氮添加对不同坡度退化高寒草地植被恢复的影响

为了研究氮素添加对不同坡度退化高寒草地植被恢复的影响,对青海省三江源区果洛藏族自治州不同坡度(7°缓坡25°,陡坡25°)的退化高寒草地进行氮添加试验,以探讨外源氮添加技术在不同坡度退化高寒草地植被恢复中的适宜性。结果表明:氮添加能提高植被地上生物量、植被高度、多度、总盖度以及物种分盖度之和,氮添加与坡度间的交互作用能显著改变植被地上生物量和平均高度(P0.05);坡度间植被特征存在显著差异(P0.05),氮添加可促进禾草类物种优势度更低的缓坡地的植被恢复,而对禾草类物种相对重要值更高的陡坡地没有显著影响。在退化高寒草地的恢复中,外源氮添加的促进效应依赖于坡度,更适宜于缓坡退化高寒草地的植被恢复。     

基于3S技术的玛曲县草地植被覆盖度变化及其驱动力

利用GIS空间统计分析、多元统计分析方法和改进的遥感二分像元估算模型估算了玛曲县高寒草地植被覆盖度。结果显示:玛曲县2000,2002,2004,2006,2008年的平均植被覆盖度依次为66.17%,56.41%,57.34%,77.38%,58.93%。玛曲县高寒草地植被覆盖度总体呈下降趋势,优等植被的退化比较严重。草地植被的演变情况主要由优等植被覆盖向劣等植被覆盖演变,进一步证实了玛曲县草地呈退化趋势。并对导致玛曲县高寒草地植被覆盖度变化的因素进行PCA分析,结果显示人为因素是导致玛曲县植被覆盖度变化的主要因素,进一步说明人类活动对玛曲高寒草地生态环境变化影响巨大。     

青藏高原植被退化背景下土壤质量评价方法研究

在青藏高原西大滩至安多地区,根据植被退化的不同程度采集了154个土壤样品.通过主成分分析法确定了影响青藏高原多年冻土区高寒草地植被退化背景下土壤质量的最小数据集:碱解氮、盐分、全磷和有机质.根据影响土壤质量的最小数据集对青藏高原多年冻土区高寒草地土壤质量进行了评价,得出了植被退化下的土壤质量指数(SQI).结果表明,随着植被盖度的增加, SQI呈增加趋势,即植被盖度30%时, SQI平均值为0.300～0.442;植被盖度30%～50%时, SQI平均值为0.308～0.457;植被盖度50%～70%时, SQI平均值为0.328～0.491;植被盖度70%时, SQI平均值为0.327～0.532.分别采用线性与非线性得分函数计算得到不同的SQI,通过线性回归分析发现,基于最小数据集的SQI可以较详尽地表达出植被退化背景下土壤的质量变化,相较于SQI_(L-A)、SQI_(L-WA)、SQI_(N-A)方法,基于最小数据集的非线性加权SQI_(N-WA)能够对青藏高原多年冻土区高寒草地植被退化影响下的土壤做出更准确地评价(R~2=0.686 4).     

退化高寒草甸主要物种花与叶片的光谱识别方法

近年来,青藏高原高寒草甸呈现不同程度的退化趋势,研究草地植物光谱特征识别方法对退化草甸遥感调查与监测具有重要意义.该文基于青海省祁连县青阳沟典型区主要植物花和叶片的实测光谱,综合采用Kruskal-Wallis检验、分类与回归树算法CART和J-M距离算法提取退化高寒草甸主要物种花和叶片的最优光谱识别波段,分析层次降维...     

青海河南高寒草地生态系统健康评价

以青海省河南县高寒草地为研究区域,从"植被状况-土壤状况-干扰状况-生态系统价值"4个方面的17个指标构建高寒草地生态系统健康评价体系(目标层A、准则层B、因子层C).利用层次分析法确定评价体系中各指标权重,最后利用综合指数法进行高寒草地生态系统健康评价.结果表明:准则层中植被和土壤状况所占权重较大,分别为0.453 4和0.298 4,在高寒草地生态系统健康评价体系中占有主要地位,其中,因子层土壤有机质、地上生物量和植被盖度权重较大,分别为0.168 2,0.164 9,0.164 9,对高寒草地生态系统健康影响显著,虫口密度、土壤碳储能力和牧草生产对草地生态系统健康影响较小,其权重分别为0.007 5,0.010 5,0.010 5.青海河南高寒草地生态系统健康状况评价较好,除样地7外皆属于健康之列.但样地3和样地5评分较低,偏向恶化.应在草地处于初级退化阶段时,积极采取保护措施.     

青藏高原沼泽及高寒草甸生长期内CO2排放

采用静态箱-便携式红外色谱法对青藏高原风火山地区沼泽草甸和高寒草甸两类生态系统CO2排放通量进行了研究.结果表明:生长期内两类生态系统之间及同一生态系统内部不同的退化程度之间CO2排放通量均存在较大差异.其中:未退化沼泽草甸较高寒草甸CO2的排放通量同比高出65.1%～80.3%;中度退化沼泽草甸较高寒草甸CO2的排放通量同比高出22.1%～67.5%;然而,严重退化的高寒草甸比沼泽草甸CO2的排放通量反而高出14.3%～29.5%.对于同类型高寒草地,未退化沼泽草甸CO2的排放通量分别是中度退化和严重退化的1.12～1.69倍和1.41～3.86倍;严重退化高寒草甸CO2的排放通量分别是未退化和中度退化的1.11～1.78倍和1.04～1.79倍.     

