基于深度神经网络的城市典型乔木日内蒸腾特征模拟研究

以城市典型乔木小叶榕全天24小时每10分钟的树干液流及同步气象观测数据为训练集, 建立基于深度神经网络的城市典型乔木植被蒸腾估算模型, 得到10分钟尺度的小叶榕蒸腾模拟结果, 系统地探讨干湿季和昼夜影响小叶榕蒸腾的环境控制因子。基于深圳市91个气象观测站的常规气象观测数据, 应用训练好的深度神经网络模型, 估算得到站点尺度的深圳市典型乔木逐小时蒸腾特征。结果表明: 1) 深度神经网络模型可以高精度地模拟城市小叶榕每10分钟尺度的蒸腾变化, 与树干液流系统实测数据相比, 决定系数R²=0.91, 平均绝对百分比误差MAPE=21.77%, 均方根误差RMSE=0.02 mm/h; 2) 湿季和干季城市小叶榕蒸腾的主要控制因子, 白天均为太阳辐射和气温, 夜间均为饱和水汽压差; 3) 城市小叶榕在夜间仍然存在蒸腾, 干、湿季平均蒸腾速率分别达到0.03和0.01 mm/h; 4) 深圳市不同区域的植被蒸腾特征存在差异, 蒸腾速率最高可相差0.10 mm/h, 总体而言, 湿季白天的蒸腾速率(91个站点均值为0.1 mm/h)比干季白天(均值为0.08 mm/h)更高, 大部分站点夜间植被蒸腾量接近0, 但仍存在蒸腾, 少部分站点干季夜间平均蒸腾速率可达0.07 mm/h, 湿季夜间可达0.10 mm/h。     

茂兰喀斯特森林小果润楠蒸腾特征及影响因素

【目的】探究喀斯特森林优势树种小果润楠蒸腾特征及其影响因素,为进一步分析茂兰喀斯特原生林的水文生态过程及喀斯特地区森林的保护与生态修复提供科学依据。【方法】基于热扩散探针法和Campbell自动气象站,于2016年7月—2017年6月,对茂兰喀斯特森林优势树种小果润楠的蒸腾量进行了为期1年的连续监测。【结果】小果润楠蒸腾的日变化过程在各种天气条件下均呈典型的单峰型曲线,且呈明显的“昼高夜低”变化规律。晴天条件下,单木水平蒸腾速率日变化和叶片水平的光合速率、蒸腾速率日变化趋势基本一致。不同天气条件下的蒸腾通量为晴天(122.00 g/h)>阴天(76.06 g/h)>雨天(19.60 g/h),且差异极显著,晴天的日平均蒸腾通量是阴天的1.60倍,是雨天的6.22倍,阴天是雨天的3.88倍。各季节的单株日均蒸腾量依次为夏季[(1.86±0.22)kg/d]>秋季[(1.71±0.38)kg/d]>春季[(1.59±0.13)kg/d]>冬季[(1.07±0.39)kg/d],全年单木蒸腾量为570.31 kg,其中生长季蒸腾量(472.29 kg)占全年蒸腾量的82.81%,非生长季蒸腾量(98.02 kg)占17.19%。各季节的蒸腾量以夏季(171.65 kg)最高,其次是秋季(155.60 kg),春季(145.04 kg)较低,冬季(98.02 kg)最低,分别占全年蒸腾量的30.10%、27.28%、25.43%和17.19%。相关分析和回归分析结果表明,太阳辐射和水汽压亏缺与蒸腾速率均呈正相关。【结论】太阳辐射和水汽压亏缺为蒸腾主导因子,降雨对蒸腾多是抑制作用,而风速和不同深度的土壤水分对蒸腾的作用因天气和季节的不同而存在差异。     

乔木枝生物量在体测定方法研究--以小叶榕(Ficus micro Carpa)为例

本文以小叶榕为实验材料对乔木枝生物量在体测量的可能性进行了探讨。并试图建立对乔木枝生物量进行在体测量的技术方法。研究表明，小叶榕不同冠层的枝生物量与该冠层1级枝基径平方和1级枝长度乘积均具有极为显著的相关关系。并且，这种相关关系在不同冠层之间差异极小。因而，在对小叶榕枝生物量的在体测定中，可以通过测量小叶榕植冠中所有1级枝的长度和基径来确定其枝生物量。     

