日光诱导叶绿素荧光辐射传输模型研究进展

日光诱导叶绿素荧光(SIF)是指示植被光合作用过程的无损探针,在不同时空尺度上对植被进行SIF的观测可以反映植被的实际光合作用及生理状态。然而在观测、分析和利用SIF的过程中,仍存在很多不确定因素。SIF的发生具有较为复杂的机理,从机理出发理解SIF与植被结构的相互作用,并分析影响SIF激发的主要因素将有助于更好地理解SIF与光合作用以及生物量的内在联系。因此,植被SIF辐射传输模型在解释和利用SIF遥感信号方面具有重要的作用。植被SIF信号相对较弱,且受环境、植被和生理等多种因子的影响,需要定量化描述,这为SIF辐射传输模型的构建带来挑战。近年来,大量学者已经发展一系列SIF辐射传输模型,为SIF遥感的发展提供了坚实的理论基础。本文回顾了叶片、冠层和生态系统尺度的SIF模型,从建模机理出发,对比模型优劣势,并对未来SIF模型的发展前景进行了展望。     

基于NDVI的新疆荒漠地区植被覆盖度遥感估算经验模型研究

新疆荒漠地区植被覆盖度遥感估算模型十分缺乏,给荒漠化监测等相关工作带来很大不便,开展植被覆盖度遥感估算经验模型研究,对于促进和完善相关地区的生态监测及研究工作具有积极的现实意义。通过对阜康市北部沙漠南缘和克拉玛依市中部平原荒漠进行无人机航拍,利用无人机遥感提取（光合）植被信息,并将无人机航拍影像的植被覆盖度统计单元与高分辨率卫星影像像元在空间上直接相对应,获取在高分辨率卫星影像像元尺度上的植被盖度,然后通过植被覆盖度和空间上与其相对应的源自高分辨率卫星影像的NDVI数据的拟合关系,建立基于源自高分二号影像的NDVI的阜康北部沙漠植被覆盖度遥感估算线性模型以及基于源自ZY1-02C影像的NDVI的克拉玛依平原荒漠植被覆盖度遥感估算二次多项式模型。研究中所采用的无人机遥感与卫星遥感相结合、植被覆盖度统计单元与卫星像元在空间上直接对应的方法,可避免以往相关工作中常以点位测量数据代表卫星像元数据所带来的不确定性。由于所用卫星影像的NDVI数据稳定性相对不足等原因,所建立的遥感估算模型的估算精度尚相对偏低,有待于今后进一步的工作加以改进。     

陇中黄土高原丘陵沟壑区不同植被恢复模式下次降雨产流产沙特征

基于甘肃省清水县汤峪河径流小区2015—2017年的观测数据,研究不同植被恢复模式条件下坡面次降雨入渗、产流产沙特征。结果表明：不同植被恢复模式条件下的土壤入渗量与降雨强度呈二次函数关系,存在入渗量达到最大值的临界降雨强度。入渗速率与降雨历时可以用幂函数关系表达,符合考斯恰可夫入渗模型。不同植被恢复模式条件下的产流率在0.003 3~0.003 6 mm·min^-1之间,相对裸地的减流率为54%~58%。产流率与降雨强度之间呈二次函数关系（R²>0.88）,产流率的主要影响因素是降雨强度。径流含沙量平均值乔灌混合区（3.13 g·L^-1）>灌木林（2.95 g·L^-1）>乔木林（2.79 g·L^-1）>草地（2.58 g·L^-1）,径流含沙量与降雨强度呈线性递增函数关系。裸地的产沙量显著高于各植被小区（P<0.05）,是各植被小区的43~57倍,各植被小区的减沙率在93%~94%之间,减沙效益高于其减流效益。各植被坡面土壤流失量与降雨侵蚀力呈线性递增函数关系;产流率与侵蚀产沙率之间呈极显著正相关关系（P<0.01）,二者间可采用二次函数关系表达。本研究成果可为黄土高原丘陵沟壑区水土保持优化配置提供理论依据。     

