基于改进BP神经网络的干旱区芦苇腾发量预测模型

植被蒸腾与地表蒸发研究是土壤-植物-大气连续体系统研究的核心部分,也是干旱区自然植被需水量研究的前提.计算植被蒸腾与地表蒸发的方法众多,但需要大量参数的输入,其中水分特征曲线、非饱和导水率、水分扩散率、比水容重、导热率、比热容等土壤水热特性参数很难获取.针对这些繁琐问题,在传统BP网络中加入有动量的梯度下降法,建立了基...     

在黄河三角洲河滩和潮滩上生长的芦苇功能性状可塑性北大核心CSCD

研究不同生境下同一植物物种的功能性状差异是由其性状可塑性还是由其遗传变异所致,有利于对该种植物的生境适应性和遗传进化的深入了解。在河滩上和在潮滩上生长的芦苇(Phragmites australis)种群都是黄河三角洲重要的芦苇种群。调查和比较了自然条件下在黄河三角洲河滩与潮滩上生长的芦苇的生境条件和功能性状;通过两年的同质园实验,比较了在黄河三角洲河滩上与潮滩上生长的芦苇的9个功能性状的差异。研究结果表明,在野外自然条件下,潮滩土壤中的盐、全碳、全氮和全硫含量大于河滩土壤,在河滩上生长的芦苇的株高、叶片数和密度都大于在潮滩上生长的芦苇,而在潮滩上生长的芦苇的基径、叶片宽度和叶片中全碳、全氮、全硫含量则都大于在河滩上生长的芦苇;在同质园实验条件下,在河滩和潮滩上生长的芦苇的基径、株高、密度、叶片数、叶片长度、叶片宽度、叶片中的全硫含量总体上无显著差异,在河滩上生长的芦苇叶片中的全氮含量大于在潮滩上生长的芦苇,在潮滩上生长的芦苇叶片中的全碳含量大于在河滩上生长的芦苇。因此,目前在黄河三角洲河滩和潮滩上生长的芦苇多数功能性状的差异是对生境的可塑性而不是遗传变异导致的,不能将其看作两种生态型;芦苇功能性状的可塑性使得其可以适应黄河三角洲的不同生境。     

盘锦湿地芦苇群落冠层内辐射分布特征

基于盘锦湿地芦苇群落冠层内不同层次的微气象要素与生物学特性观测,探讨芦苇群落冠层内总辐射分布与叶面积指数(LAI)的关系。结果表明:芦苇群落内太阳辐射的垂直分布在生长前期(5月)和后期(9月)呈S型曲线,生长盛期(6月和7月)呈指数曲线变化。冠层内不同层次的太阳辐射透射率随叶面积指数的增加而减少,消光系数(k)存在明显的季节变化,表现为从萌芽期到成熟期逐渐减小趋势(最小值k=0.436)。     

盘锦湿地芦苇生态系统长期通量观测研究

针对2004年5月26日-2005年10月15日盘锦湿地芦苇生态系统碳通量、感热通量和潜热通量资料进行分析。结果表明:芦苇湿地具有较强的碳汇作用;2005年芦苇湿地固定二氧化碳为13.32 t/hm2,日平均感热通量和潜热通量分别为2 464 kJ/m2和3 880 kJ/m2。2004年和2005年6～9月的日累积值波文比平均值均为0.15。芦苇湿地碳通量、感热通量和潜热通量的日动态呈单峰单谷型变化,极值出现在中午前后,夜间线形平直。芦苇生长季白天通量绝对值远较夜间大,白天碳吸收,夜间碳排放。CO2浓度年平均日变化曲线亦为单谷单峰型,夜间浓度较高且逐渐升高,直到日出前达到峰值;日出后急剧下降,傍晚又开始逐渐增加。芦苇湿地感热通量昼正夜负,潜热通量与林地不同,全天为正。各通量季节变化明显,冬季CO2通量日变化不明显,趋近于零;感热通量总体向上输送,春季数值较大,生长季数值较小;潜热通量冬季最小,接近0,春季开始显著增加,生长季达到最大。     

不同水淹环境下河口感潮湿地枯落物分解及营养动态

采用分解袋法,以我国东南沿海典型的感潮河口--闽江河口最大的鳝鱼滩湿地为研究区域,选取2个潮水水淹环境差异显著的地段(一个为近潮沟地段,另一个为远潮沟地段)为研究样地,对闽江河口主要的本地种芦苇、短叶茳芏及外来人侵种互花米草枯落物分解过程及影响因素进行研究,结果表明:(1)经常性的潮汐水淹对3种植物枯落物分解速率的影响不显著;(2)经常性的潮汐水淹促进了短叶茳芏和互花米草枯落物N、P元素的损失,但对芦苇的影响不大;(3)在2种不同的水淹环境,3种植物枯落物分解速率由快到慢的顺序均是短叶茳芏>互花米草>和芦苇,分解速率在0.003166～0.005280 d-1之间,95%干物质分解需要的时间在1.56～2.61 a之间;(4)C浓度基本稳定,N浓度呈上升趋势,总N在研究末期表现为净损失,P浓度呈较大的波动,总P在研究末期也表现为净损失;(5)具有最低C/P的短叶茳芏枯落物分解速率最快.     

