。降水期间,其融雪速率的变化则主要受降水形式、降水量以及积雪深度等雪层特性的影响。     

祁连山青海云杉林动态监测样地土壤pH和养分的空间异质性

为了探讨青海云杉林对土壤pH和养分的影响,选择祁连山青海云杉林动态监测样地(340 m×300 m)为试验样地采集土样,利用经典统计学和地统计学方法对其空间异质性进行了研究。结果表明:(1)pH、水解氮和全磷为弱变异性,有机碳、全氮、速效磷、全钾和速效钾为中等变异性,它们的大小依次为速效钾 >有机碳 >速效磷 >全氮 >全钾 >水解氮 >全磷 >pH。(2)半方差最优模型拟合分析表明,pH、全氮、水解氮、全磷、速效磷和速效钾均符合球状模型,有机碳和全钾均符合指数模型;pH、有机碳、全氮、水解氮、全磷、速效磷、全钾和速效钾的变程依次为108.8 m、88.5 m、112.8 m、131.9 m、143.3 m、73.3 m、73.3 m和134.7 m。从空间结构特征看,pH具有中等强度的空间自相关,而养分表现出强烈的空间自相关。(3)pH和养分均呈斑块状分布,有机碳和氮素具有相似的空间分布格局,全磷和速效钾分布变化较为明显,速效磷和全钾分布变化较为平缓。上述研究结果可为祁连山青海云杉林土壤pH和养分的取样设计和空间分布图制作等提供参考,也可为青海云杉林的土壤环境恢复与重建提供科学依据。     

1990-2050年间贵州省东南部森林植被碳蓄积及固碳潜力分析

本文以贵州省东南部三州为研究区,运用连续生物量转换因子法和平均生物量法,通过2010年森林清查小班数据,建立了24类优势树种的森林植被碳密度与林龄之间的关系。同时,估算了1990-2010年间贵州省东南部森林植被生物量及其碳蓄积量,分析了碳蓄积量的时空变化特征,并预测出2050年该区域森林植被的固碳潜力。结果显示：（1）2010年贵州省东南部森林植被碳蓄积量为106.22 TgC,占贵州省森林植被碳蓄积量的63.01%,占全国森林植被碳蓄积量的1.36%;平均碳密度32.44 MgC/hm²,是贵州省森林植被平均碳密度的93%,全国森林植被平均碳密度的76%,碳密度空间分布呈现由西部向东部增加趋势且东部高于平均水平。（2）1990-2000年间森林植被碳蓄积量增加了30.67 TgC;2000-2010年间森林植被碳蓄积量增加了49.55 TgC,其中,退耕还林导致森林植被碳蓄积量增加了31.09 TgC。（3）以2010年为基准年,假设40 a后贵州省东南部森林面积保持稳定,且不考虑轮伐期的未来情景下,至2050年该区域森林植被碳蓄积量将达到153.38 TgC,其增量可达47.16 TgC,表明贵州省东南部森林具有较大的碳增汇潜力。     

Nitrate dynamics in a rural headwater catchment: measurements and modelling

This study was designed to improve our understanding of, and mechanistically simulate, nitrate (NO₃) dynamics in a steep 9.8 ha rural headwater catchment, including its production in soil and delivery to a stream via surface and subsurface processes. A two‐dimensional modelling approach was evaluated for (1) integrating these processes at a hillslope scale annually and within storms, (2) estimating denitrification, and (3) running virtual experiments to generate insights and hypotheses about using trees in streamside management zones (SMZs) to mitigate NO₃ delivery to streams. Total flow was mathematically separated into quick‐ and slow‐flow components; the latter was routed through the HYDRUS software with a nitrogen module designed for constructed wetlands. Flow was monitored for two years. High surface‐soil NO₃ concentrations started to be delivered to the stream via preferential subsurface flow within two days of the storm commencing. Groundwater NO₃‐N concentrations decreased from 1.0 to less than 0.1 mg l^?1 from up‐slope to down‐slope water tables, respectively, which was attributed to denitrification. Measurements were consistent with the flushing of NO₃ mainly laterally from surface soil during and following each storm. The model accurately accounted for NO₃ turnover, leading to the hypotheses that denitrification was a minor flux (<3 kg N ha^?1) compared to uptake (98^?127 kg N ha^?1), and that SMZ trees would reduce denitrification if they lowered the water table. This research provides an example of the measurement and modelling of NO₃ dynamics at a small‐catchment scale with high spatial and temporal resolution. Copyright © 2013 John Wiley & Sons, Ltd.     

