Greenness Index from Phenocams Performs Well in Linking Climatic Factors and Monitoring Grass Phenology in a Temperate Prairie Ecosystem

Near-surface remote sensing (e.g., digital cameras) has played an important role in capturing plant phenological metrics at either a focal or landscape scale. Exploring the relationship of the digital image-based greenness index (e.g., Gcc, green chromatic coordinate) with that derived from satellites is critical for land surface process research. Moreover, our understanding of how well Gcc time series associate with environmental variables at field stations in North American prairies remains limited. This paper investigated the response of grass Gcc to daily environmental factors in 2018, such as soil moisture (temperature), air temperature, and solar radiation. Thereafter, using a derivative-based phenology extraction method, we evaluated the correspondence between key phenological events (mainly including start, end and length of growing season, and date with maximum greenness value) derived from Gcc, MODIS and VIIRS NDVI (EVI) for the period 2015-2018. The results showed that daily Gcc was in good agreement with ground-level environmental variables. Additionally, multivariate regression analysis identified that the grass growth in the study area was mainly affected by soil temperature and solar radiation, but not by air temperature. High frequency Gcc time series can respond immediately to precipitation events. In the same year, the phenological metrics retrieved from digital cameras and multiple satellites are similar, with spring phenology having a larger relative difference. There are distinct divergences between changing rates in the greenup and senescence stages. Gcc also shows a close relationship with growing degree days (GDD) derived from air temperature. This study evaluated the performance of a digital camera for monitoring vegetation phenological metrics and related climatic factors. This research will enable multiscale modeling of plant phenology and grassland resource management of temperate prairie ecosystems.     

人类活动影响下淡水沼泽湿地温室气体排放变化

利用静态箱/气相色谱法,研究了三江平原淡水沼泽湿地及垦殖农业利用下CO₂、CH₄、N₂O排放变化。不同类型湿地生长季土壤呼吸速率以季节性积水的小叶章草甸最大,湿地垦殖后土壤呼吸速率明显增大。不同类型沼泽湿地CH₄排放在时空两个方面都有明显的变化,与土壤水分条件、植物群落类型和生长状况有密切关系。沼泽湿地及垦殖后农田土壤在植物生长季都为N₂O的源,常年积水沼泽湿地在植物生长季N₂O排放通量值较小,而土壤水分常年处于非饱和的草甸灌丛土壤N₂O排放相对较高,垦殖后农田土壤N₂O排放通量最大,沼泽湿地土壤N₂O排放通量与土壤温度呈正相关关系,而垦殖后农田土壤不显著。     

生态系统模型中物候的参数化方法研究进展

物候和叶面积指数的季节动态在落叶林中是决定生态系统净生产力的关键因素。尽管物 候对能量和CO2 通量的影响可以简单地通过描述发芽和落叶的时间以及叶面积指数的季节动态 来表示, 但是由于对驱动物候的物理过程缺乏全面正确的理解, 在陆地生态系统模型中物候就成 为最难以参数化的一个过程。目前, 在陆地生态系统模型中描述物候主要有两种不同的方法: 一 种是基于气候变量( 主要是温度或积温) 的经验方法, 即是通过建立物候不同阶段与气候变量的 经验关系来预测关键物候事件发生的时间。另一种方法是基于碳吸收的物候参数化方案, 物候的 任何阶段都和当前的碳平衡相联系。在生态系统模型中, 基于碳吸收的物候参数化方法可以大大 降低物候模拟的经验性, 提高模型的适用性和模拟精度, 比基于气候变量的经验模型更适于模拟 未来气候变化影响。未来随着生理和分子水平上, 对控制物候和LAI 动态过程机理的揭示, 建立 基于过程的物候参数化方案和LAI 动态模拟模型就成为生态系统模型或气候模型的发展方向。     

牡蛎对浮游植物群落下行控制作用的围隔实验研究

牡蛎的滤食作用不但能控制浮游植物丰度,还能通过摄食选择性影响群落结构。通过在较高营养水体的围隔实验表明,牡蛎养殖在持续磷限制条件下,促使浮游植物群落由甲藻向小型硅藻优势转变。实验结束时对照组中浮游植物群落由扁压原甲藻主导,占总丰度的77%;而牡蛎养殖组新月柱鞘藻丰度占比达到93%。牡蛎养殖组中,甲藻去除速率随养殖密度增长,但是硅藻最终丰度在高密度牡蛎组最高。研究结果说明大量的贝类养殖能够提升小型链状硅藻的优势度,增加此类赤潮发生风险。     