城市绿地缓解热岛效应研究进展

城市热岛强烈地影响着城市生态系统,对城市气候、水文、土壤、大气环境、生物习性以及城市居民健康等产生影响.城市绿地作为城市生态系统重要的组成部分,通过改善城市下垫面的热属性,具有一定的缓解热岛效应作用.因此,选取城市热岛效应研究方法、研究尺度性、城市绿地结构和土地利用类型的降温效果、绿地与其他因素之间的交互作用等角度综述城市绿地缓解热岛效应的关系,并比较分析当前研究手段和方法的优缺点,最后在观测手段、数据来源、长期动态观测和模拟定量研究等方面对该领域的研究进行展望.     

小叶榕叶片挥发物抑菌活性的研究

为了研究小叶榕叶片挥发物的抑菌活性,该文以小叶榕叶片挥发物吸收液和叶片研磨物为材料,通过平板计数法和涂布密封法检测其对指示菌种金黄色葡萄球菌的抑菌效果;并通过固相微萃取结合气相色谱-质谱联用法检测叶片研磨物中的有效抑菌成分。结果显示:小叶榕叶片挥发物吸收液和叶片研磨物均对金黄色葡萄球菌具有明显的抑菌作用,且抑菌效应与叶片生物量呈正相关关系,新叶的抑菌效果高于老叶;叶片中所含的有效抑菌成分主要是己烯醛和己烯醇类,两者比例的不同可能是造成新叶与老叶抑菌效应差异的原因。本研究证实了小叶榕叶片挥发物的抑菌活性,为小叶榕抑菌效用的开发和推广提供了理论依据。     

8种榕属植物叶片解剖构造及抗逆性的数量分析

为探讨南方绿化常用的8种桑科榕属植物：垂叶榕（Ficus benjamina）、印度橡胶榕（F.elastica）、黄葛榕（F.virens var.sublanceolata）、黄金榕（F.microcarpa‘Golden Leaves’）、小叶榕（F.microcarpa）、柳叶榕（F.celebensis）、高山榕（F.altissima）、菩提树（F.religiosa）的抗逆性,采集它们的叶片制成玻片,观测叶片解剖构造。9个观测指标包括叶表面上、下角质层厚度,叶上、下表皮细胞厚度,栅栏组织厚度,海绵组织厚度,叶片厚度,叶表皮气孔密度,气孔长度。观测数据采用主成分分析、聚类分析和模糊数学综合评判法进行综合评价。结果前2个主成分贡献率之和为81.384%（〉70%）,可以代表原始因子所代表的大部分信息,其中以叶片厚度对贡献率的影响最大;聚类分析的结果是橡皮树和黄葛榕单独各成一类,其它6种植物共同组成一类;模糊数学综合评判得到8种植物抗逆性顺序为：橡皮树〉小叶榕〉高山榕〉黄金榕〉垂叶榕〉菩提树〉柳叶榕〉黄葛榕,这一结果与聚类分析的结果很好地互相吻合。     

城市单株乔木三维冷岛效应特征及其蒸散贡献研究

通过对城市单株乔木蒸散发特征及其冷岛响应的三维观测和数值分析, 定量解析植被冷岛效应的成因。研究结果表明: 1) 小叶榕各部位冷岛强度绝对值基本上在3.0°C以上, 其中前部最强能达到?5.19°C, 顶部能达到?3.57°C; 2) 早上, 东侧(前部和右部)的叶片蒸散发率先升高, 正午顶部蒸散发达最强, 西边(左部, 后部)的叶片蒸散发较晚达到峰值, 夜间各部位的蒸腾量非常微弱, 不超过0.05 mm/h; 3) 城市乔木整体的冷岛效应强度与其蒸散发的相关系数为0.70, 显著性低于0.01, 蒸散发每升高1 mm/h, 整树可降低 3.56°C, 顶部的蒸散发对顶部的冷岛效应贡献最明显(Spearman 相关系数为?0.61), 顶部、前部和右部的蒸散发对整树的冷岛效应贡献最大(相关系数绝对值均大于0.60), 各部位蒸散发对整树冷岛效应贡献顺序为前部>顶部>右部>左部>后部>底部, 即东侧和顶部>西侧>底部。     