不同退化程度高寒草地土壤有机碳分布特征

在青海省三江源区选择了甘德县青珍乡高寒草甸和玛多县花石峡镇高寒草原典型样区,各划分5种不同退化程度样地(未退化、轻度退化、中度退化、重度退化和极度退化),分层采集0~10,10~20和20~30 cm不同深度土层样品,分析土壤有机碳含量。结果表明:研究区内高寒草地土壤表土有机碳含量及有机碳密度均随退化程度的加剧和土层的加深呈显著下降,各退化程度间均差异极显著(P0.01)。与原生植被相比,轻度退化、中度退化、重度退化和极度退化下0~30 cm土层有机碳含量在青珍样地分别平均降低了21.7%,38.8%,67.4%和79.6%,花石峡样地分别平均降低了19.4%,44.4%,67.0%和79.7%。表层土壤有机碳及有机碳密度在生态系统退化下变化剧烈,不同土层不同退化程度高寒草甸土壤有机碳含量及有机碳密度均高于高寒草原草地,估计退化下土壤有机碳密度平均下降了16 t/hm2,累积退化下表土有机碳损失可能在12 Pg以上。     

科尔沁退化草地改良的工程措施及效果

针对草地退化的实际问题,以科尔沁乌兰敖都退化草地为例,采用围栏封育、深翻松土、补播豆科牧草等工程措施对该退化草地进行工程改良,并评价改良措施对土壤性质及草地植被生物多样性的影响.重度退化草地土壤有机碳和全氮含量较低且随土层深度增加而明显降低,土壤pH增高,10～30cm土层深度可溶性盐积累;与重度草地相比,退化改良3年草地土壤有机碳和全氮含量显著提高(P＜0.01),土壤pH降低,其中10～30cm深度土层的差异达到显著水平(P＜0.05);10～30cm深度电导率呈现出降低的趋势.经过改良,可以缓解土壤盐碱化,提高土壤肥力及物种多样性,达到提高草地质量、改善生态环境的效果.     

FP-growth算法的一种改进

频繁项目集挖掘是多种数据挖掘应用研究的一个重要方面，频繁项目集的快速挖掘算法研究是当前研究的热点，传统Apriori及其改进算法，要多遍扫描数据库并产生大量的候选项目集，针对Apriori算法的缺陷，Han JW(韩家炜)提出FP-growth算法，该算法仅须扫描数据库两遍且无须生成候选项目集，避免了产生“知识的组合爆炸”，提高了频繁项目集的挖掘效率，但FP-growth算法是通过逐步生成条件模式基和条件频繁模式树来挖掘频繁项目集，因而影响了频繁项目集的挖掘效率，为此，在引入F-矩阵概念之后，提出了FP-growth的一种改进算法—IFP-growth，并对改进算法的性能进行了测试，实验结果表明，IFP-growth算法优于FP-growth。     

土地利用变化对高寒草甸植物群落结构及物种多样性的影响

以原生高寒嵩草草甸封育系统为对照,研究了不同土地利用对植物群落结构和物种多样性的影响,检验了不同人工重建措施对植被的相对影响程度.研究结果表明:高寒嵩草草甸草地退化导致植被稀疏、覆盖度下降、群落物种组成减少、群落中各功能群的比例发生变化、物种多样性降低.退化草地封育自然恢复7年后,恢复最快的是一年生杂草,其次是禾草类;重度退化草地改建成人工草地7年后,禾本科植物仍然是群落中的优势类群,但原生植被中的优势功能群--莎草类在任何人工草地中没有出现;经相关分析表明,物种多样性指数与均匀度指数呈极显著正相关(P＜0.01),与物种丰富度呈显著正相关(P＜0.05).不同土地利用条件下,各群落之间种相似性系数的变化表明,退化草地经过多年的封育,或经松耙补播后逐步向原生植被方向演替;人工草地逐步向退化演替方向发展.     

