古炭屑与古森林火?

森林火普遍发生在地质历史时期中，它对自然植被系统的演替起着重要作用。不同强度和频率的森林火培育出不同类型的植被：频繁的森林火导致草甸的形成，而热带雨林形成的原因之一是森林火的缺乏。古炭屑作为古森林火的遗迹，具有分布广泛、细胞结构保存完好以及原地埋藏等特点，为研究古森林火发生的强度和频率提供了宝贵的材料。古炭屑的出现与当时的气候因素、植被类型和地理状况有密切关系：干旱、少雨的气候常常伴随高频率森林火的发生，表现出古炭屑的数量增多；易燃物种组成的植被易发生森林火，古炭屑的出现也会增多，而耐火树种会降低森林火的强度，古炭屑则出现少。因此，从古炭屑的数量和种类的变化，可探讨古森林火的发生规律，进而推断长期地质历史时期的气候、植被、地理状况的演变。     

持久性有机污染物在森林生态系统中的环境行为研究

持久性有机污染物(POPs)具有环境持久性和半挥发性, 可以在区域及全球范围内传输和分布。森林植被和林下土壤富含有机质, 森林生态系统因此成为POPs主要的储存库之一。植被叶片可快速吸附大气POPs, 并通过叶片凋落、雨水冲刷和干沉降等过程加强或加速大气POPs 向地面的沉降, 并使森林土壤成为POPs 的“汇”, 从而形成所谓的“森林过滤效应”, 进而影响POPs 在全球的分布。进入森林的POPs 在森林生态系统中将经历一系列的环境过程。本文简要介绍了森林过滤效应的特征和影响因素, 综述了叶片对大气POPs 的吸附、叶片凋落和干湿沉降、POPs 在土壤中的迁移和损失等3 个主要环境过程的研究进展, 报道了松针、树皮和苔藓作为被动采样器反映的森林POPs空间分布趋势。最后, 提出了森林POPs研究中亟待解决的科学问题, 并指出未来中国森林POPs研究的可能方向。     

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。     

岷江上游毛榛、辽东栎灌丛及3种人工幼林土壤种子库的比较

本文采用野外调查与萌发实验相结合的方法对岷江上游地区自然恢复的灌丛以及 3种人工林的土壤种子库状况进行了比较研究。结果显示 ,各样地土壤种子库的储量为 192 5 0～ 3 13 60粒 /(m2 × 10cm)之间 ,人工林的土壤种子库储量和物种数量都大于自然恢复的灌丛 ,其顺序为连香树Cercidiphyllum japonicum、油松Pinustabulaeformis混交林 >连香树林 >油松林 >毛榛Corylusmandshurica、辽东栎Quercusliaotungensis灌丛 ,各样地土壤种子库密度的垂直分布均为上层 >中层 >下层。在各样地土壤种子库的生活型组成中 ,乔木种类所占比例极少 ,而草本种类的数量较多。在灌丛的土壤种子库中 ,灌木的物种数量及其在种子库中所占的比例均大于人工林。大序醉鱼草Buddlejamacrostachya、喜阴悬钩子Rubusmesogaeus、华西绣线菊Spiraealaeta在种子库中的大量存在明显提高了灌木在各样地土壤种子库中所占的比例     

The GEOMON network of Czech catchments provides long-term insights into altered forest biogeochemistry: From acid atmospheric deposition to climate change

In 1994, a network of small catchments (GEOMON) was established in the Czech Republic to determine input–output element fluxes in semi-natural forest ecosystems recovering from anthropogenic acidification. The network consists from 16 catchments and the primary observations of elements fluxes were complemented by monitoring of biomass stock, element pools in soil and vegetation, and the main water balance components. Over last three decades, reductions of SO₂, NO_x and NH₃ emissions were followed by sulphur (S) and nitrogen (N) deposition reductions of 75% and 30%, respectively. Steeper declines of strong acid anion concentrations compared to cations (Ca, Mg, Na, K, NH₄) in precipitation resulted in precipitation pH increase from 4.5 to 5.2 in bulk precipitation and from 4.0 to 5.1 in spruce throughfall. Stream chemistry responded to changes in deposition: S leaching declined. However at majority of catchments soils acted as a net source of S to runoff, delaying recovery. Stream pH increased at acidic streams (pH < 6) and aluminium concentration decreased. Stream nitrate (NO₃) concentration declined by 60%, considerably more than N deposition. Stream NO₃ concentration was tightly positively related to stream total dissolved nitrogen to total phosphorus (P) ratio, suggesting the role of P availability on N retention. Trends in dissolved organic carbon fluxes responded to both acidification recovery and to runoff temporal variation. An exceptional drought occurred between 2014 and 2019. Over this recent period, streamflow decreased by ≈ 40% on average compared to 1990s, due to the increases of soil evaporation and vegetation transpiration by ≈ 30% and declines in precipitation by ≈ 15% on average across the elevational gradient. Sharp decreases of stream runoff at catchments <650 m a.s.l. corresponded to areas of recent forest decline caused by bark beetle infestation on drought stressed spruce forests. Understanding of the interactions among legacies of acidification and eutrophication, drought effects on the water cycle and forest disturbance dynamics is requisite for effective management of forested ecosystems under anthropogenic influence.     