能力培养为导向的实践课程改革与设计

大学实践课程是培养学生创新、创业实践能力的重要环节,本文在新工科实验课程建设中,提出了以能力培养为导向的实践课程设计思路,旨在培养适应当今新技术、新产业、新模式快速变革时代的创新性工程科技人才。本文将传统的验证性实践课程调整为“目标设定、方案规划及实施”的设计型实验课程,强调学生在实践中的主体地位,遵循实践能力培养的规律,引导学生在实践中重参与、重思考、重实施、重过程。同时,将行业的最新发展、最新变革反映在实践教学课程中,增加了新型传感器及混合云人机协作数据处理平台,确保学生获取的知识和技术与快速发展的行业水平相接轨。本文以摄影测量实习课程改革为例,实践证明,课程的实施对于培养学生综合分析设计、创造性解决专业问题的能力取得了较好的效果。     

基于地理国情数据的长江岸线保护和开发利用情况分析

本文基于地理国情数据,从农业垦殖、开发建设、生态修复情况三个方面出发,对长江岸线1 km范围内的保护和开发利用情况进行空间统计分析。通过分析可知:(1)2015~2018年,长江岸线农业垦殖和开发建设力度有所增强;(2)2015~2018年,长江岸线生态修复取得一定的进展,但仍需持续推进。     

滤食性贝类在对虾综合养殖生态系统中的作用

就混养虾池中滤食性贝类如何影响虾池整个生态系统这个问题，综合了国内外这方面的文献，从滤食性贝类对混养虾池的水质、底质和其中的浮游植物、浮游动物的影响，以及混养对养殖效益的影响这几个方面作了探讨。     

琼胶降解菌F-6筛选、培养条件及对条斑紫菜(Porphyra yezoensis)细胞解离作用的研究

利用琼胶作为唯一的碳源从青岛太平角海域的海水和红藻样品中筛选分离得到一株高产琼胶酶的海洋菌F-6,对其最适的产酶条件,利用琼胶酶分离条斑紫菜的原生质体和原生质体的培养进行研究。结果表明,通过单次单因子和正交实验确定琼胶降解菌株F-6最适产酶培养基配方为(W/V):琼胶0.7%;酵母粉0.3%;蛋白胨0.5%;NaCl2.0%;K2HPO40.1%;CaCl20.02%;MgSO4·7H2O0.05%;FeSO4·7H2O0.002%;起始pH=7.5,最适的发酵产酶条件为:26℃培养36h。经条件优化后,粗酶液的酶活高达631.6U/ml。发酵液经过6000g离心30min得到粗酶液,粗酶液经过8k分离膜超滤,加入1mol/L渗透剂,0.22μm滤膜过滤除菌后降解条斑紫菜组织块,成功地分离得到大量的紫菜原生质体,其产率为3×106个原生质体/g新鲜紫菜组织。原生质体经初步培养发育成愈伤组织,其成活率为60%。     

红鳍笛鲷亲鱼培育及产卵技术研究

采用控温、营养强化的方法培育红鳍笛鲷(Lutjanuserythropterus)亲鱼 ,并结合激素诱导使其在1周年内每个月不间断产卵。实验亲鱼454尾 ,培育成活率为96% ,共采卵147150×104粒 ,平均每尾雌鱼年产卵量为541.0×104粒 ,人工催产卵的受精率为40 %～86.2 % ,自然产卵的受精率为68.3%～91.2%。     

有机饵料常规饵料对扣蟹品质的比较研究

从扣蟹的体重、壳长、壳宽,扣蟹体内粗蛋白、氨基酸及药物残留和重金属含量等几个方面比较了在有机养殖和常规养殖模式下扣蟹的品质。结果显示,在有机养殖模式下,扣蟹的体重增长,壳长、壳宽与常规养殖差异显著(p<0.05);体内粗蛋白含量、必需氨基酸含量中,有机养殖组为55.43%、48.07%,常规养殖组为46.55%、40.64%,常规养殖组扣蟹的氨基酸含量明显低于有机饵料养殖组;在药残和重金属含量方面,除常规养殖组的六六六检出外,其余指标均符合有机蟹卫生质量地方标准(DB32/T609.3-2003),但有机养殖组的重金属含量则远较常规养殖组低。