基于神经网络方法的芦苇叶面积指数遥感反演

提出了一种从TM图像上获取芦苇冠层叶面积指数的方法:首先对芦苇的生长背景进行分类;然后,对不同的背景光谱利用冠层反射率(FCR)模型计算得到查找表;最后,利用实测数据和查找表中的数据作为参数进行BP神经网络模型训练,从而得到芦苇冠层LAI。结果表明,人工神经网络方法有很强的非线性拟合能力,能够消除背景对反演结果的影响,有效提高LAI反演的精度。     

崇明岛东滩湿地芦苇光合作用对土壤水盐因子的响应

2015年3~10月,在崇明岛东滩湿地设置7块采样地,以不同水盐条件下生长的芦苇(Phragmites australis)为材料,应用便携式光合系统分析仪(Li-6400),对芦苇的光响应特征进行实地测定,探讨芦苇光合过程对干旱和盐胁迫的响应机理。结果表明:1各月采样日的水位与土壤电导率显著负相关(n=420,p0.01),适当增加土壤水位,有利于降低土壤电导率,从而缓解植物盐胁迫伤害;28月21日的芦苇叶片净光合速率、蒸腾速率和气孔导度与水位显著正相关(n=42,p0.01),而与土壤电导率显著负相关(n=42,p0.01);胞间CO2浓度与水位和土壤电导率不相关。当水位高于-50 cm,净光合速率随着水位下降而降低,非气孔因素可能是净光合速率下降的主要原因;当水位低于-50 cm时,土壤电导率高于10 m S/cm,叶片蒸腾速率快速降低,水分利用效率不断提高,芦苇叶片以较低的净光合速率来适应干旱胁迫和盐胁迫;芦苇叶片通过降低最大净光合速率、暗呼吸速率、光补偿点和光饱和点等光合生理特征来适应干旱胁迫和盐胁迫;芦苇叶片净光合速率和最大净光合速率对土壤水盐因子具有高度相关性,可以作为土壤水盐胁迫程度的反应指标。因此,在芦苇快速生长阶段,合理调控水位,对芦苇光合作用具有重要意义。     

崇明岛环岛芦苇地上部分固碳能力估算

2011年3~10月,基于实地样方采样和实验室测定,调查崇明岛环岛芦苇(Phragmites australis)带中芦苇的生物量和初级生产力,研究芦苇地上部分的固碳能力及其影响因子。结果表明,崇明岛芦苇地上部分年固碳能力为0.28~1.02 kg/(m2·a),平均年固碳能力为(0.67±0.19)kg/(m2·a),其低于长江口湿地保护区(崇明岛东滩、杭州湾)芦苇的年固碳能力,但高于黄河三角洲保护区湿地芦苇的年固碳能力;芦苇生长的主要影响因子为气象灾害和人为干扰,收割区域的芦苇群落生物量(p=0.021)和茎秆密度(p=4.6×10-6)显著高于未收割区域;芦苇分布主要受土壤盐度限制;芦苇表现型与人为干扰和土壤盐度密切相关;芦苇生长的中后期是受环境因子影响的关键时期。     

冬、春季芦苇(Phragmites australis)和狭叶香蒲(Typha angustifolia)的腐解过程及其对水质的影响

水生植物修复已经成为水体富营养化修复的重要手段,但其周期性的衰亡也给水体带来不容忽视的负效应.以府河流域丘陵地带农业区小水系自然生长的芦苇(Phragmites australis)和狭叶香蒲(Typha angustifolia)为研究对象,通过模拟实验,研究其冬季和春季腐烂分解过程的差异以及对水体营养盐水平的影响.结果表明,2种挺水植物的剩余干物质量整体上都呈现先快速下降再缓慢下降的趋势,芦苇和狭叶香蒲春季的分解速率分别为0.0251和0.0169 d~(-1),分别明显高于冬季分解速率(0.0027和0.0052 d~(-1));且腐烂分解速率与植物初始氮磷含量和氮磷比都有一定相关性.2种植物在冬季和春季磷的矿化速率都明显高于氮的矿化速率.实验水体的总氮和总磷浓度在腐解过程呈现初期迅速上升、中期迅速下降、后期缓慢下降的趋势.总体来看,芦苇和狭叶香蒲的腐烂分解受季节和初始氮磷浓度的影响较大,芦苇反应较香蒲更敏感且对水质的影响具有时效性.     

长春南湖芦苇(Phragmites australis)茎、叶植硅体随生长期和生境的变化特征

对于不同生长期、不同湿度条件下芦苇(Phragmites australis)茎、叶中多种类型植硅体含量变化的探讨,能够为植硅体形成机理研究和探讨植硅体对气候变化的响应提供理论依据.选取长春市南湖为实验样点,于5—10月在3种不同生境(旱生、季节性水生和水生生境)采集芦苇样品,并分别统计芦苇茎、叶植硅体形态和数量.实验结果显示:首先,茎、叶植硅体组合特征存在明显差异,茎中帽型及个体较大的尖型等植硅体多于叶中,而叶中硅化气孔含量明显高于茎中.其次,随着植株的生长,芦苇茎中硅化气孔含量先增加后减少,鞍型植硅体含量变化较小而帽型植硅体含量先减少后增加,棒型植硅体含量逐渐增加、尖型植硅体含量先增加后减少;芦苇叶中硅化气孔含量持续增加,鞍型、帽型等短细胞植硅体含量下降,尖型、扇型等个体较大的植硅体含量逐渐增加.最后,不同植硅体类型的含量在3种生境中的变化情况较为复杂,茎中植硅体的数量变化没有明显规律,而芦苇叶中硅化气孔含量由旱生生境向水生生境逐渐增加,可见叶中硅化气孔含量的增加可以指示相对湿润的生境条件.总之,芦苇茎、叶内不同类型植硅体的数量对植株生长及不同湿度环境有不同程度的响应,对芦苇植硅体的研究也有助于理解湿生植物植硅体与环境因子的关系,进而为探讨植硅体对古环境、古气候的响应提供理论基础.     