UPLC-QQQMS测定咳特灵中小叶榕干浸膏12种成分

本文建立了超高效液相-串联四极杆质谱多反应监测模式法,同时测定小叶榕干浸膏12种成分的含量。小叶榕干浸膏提取物用体积分数为10%的乙腈溶液超声提取,提取液用安捷伦ZORBAX HSS T3色谱柱(2.1mm×100mm,1.8μm)分离,甲醇-0.1%甲酸(体积比)梯度洗脱,电喷雾电离源多反应模式监测。所建立的方法对小叶榕干浸膏12种成分的定量限均小于1.694μg/L,在定量范围内离子的色谱面积与成分质量浓度呈线性关系,相关系数均大于0.99,加样回收率为82.2%~109.5%,日内及日间精密度RSD分别为1.0%~6.0%和1.5%~5.1%。检测结果表明小叶榕干浸膏中黄酮类化合物异牡荆素、荭草素、异荭草素、芦丁含量均较高,酚类化合物奎宁酸、没食子酸含量较高。该法为进一步研究和修订咳特灵制剂的质量标准提供了科学依据。     

微波消解-ICP-OES法测定小叶榕药材中微量元素

【目的】建立一种小叶榕（Ficus microcarpa）药材中微量元素的测定方法。【方法】采用微波消解样品,电感耦合等离子体质谱法（ICP-OES）测定小叶榕药材中12种微量元素的含量。【结果】电感耦合等离子体质谱法测定药材中微量元素的含量线性好、操作简便、快速准确、灵敏度高。小叶榕药材中含量丰富的微量元素,从高到低依次为Mg、Fe、A1、Mn、Zn等。【结论】建立了微波消解-ICP-OES测定小叶榕药材中多种微量元素的分析方法。     

厚荚相思石山地区造林试验初报

选用厚荚相思(Acacia crassicarpa)、台湾相思(Acacia confusa)和小叶榕(Ficus microcarpa)3个树种在崇左市石山地区进行造林试验,3年后调查分析造林绿化效果.结果表明,树高、地径和冠幅的净生长量,厚荚相思分别达到4.4m、7.1cm和2.8m,分别为台湾相思的2.0倍、2.4倍和1.6倍,为小叶榕的6.3倍、2.6倍和3.1倍.厚荚相思的石山造林绿化效果极显著地优于台湾相思和小叶榕.而且厚荚相思林下植被总盖度、枯落物等生态环境比后两种优良.厚荚相思是崇左市石山地区人工造林绿化的优良先锋树种.     

模拟林窗光照条件对南亚热带雨林土壤种子库幼苗萌发的影响

2002～2003年研究了模拟林窗光照条件对福建南靖和溪南亚热带雨林土壤种子库幼苗萌发的影响.结果显示:和溪南亚热带雨林土壤种子库萌发的乔灌木及木质藤本幼苗的种类有43种,其优势成分香楠(Randia canthioides)、三叉苦(Euodia lepta)、山油麻(Trema dielsiana)、山黄麻(Trema orientalis)、楤木(Aralia chinensis)等为先锋物种,杜茎山(Maesa japonica)为林下植物,榕属植物(Ficus)生态位较独特.在数量上,春季最高(1 391株/m2),秋季次之(1 116株/m2),夏季(940株/m2)和冬季(930株/m2)最低;在垂直分布上,土壤种子库0～2 cm与2～5 cm两个层次在种类组成上是一致的,对于同个物种一般上层数量明显高于下层;在出苗顺序上,各物种在不同季节的出苗顺序基本一致,白楸(Mallotuspaniculatus)、三叉苦、山黄麻、盐肤木(Rhus chinensis)、山乌桕(Sapium discolor)、楤木等植物一般在萌发实验开始的早期出苗,香楠、笔管榕(Ficus virens)、凸脉榕(Ficus nervosa)、山油麻、黄毛榕(Ficus fulva)、玉叶金花(Psychotriapubescens)、野牡丹(Melastoma candidum)等在中期和晚期出苗,杜茎山、拟赤杨(Alniphyllum fortunei)、雅榕(Ficus concinna)、红栲(Castanopsis hystrix)等一般在萌发实验晚期出苗.     