胶州湾女姑山水域夏季赤潮高发期浮游植物群落结构特征

根据 1998年 5～ 8月夏季赤潮高发期间 ,胶州湾女姑山水域浮游植物群落结构的种群组成特征和演替变化对赤潮的发生和种群变动特点进行初步研究。结果表明 ,夏季女姑山水域的浮游植物主要由硅、甲藻组成 ,硅藻在细胞和物种丰度上都占优势。浮游植物优势种在调查期间出现明显的演替现象 ,水温的升高和营养条件的变化是引起物种演替的主要原因。浮游植物细胞丰度在夏季呈明显的增长趋势 ,从 5月份 6.3× 10 5个cell/m3 增至 8月份的 6.7× 10 6个cell/m3 ;其中 ,由于赤潮的爆发 ,细胞丰度的最高峰出现在 7月份 ,为 1.5× 10 7个 /m3 。在赤潮爆发期间 ,赤潮原因种高齿状藻和中肋骨条藻发生了明显的演替现象 ,不同细胞大小的优势种和营养条件的变化是发生物种演替的主要原因。叶绿素a的浓度和细胞丰度的变化共同反映了赤潮发生的全部过程。     

组织培养板在获取微藻种质中的应用

报道一种基于选择演替和及时显微跟踪的原理获取一次野外水样中多种微藻的方法。利用组织培养板方便的显微观测条件和适宜容积提供微藻存活的空间,在不同培养条件下,进行微藻群落演替、及时显微跟踪检测和优势种分离,可以使野外水样初期低生物量种类优势化,以利于纯系种质的获得。并通过不同演替条件获得其中出现的未鉴定或初期样品中未检出的种质,提供进一步研究的基础。该方法在获取微藻种质和种质库建设上不失为一可行技术手段。论文以一次野外采集海水样品在不同营养条件下的主要优势种类演替跟踪检测、低生物量种质优势化过程和纯系种质分离为例,说明该方法在获取微藻种质中的应用。     

Development of fouling communities on vertical structures in the Baltic Sea

The pillars of the bridge connecting the Island of Öland with the Swedish mainland were rebuilt between 1990 and 2000. The renovation produced pristine vertical concrete substrates, which became submerged in known years and seasons. The fouling communities on the pillars were examined in 2001 to determine whether the community structure could be explained in terms of either orderly successional development or of seasonal variation in the settlement of benthic organisms. As well, the communities on the pillars were compared to communities on the vertical surfaces of boulders in the area. The results indicated that an annual species composition is the final stage in the succession on the observed, vertical constructions. The few perennial species add to the variation between pillars as they increase in biomass (Polysiphonia fucoides) or become out-competed (Balanus improvisus). Also, observed seasonal differences in the biomass of these perennial species indicated that the time of year free space becomes available might be an important determinant of the future structure of the community. Comparison between the pillar and boulder communities showed that the artificial structures were not surrogates for the natural hard substrate: pillar communities differed in that they lacked most perennial algal species and had a high biomass of B. improvisus.     

长江口及其邻近海域有害藻华的发生情况、危害效应与演变趋势

长江口及其邻近海域是我国近海有害藻华高发区之一。自2000年以来,由东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)、米氏凯伦藻(Karenia mikimotoi)和亚历山大藻(Alexandrium spp.)等甲藻形成的大规模有害藻华连年暴发,对海水养殖业、人类健康和生态安全构成了严重威胁。以往调查和研究工作表明,长江口及其邻近海域藻华优势类群近年来已由硅藻逐渐转变为甲藻,同时,有害藻华原因种也表现出明显的年际变异特征和有毒有害藻种增多的态势,亟待解析其演变机理、趋势和驱动因素。长江口及其邻近海域受长江径流影响,富营养化问题突出,是大规模有害藻华形成的重要原因。同时,该海域也受到来自台湾东北部黑潮分支的影响,但对其与有害藻华的关系所知甚少。在中国科学院战略性先导科技专项"热带西太平洋海洋系统物质能量交换及其影响"支持下,针对这一问题开展了较为系统的调查和研究工作,本文对研究中得到的科学认识进行了初步总结。结果表明:东海黑潮分支能够到达长江口及其邻近海域赤潮区,影响该海域赤潮生物多样性状况;黑潮分支对长江口及其邻近海域甲藻赤潮发生过程具有重要调控作用;长江冲淡水和黑潮分支的共同作用决定了长江口及其邻近海域有害藻华的发生过程和演变趋势。在现有结果基础上进一步分析和讨论了未来长江口及其邻近海域有害藻华的研究方向,以期为进一步解析有害藻华演变趋势、提升有害藻华的监测和预警能力提供依据。     