ICESat-2植被冠层高度和地表高程数据产品用于森林高度提取的效果评价

由美国宇航局(NASA)研制的新一代冰、云和陆地高程卫星(ICESat-2)于2018-09-15发射成功,其搭载的先进地形激光测高系统(ATLAS)采用微脉冲多波束光子计数激光雷达技术,可用于全球高程线采样数据的获取.目前公开发布了9种数据产品,其中包括植被冠层高度和地表高程数据产品(ATL08),为全球森林结构参数...     

河南省森林火险月季尺度定量客观化预测

基于火灾资料和气象资料,利用数理统计方法和百分位法,分析了河南省林区火灾的气候特征及防火关键期高火险日数的月、季气候特征。结果表明,林区火灾次数年际波动较大,主要出现在每年的冬春季(12月次年4月),3月出现的次数最多,2月的次之。火灾峰值主要出现在13-16时。3月高火险日数存在显著增加的线性趋势,12月和1月高火险日数呈现先减少后增加的趋势。2月和4月高火险日数处在偏少的年代际背景下。林区春季高火险日数存在显著增加的线性趋势,在桐柏-大别山林区尤其明显。选取河南省防火关键期各月、季高火险日数与海温、积雪、环流场等130项环流指数的相关关系最好的因子,利用最优子集回归分别建立基于林区内各个气象站点的预测方程。通过回代检验和趋势异常综合评分(Ps),对回归方程预测效果进行检验,结果显示,回代曲线和历史曲线吻合好,表明预测方程预测结果接近实况。     

随机森林机器算法在江苏省小麦赤霉病病穗率预测中的应用

基于2002—2018年江苏省13个市的小麦赤霉病病穗率资料与生育期观测资料、相应时段内的逐日气象数据,应用随机森林机器学习算法,分生育期、分区域定量评估影响病穗率的主要气象因子特征变量和贡献率,按不同起报时间建立预测模型并进行验证。结果表明,各生育期重要特征变量贡献率的排序为:抽穗扬花期>拔节期>越冬期。抽穗扬花期湿度、连续≥3 d的雨日和日照对赤霉病起主导作用,拔节期日照、降雨量、湿度和雨日与越冬期气温和降雪对赤霉病均具有前期影响,甄别出的重要特征变量排序结果符合赤霉病菌发育、释放、侵染和流行规律;基于随机森林算法建立的病穗率预测模型的精度与重要特征变量个数、赤霉病发生区域、M_try参数设定、生育期有关;最早可在3月初进行预测,预测时效近3个月,起报时间越接近乳熟期,输入的重要特征变量越多,则病穗率预测准确率越高,病穗率模拟值与实测值的波动趋势完全一致,对赤霉病"中等"和"偏重"等级模拟效果好,表明随机森林算法在赤霉病预测中有较高的可靠性和业务应用潜力。     

基于高光谱遥感数据提取森林结构参数的研究

以位于三峡库区的龙门河森林自然保护区为研究区,综合利用线性光谱混合模型和几何光学模型,基于高光谱遥感数据提取森林结构参数是本文研究的重点。在研究区地面调查数据的基础上,通过高光谱数据和混合光谱分解法,获得反演几何光学模型所需的四分量参数,根据背景光照分量与森林植被冠层各参数间的关系,反演得到森林冠层郁闭度及平均冠幅的定量分布图,并利用37个野外实测样本进行结果验证。     

Characteristics of canopy interception loss in Moso bamboo forests of Japan

In recent years, Moso bamboo (Phyllostachys pubescens) forests have rapidly expanded in Japan by replacing surrounding coniferous and/or broadleaved forests. To evaluate the change in water yield from forested areas because of this replacement, it is necessary to examine evapotranspiration for Moso bamboo forests. However, canopy interception loss, one of the major components of evapotranspiration in forested areas, has been observed in only two Moso bamboo forests in Japan with relatively high stem density (~7000 stems/ha). There are, in fact, many Moso bamboo forests with much lower stem density. Thus, we made precipitation (Pr), throughfall (Tf) and stemflow (Sf) observations for 1 year in a Moso bamboo forest with stem density of 3611 stems/ha and quantified canopy interception loss (Ic). Pr and Ic for the experimental period were 1636 and 166 mm, respectively, and Ic/Pr was 10%. The value was approximately the same as values for the other two Moso bamboo forests and lower than values for coniferous and broadleaved forests. On the other hand, Tf/Pr and Sf/Pr for our forest (86% and 4%, respectively) were approximately 10% of Pr larger and smaller than values for the other two Moso bamboo forests. These results suggest that the difference in stem density greatly affects precipitation partitioning (i.e. Tf/Pr and Sf/Pr) but does not greatly change Ic/Pr. Copyright © 2012 John Wiley & Sons, Ltd.