南宁市4种绿化树种的滞尘效益评估

【目的】研究常见道路绿化植物的滞尘能力和对粉尘污染的抗性能力,并对植物滞尘效益进行评价。【方法】选取南宁市4种常见行道绿化树种:扁桃(Mangifera persiciformis)、鱼尾葵(Caryota ochlandra),朱槿(Hibiscus rosa-sinensis)、黄金榕(Ficus microcarpa),在南宁市交通繁忙区、建筑工地、工业密集区和相对清洁的对照区对树种叶片的滞尘能力进行测定,选择植物的叶绿素含量变化、净光合速率、蒸腾速率3个光合生理指标分析其抗性。【结果】鱼尾葵的滞尘能力在交通繁忙区和建筑污染区中最强,黄金榕在各污染区中受到的影响相对较小。工业污染区中黄金榕的滞尘能力最高;交通繁忙区中,鱼尾葵的净光合速率和蒸腾速率受影响较大,朱槿的叶绿素含量下降率最高;在建筑污染区和工业污染区,扁桃受到滞尘的影响较大。综合评价4种绿化树种的滞尘效益,交通繁忙区和建筑污染区最高为黄金榕,工业污染区最高为朱槿。【结论】同种植物对不同污染源的抗逆性不同,其滞尘能力也不同。通过综合评价,能较为客观地为南宁绿化树种选择和配制提供参考依据。     

基于绿化指标的城市绿地降温效应研究进展

城市化使城市下垫面属性改变,人工表面取代自然地表,导致室外热环境恶化,其形成的城市热岛效应引发的异常气候问题严重危害人类的生命健康。研究已证实植被可以通过遮荫和蒸腾等作用产生降温的生态效益,但其产生的生态效益与植被的规模或种类或分布方式等之间的联系仍没有明确量化掌握。目前,通过不同指标对绿地特征进行概括,从而精准量化绿地对室外热环境的调节作用已成为研究重点。对绿地面积、绿化覆盖率、绿地率、乔木覆盖率、三维绿量以及天空可视度六种指标调控室外热环境的研究进行综述：首先分析各绿化指标之间的区别,并分别论述各绿化指标与热环境相关研究,总结各指标在量化降温效应的特点及局限性。之后提出绿化指标互补量化研究方法,从三维空间视角为完善绿量指标研究提出三维绿量体以及三维绿量体与热环境关系研究的相关方式,从而精确地对三维绿量在空间中地具体分布进行表达,更加真实地反映绿地的植被特征。根据以往针对三维绿量的研究提出三维绿量阈值,结合三维绿量的空间分布及树种差异性,挖掘影响绿地降温效应的潜在影响因素,以便更好地量化绿地降温效果,充分发挥城市绿地的生态效益。最后论述绿视率这一新的量化指标在量化绿地降温效应的潜力,以期推动绿视率与热环境相关研究。     

北京市不同下垫面类型对热岛效应及人体舒适度的影响

下垫面的热惯量差异是产生城市热岛效应的直接原因,不同下垫面对热岛的影响也不相同,而热岛效应的存在对人类舒适程度及健康均产生影响.本文主要研究不同下垫面类型对北京市热岛效应的影响,以及基于热岛效应并综合温度、气压、湿度等方面对人体舒适度进行评价.通过对小尺度范围内五类单一性质下垫面对地表温度变化影响以及一定区域内复合类型下垫面对人体舒适度影响进行研究,实验表明:水体、林地、草地、裸地等下垫面对热岛效应有缓解作用,一定程度上提高了人体舒适度.水泥地面、建筑区等硬化下垫面对热岛效应起到加剧作用,降低了人体舒适度.     