1992年以来盐城滨海湿地植被动态变化研究

基于1992～2016年4个时相的遥感数据, 对盐城滨海川东港至梁垛河口岸段进行景观分类, 分析湿地植被类型及分布, 借助转移矩阵法探究滨海湿地植被的时空演变。结果表明: 茅草、芦苇、碱蓬, 米草为川东港至梁垛河口段主要湿地植被类型。1992～2016年植被总面积减少, 其中茅草几近消失殆尽; 芦苇、碱蓬面积持续缩减; 米草面积大幅增长。1992～2000年植被面积快速缩减, 大面积的茅草碱蓬地被开发为耕地; 2000～2009年养殖塘侵占湿地植被, 规模剧增。2009～2016年, 米草向海方向扩张的同时靠陆侧转变为养殖塘。川东港至梁垛河口的植被演变是自然和人为共同作用的结果。一方面受淤积型海岸影响, 另一方面受政策引导下的各类滩涂开发活动, 及互花米草的引种所带来的快速扩散的影响。本文研究结果为盐城滨海湿地管理与可持续发展提供理论参考。     

长江口南汇湿地植被的光谱吸收特征研究

植被的光谱吸收特征与植被生长状况密切相关,同时也受土壤湿度等外界因素影响。本文以长江口南汇湿地典型植被芦苇、互花米草和海三棱藨草为研究对象,在计算其光谱特征参数的基础上,分析了这3种植被的光谱吸收特征形变PSDI值。最后结合实测的土壤湿度,分析了3种植被的PSDI值和土壤湿度的相关性。研究结果发现:互花米草的PSDI值最大,海三棱藨草的PSDI值最小,芦苇介于两者之间,表明互花米草受外界的环境影响较大;互花米草的PSDI值与土壤湿度的相关性最大,芦苇的PSDI值与土壤湿度的相关性最小,海三棱藨草介于两者之间,表明互花米草适应湿地环境能力较强。     

辽西凌源牛营子盆地晚三叠世--中侏罗世地层层序及区域对比

本文根据重新理清的辽西凌源牛营子盆地晚三叠世-中侏罗世地层层序及时代,讨论其区域地层对比.晚三叠世晚期的邓杖子组是一套崩滑流为主的碳酸盐角砾,其为区域印支期构造运动的造山记录,与京西、冀北杏石口组、辽西北票羊草沟组(坤头菠罗组)可以对比;早侏罗世水泉沟组与京西、冀北南大岭组、辽西北票兴隆沟组层位相当,且各组火山岩时代基本相同;中侏罗世早期郭家店组底部含煤段与京西上窑坡组、冀北下花园组中部、辽西北票组中上部植物组合面貌一致;中侏罗世中期郭家店组砾岩段是燕山期构造变形主幕的产物,北京西山龙门组、冀北下板城下花园组上部、辽西北票海房沟组都是该期的记录,层位相当;辽西中侏罗世中晚期蓝旗组底部的时代为158±1Ma,与京西、冀北髫髻山组安山岩的同位素年龄总体一致.这说明差异较大的燕山板内造山带三叠纪-中侏罗世盆地的沉积记录显示了相似的演化规律.