盘锦芦苇湿地土壤微生物特征分析

基于盘锦湿地生态系统野外观测站芦苇群落生长季6～9月的定位观测资料,分析了芦苇湿地土壤微生物季节动态及其与环境因子的关系。结果表明:盘锦芦苇湿地的土壤细菌、放线菌、真菌以及微生物的总数在生长季节呈现出先减少、后增加的变化趋势。湿地的土壤细菌、放线菌以及微生物的总数在8月达到最小,而真菌数量在7月达到最小。湿地土壤中,细菌数量最大,其次是放线菌,最少的是真菌。对细菌、放线菌、真菌以及微生物总数与环境因子的相关分析表明,细菌、放线菌与微生物总数主要受水分影响,而真菌则受水分与气温的协同作用影响     

河道沿岸芦苇带对氨氮的削减特性研究

氨氮污染已成为我国江河湖库水质下降和水生态系统退化的重要因素之一.借助现场对比观测试验和理论分析的方法,研究不同季节氨氮对河流水质的影响规律,得到了雨洪初期汇流河流水质污染最为严重的结论.系统地研究了沿河岸芦苇带对氨氮的削减净化效应,得到了芦苇带吸附氨氮的主要影响因素为:芦苇生长期、水体污染物浓度、河道流速及气象条件.运用数值模拟和参数优化估算技术,确定氨氮在河道两岸有、无芦苇等植物条件下的衰减系数和削减量,分析了衰减系数的变化规律和削减量大小的影响因素,为河流水生态系统修复和水质预测预报提供科学依据.     

盘锦湿地芦苇叶片气孔导度的模拟

基于2005年5～9月盘锦湿地芦苇叶片气体交换观测数据,针对芦苇叶片气孔导度与光合速率以及光合速率与光合有效辐射之间的关系进行分析。结果表明:芦苇叶片气孔导度与光合速率的关系可应用Ball-Berry模型描述,光合速率与光合有效辐射的关系可应用非直角双曲线光合模型描述,联合Ball-Berry模型与非直角双曲线光合模型可通过环境变量求解叶片气孔导度。模型考虑了气孔导度与光合之间的相互作用。利用实验数据对气孔导度模型验证表明,叶片气孔导度模拟值和观测值回归方程的斜率为0.95,方程决定系数R=0.82(P<0.05)。     

芦苇化感组分对羊角月牙藻和雷氏衣藻生长特性的影响

研究了从芦苇(Phragmitis communis Trin)中分离得到的化感组分对羊角月牙藻(Selenastrum caprtcornutum)和雷氏衣藻(Chlamydomonas reinhardtii)生长特性的影响.在藻类生长的对数期向培养液中投加不同浓度的化感组分,分别测定并观察了培养期间受试藻种藻密度和藻细胞形态的变化情况.结果表明,该化感组分对羊角月牙藻藻密度的增长具有明显的抑制作用,半效应浓度(EC50.7d)值为0.60mg/L,同时使羊角月牙藻细胞内部结构改变,形态变大.投加6mg/L化感组分后,藻细胞平均宽度是对照组的1.5倍.该化感组分对雷氏衣藻藻密度的增长没有明显的抑制作用,但使其运动性能降低.     

鄱阳湖湿地典型植被群落地下水—土壤—植被—大气系统界面水分通量及水源组成

地下水-土壤-植被-大气系统(GSPAC)界面水分传输是湿地生态水文过程研究的关键.本文选取鄱阳湖湿地高位滩地的2种典型植被群落:茵陈蒿(Artemisia capillaris)和芦苇(Phragmites australis)群落为研究对象,运用HYDRUS-1D垂向一维数值模拟,量化了湿地GSPAC系统界面水分通量,阐明了典型丰水年(2012年)和枯水年(2013年)鄱阳湖湿地植被群落的蒸腾用水规律和水源组成.结果表明:(1)茵陈蒿和芦苇群落土壤-大气界面的年降水入渗量为1570~1600 mm,主要集中在雨季4-6月,占年总量的60%;植物-大气界面的年蒸腾总量分别为346~470 mm和926~1057 mm,其中7-8月植被生长旺季最大,占年总量的40%~46%;地下水-根区土壤界面的向上补给水量受不同水文年水位变化的影响显著,地下水年补给量分别为15~513 mm和277~616 mm,主要发生在蒸散发作用强烈和地下水埋深较浅的时段.(2)植被蒸腾用水分为生长初期(4-6月)和生长旺季(7-10月)2个阶段,丰水年植被的整个生长期蒸腾用水充足,枯水年植被生长旺季的蒸腾用水受到严重水分胁迫,实际蒸腾量仅为潜在蒸腾量的一半左右.(3)不同水文年湿地植被生长旺季的水源贡献不同:丰水年茵陈蒿群落以地下水补给为主,芦苇群落以湖水和地下水补给为主;枯水年茵陈蒿群落以降水和前期土壤水储量为主,芦苇群落以地下水补给为主.本研究结果有助于揭示湿地植被的水分利用策略,为阐明湖泊水情变化与植被演替的作用机理提供参考依据.