1959～2012年夏季珠三角地区高温热浪的时空 分布特征及其城市热岛效应的影响分析

本文采用珠三角地区9个观测站点1959-2012年夏季(6-8月)逐日02h、08h、14h、20h的温度资料研究珠三角地区夏季高温热浪天气日数和强度的时空分布特征,以及暖夜日数的历年变化趋势,并分析了2000-2012年夏季广州市城市热岛效应对高温热浪天气的影响。研究表明：1)珠三角地区高温热浪日数及强度的时空分布特征相似,空间分布上呈从北向南递减趋势,时间分布上20世纪60年代到80年代呈减少趋势,80年代开始呈增加趋势,21世纪之后大幅增加,并在2007年达到峰值;2)珠三角地区暖夜日数呈增加趋势,且高值区分布与高温热浪日数和强度的分布相似,均发生在90年代末以后;3)1980-2012年夏季广州站各项要素的增加速度均为最快,说明城市热岛效应对广州市区的高温热浪(暖夜)的强度和持续时间均有增强作用;4)2000-2012年夏季广州市6次高温热浪过程中,城区的暖夜日数占总日数的78.6%,郊区的暖夜日数占总日数的14.2%,说明城市热岛效应对城区高温热浪期间夜间温度的影响比白天更为突出。     

基于遥感技术北方城市热岛效应变化定量识别

以城市人口迅速增长和城市用地迅速扩张为显著特征,随着城市化进程快速推进,城市热岛效应也愈 加显著。为快速提取城市地表温度信息,以探究城市热岛效应的时空分布,基于中等分辨率常规易得的 2000-2018时段内Landsat 影像热红外波段的辐射信息,定位于热岛效应显著的北方典型城市长春市,采用单 窗算法,分别对不同年份的影像进行地表温度计算,并生成长春市地表温度专题图。以此为基础,结合相应 时段内的地面观测温度数据识别长春市热岛效应时空变化,探究典型区内热岛效应强度变化规律和影响因 素。结果表明,研究时段内长春市热岛效应的时序变化特征表现为夜晚较白天强,秋冬较春夏强; 空间变化 表现出明显的空间差异性,但整体上为温度高值区增加; 土地类型的热岛效应强弱关系: 建筑用地＞ 绿地＞ 林地＞ 水体。     

高密度城区公园降温效应与模拟预测研究——以天津中心城区为例

在当前快速城镇化背景下,大量城镇人口导致各大城市人口密度不断增加,高密度的城区热岛现象开始加剧。公园绿地作为城市生态系统的重要组成部分,在缓解热岛方面具有重要作用。本研究以天津中心城区8处较大的公园绿地为实证对象,基于2013年Landsat8 ETM＋影像,通过单窗算法分析其降温效应。研究表明：公园面积及植被覆盖度是热岛效应最重要的影响因子,水体比例也在很大程度上影响着地表温度;各公园的最大降温强度和降温距离差异较大,降温强度温差约2．72℃,降温距离相差195 m;城区面积较大的公园降温效应更明显,水体比例高于30％或植被覆盖度高于10的公园降温效应较理想;并在研究结论的基础上构建了公园的降温效应模型。研究成果为天津中心城区及类似高密度城区的公园绿地规划提供了有效技术支撑。     

基于ENVI-met绿化形式对夏季微气候及热舒适影响的研究：以桂林市为例

为研究夏季绿化形式对对滨湖步道微气候的影响,以桂林市两江四湖景区榕湖步道为例,结合现场测试和ENVI-met数值模拟方法,分析绿化形式对滨湖步道微气候的响应规律,并利用正交设计试验得出步道高宽比、植物排布形式和乔木冠层尺寸对微气候的贡献度关系,并提出最优绿化设计方案。结果表明：步道高宽比越大,降温效果越好,减湿效果越弱;两侧复合式绿化排布降温效果最优,两行开敞型绿化排布减湿效果最优;乔木冠层尺寸越小,降温效果越好;植物排布形式对湖泊中心的通用热气候指标UTCI（Universal Thermal Climate Index）变化的影响较大。通过非线性拟合和正交试验可知对空气温度和平均辐射温度贡献度关系为植物排布形式>步道高宽比>乔木冠层尺寸,且当步道高宽比为1.0,植物排布形式为两侧复合式绿化,乔木冠层尺寸为9 m时,滨湖步道微气候最优,符合人体热舒适标准,为城市绿化规划设计提供科学依据。