闽江河口湿地芦苇和互花米草生物量季节动态研究

通过对闽江河口湿地芦苇(Phragmites australis)和互花米草(Spartina alterniflo-ra)群落特征和生物量的调查,结果表明:2种植物株高和密度呈显著负相关.芦苇地上部各构件生物量最大值出现在夏季,其值为1 524.8±78.85 g.m-2;互花米草最大值出现在秋季,其值为3 037.2±248.78 g.m-2.互花米草地上生物量显著大于芦苇(P<0.05),但立枯量无显著差异(P>0.05).2种植物地下生物量均为0~15 cm>15~30 cm>30~60 cm;芦苇夏季各层生物量极显著大于其他季节(P<0.05),互花米草地下各层生物量在冬季达到最大,生长季节逐渐下降,夏季最小.芦苇和互花米草总生物量积累动态呈典型的单峰值曲线,总生物量互花米草高于芦苇,但二者差异不显著.随着入侵时间推移,互花米草总生物量还要持续增长.     

闽江河口盐沼湿地沉积物有机碳含量及储量特征

以闽江河口最大的鳝鱼滩湿地为研究区,选择远、近潮沟2个不同潮水水淹区域设置样线,对研究区3种建群植物芦苇（Phragmites australis）、短叶茳芏（又称咸草）（Cyperus malacceusis）和蔗草（Scirpus triqueter）下18个沉积物剖面分层取样,研究闽江河口湿地远、近潮沟区不同植物下沉积物有机碳含量和储量的垂直分布特征。结果表明,芦苇下沉积物有机碳含量及储量最大,咸草下沉积物次之,蔗草下沉积物最小;芦苇、咸草和蔗草下0～60cm沉积物中有机碳储量平均为10045．7t／km^2、9706．9t／km^2和5303．9t／km^2;湿地沉积物有机碳含量及储量与植物种类及生物量密切相关;近潮沟区蔗草下沉积物有机碳含量和储量大于远潮沟区,而远、近潮沟区芦苇和咸草下沉积物有机碳含量波动变化,且差异不明显,其近潮沟区有机碳储量小于远潮沟区。3种植物下沉积物有机碳含量与容重呈显著指数负相关关系（n=36,r=-0．8041,p〈0．001）,其与盐度、pH不相关。     

向海沼泽湿地芦苇中氮含量动态变化和循环特征

以向海湿地自然保护区二百方子湿地和付老文泡湿地的芦苇(Phragmites australia)为研究对象,探讨了开放型和封闭型湿地芦苇不同器官中氮含量动态变化特征.研究结果表明,二百方子湿地和付老文泡湿地芦苇不同器官全氮含量变化趋势一致,叶和茎的含氮量随季节变化均呈指数下降的变化趋势;穗氮含量呈线性下降变化趋势;而根和根状茎氮含量则呈先急剧增加后急剧减少再缓慢增长的非线性变化趋势.两种类型湿地芦苇的地上器官平均氮含量高于地下器官;各月芦苇叶氮含量高于茎杆氮含量,而根的氮含量则高于根状茎.除茎和穗外,付老文泡湿地芦苇叶、根和根状茎的平均氮含量均低于二百方子湿地芦苇.二百方子湿地芦苇对氮的吸收系数和利用系数均高于付老文泡湿地芦苇,但循环系数较低.     

白洋淀不同年龄芦苇根状茎中氮和磷含量

芦苇(Phragmites australis)是白洋淀水陆交错带区域典型的湿地植物,其具有庞大的地下根状茎,面积约6000 hm2.2011年11月,在白洋淀马堡村苇地采集了土壤和芦苇根状茎样品;依据等级结构等指标,将芦苇根状茎分为3个年龄组;对不同年龄组芦苇根状茎中氮和磷含量进行了测定,并分别计算了氮磷比率和生物富集系数.结果表明,0～1 a年龄组的芦苇根状茎中氮和磷含量分别为0.700％～1.297％和0.054％～0.122％; 2～3 a年龄组的芦苇根状茎中氮和磷含量分别为0.718％～0.911％和0.063％～0.084％; ＞3 a年龄组的芦苇根状茎中氮和磷含量分别为0.460％～0.663％和0.025％～0.069％.对比年龄为0～1 a、2～3 a和＞3a的白洋淀马堡村芦苇根状茎氮和磷含量发现,总体上,随着芦苇根状茎年龄的增加,其氮和磷含量在减少.在0～100 cm土壤深度中,各年龄组的芦苇根状茎氮含量与磷含量显著相关(p＜0.05).与磷元素相比,氮元素是白洋淀马堡村芦苇生长的主要限制因子.白洋淀马堡村芦苇根状茎中的氮和磷元素的富集系数大体上随着根状茎年龄的增加而减小,这可能与不同年龄芦苇根状茎的代谢能力有关.