祁连山青海云杉(Picea crassifolia)林土壤有机碳与化学性质的相互关系

通过对祁连山大野口流域的青海云杉林大样地进行土壤剖面取样, 分析了样地土壤有机碳与pH值、养分和阳离子交换量等基本化学性质的变化规律及其相互关系. 结果表明: 随土层深度不断增加, 土壤有机碳含量逐渐减小, 在20～30 cm以下趋于稳定(P > 0.05); 土壤pH值不断增大, 仅在0～10 cm与10～20 cm差异显著(P<0.05); 土壤全氮、速效氮、全磷和阳离子交换量不断减小, 全氮含量在30～40 cm以下趋于稳定(P > 0.05), 速效氮含量变化剧烈(P<0.05), 全磷含量差异性不显著(P > 0.05), 阳离子交换量与有机碳含量变化规律相同; 土壤速效磷、全钾和速效钾含量没有明显的变化规律, 速效磷和全钾含量差异性不显著(P > 0.05), 速效钾含量仅在0～10 cm与10～20 cm差异显著(P<0.05). 土壤有机碳与全氮、速效氮、全磷、速效磷、速效钾和阳离子交换量之间呈极显著和显著正相关, 与土壤pH值和全钾含量之间呈极显著和显著负相关. 土壤有机碳与其他基本化学性质的回归方程具有较高精度(R²=0.793), 影响土壤有机碳含量的主要化学因子依次为土壤阳离子交换量、速效钾和全磷含量.     

中南半岛森林覆被变化研究进展

中南半岛森林覆被是热带地区极为重要的自然资源,对当地生态环境和社会经济发展都有重要影响。本文从遥感监测与制图、时空变化格局、影响因素和生态环境效应4 个方面,系统总结和评述了中南半岛森林覆被变化的研究进展,并对研究问题和发展方向进行了讨论。研究表明：①中南半岛森林覆被遥感监测数据源由光学遥感逐渐转向雷达遥感,监测方法向采用多分类器和多源信息转变,监测对象主要是天然森林覆被,人工林监测仍面临多重困难;②1980-2010 年期间,中南半岛不同地区森林覆被变化时空差异明显,其中,在1990 年前森林覆被面积为净增加,之后净减少;在空间上,泰国、老挝、缅甸和柬埔寨森林面积在1990 年后均持续减少,只有越南呈增长趋势;③中南半岛森林覆被变化的直接驱动因素主要为经济林扩张、刀耕火种农业、道路建设和商业采伐,间接驱动因素包括人口、社会经济和政策等因素,主要表现为森林数量变化、森林退化和森林再生/恢复等方面,其程度与干扰方式、强度、频率直接相关;④中南半岛森林覆被变化的生态环境效应主要体现在水分效应、大气环境效应、土壤效应和生物效应4方面。     

亚洲通量观测网建立的回顾与展望

1IntroductionTheelucidationofthebudgetsofcarbon,waterandothermassesatvariouslandecosystemshasbecomeanimportantsubjectintheglobalwarmingissue.Forthisstudy,thedatafrompreciseandlong-termobservationsofcarbondioxide,watervapor,andheatfluxtakeninvariouslandsur…     

大兴安岭原始森林覆盖区化探异常查证方法研究与实践

文章综述了原始森林覆盖区勘查技术方法研究历史、现状及意义.通过对区内某1:20万化探异常进行追踪、查证方法的实验性研究,初步确定适合原始森林覆盖区的物探方法和化探方法.对具有成矿远景的1:20万异常的查证方法、过程为:①1:5万网格法水系沉积物或1:5万土壤测量;②配合以适量的1:1万或1:2万剖面土壤测量,最终达到分解异常、缩小找矿靶区的目的;③1:1万～1:2万地质简测,结合地表工程确定是否为矿致异常,初步确定矿化类型;④选用高精度磁测、双频激电测量方法进行1:2.5万或1:1万的面积性物探测量;⑤运用槽探、坑探、浅井及钻探等探矿手段寻找工业矿体.对二根河、洛古河、阿南林场3个1:20万异常查证证明该方法是适宜森林覆盖景观区的快捷且行之有效的异常查证方法.