不同退化演替阶段高寒草甸表层土壤持水特性的初步研究

以三江源区高寒草甸为研究对象,利用空间分布代替时间演替的方法,选取轻度退化(Lightly degraded grassland,LG)、中度退化(Moderately degraded grassland,MG)和重度退化(Heavily degraded grassland,HG)高山嵩草草甸(Kobresia pygmea meadow)样地,研究了不同退化演替阶段土壤持水能力和渗透性.结果表明,土壤总空隙度、非毛管孔隙度、毛管孔隙度呈现下降趋势,最低值出现在HG阶段,分别为42.03%,11.76%和30.27%;随着高寒草甸退化加剧,HG测定土层土壤总库容、土壤滞留库容、土壤吸持库容均呈现下降趋势,水分入渗速率变化范围从29.99 mm·min~(-1)减少到了3.48 mm·min~(-1),说明重度退化阶段土壤水分入渗速率极强,而土壤的保水能力却最弱;相关分析表明,土壤持水量指标与土壤容重呈极显著负相关(P0.01),和入渗速率显著负相关(P0.05),与孔隙度成显著正相关关系(P0.05),土壤容重和孔隙度显著负相关(P0.05),说明严重退化草地因过度放牧,土壤压实程度较大,从而导致孔隙度较小,进而影响草地持水能力.在自然状况下,轻度退化草甸0～8 cm土壤最大持水量最高为512.16 t/hm~2,重度退化0～8 cm土壤最大持水量最低为336.24 t/hm~2,按照重度退化草甸1.8×10~6hm~2粗略估计,三江源重度退化高寒草甸使草地土壤上层水源涵养量减少了3.16×10~8t.     

三江源地区草地退化对土壤含水量的影响

【目的】研究草地退化对青海三江源地区土壤含水量的影响,为草地生态系统的综合监测与评估提供科学参考。【方法】根据遥感解译数据,得到20世纪70年代以来三江源地区草地退化的时空特征,结合不同土壤类型、不同退化等级下的孔隙度实测数据,利用空间分布替代时间演替的方法得到不同时段土壤饱和含水量的时空变化,分析该区草地退化与土壤饱和含水量的关联程度。【结果】20世纪70年代中后期至2004年,三江源地区草地退化现象持续发生; 2004—2012年,该区草地得到了一定程度的恢复。20世纪70年代中后期至2004年,三江源地区草地土壤饱和含水量减少了45.58亿m³; 2004—2012年,草地土壤饱和含水量减少了1.50亿m³。【结论】尽管草地退化情况略有减轻,但草地土壤饱和含水量表现出持续减少的现象。植被退化是三江源地区土壤退化的直接原因,由其引起土壤理化性状的改变,进而影响土壤持水性。     

牦牛杂交组合试验

为探索适合甘孜藏自治州高寒草地生态环境条件的牦牛与普通牛的杂交组合,1977～1982年在石渠县国营牧场进行了多组合比较试验。一、试验点概况石渠县国营牧场位于川西北草地西北     

基于Ⅱ型广义logistic分布和粒子群优化的退化可靠性建模

广义概率分布能够更加准确地描述性能退化数据的特性,降低奇异点和概率分布选择错误时带来的影响,为此,文中引入Ⅱ型广义logistic分布(Ⅱ-GLD)进行退化可靠性评估.通过加入位置参数和尺度参数对时变退化量建模,根据各时刻分布的分位数和对应试验数据之间的均方误差建立目标函数,结合粒子群优化(PSO)算法实现对目标函数中多个参数的同时估计.运用所提方法对实例进行退化可靠性评估、验证和对比,结果表明:该模型计算得到的退化数据均值和标准差与实际值的相对误差在8%以内,不同失效阈值下的可靠性评估结果与试验数据吻合良好;对比分析表明,与正态分布和威布尔分布相比,Ⅱ-GLD能够有效挖掘退化数据的尾部特性,真实反映产品的初期退化.     

基于潜在变量二元回归模型的多传感器数据融合

针对目前数据融合算法存在的置信度无法获取的问题,提出了一种基于潜在变量二元回归模型(LatentVariable Binary Regression Model)的多传感器数据融合算法。将每个传感器获取的特征值作为多变量回归模型中的相关变量,通过Gibbs抽样得到潜在变量的分布概率,确定多变量回归模型中的表征量作为融合结果,并以潜在变量的分布概率作为融合结果的置信度。基于实地采集的运动目标震动信号进行仿真实验,结果表明该融合方法拥有较好的识别效果,同时能够给出识别结果的置信度。其中错分类的结果具有较低的置信度,可以提醒观测者做进一步的观察。     

基于FP-growth算法与分层线性模型交互的招生数据挖掘

为了进一步提高招生数据挖掘的有效性,将FP-growth算法与分层线性模型相结合,用于高等院校的招生数据挖掘;利用FP-growth算法,通过频繁集的生成与关联规则,从高校历史招生数据中获取置信区间大的关联数据;采用单层和多层线性模型,将学生层面变量与学校层面变量相结合,确定招生数据挖掘有效变量;在分别建立单层线性模型和多层线性模型后,借助多层线性模型软件库,求解模型的系数和显著性检验水平。实例仿真结果表明,通过对比不同变量的系数和显著性检验水平,所提出的模型能够有效分析不同变量对招生录取的影响。     

祁连山南坡不同土地利用类型土壤物理特性及其持水能力研究

用环刀法进行野外采样,并结合室内实验方法,对祁连山南坡高山草原等7种土地利用类型的土壤物理性质、枯落物持水量、土壤持水量进行研究.结果表明,7种土地利用类型的土壤密度均为上层小于下层,不同土地利用类型下的土壤密度由大到小为退化草地、高寒草甸、荒漠草原、高山草地、山地草原、沼泽草甸、湿地.土壤的总孔隙度均为上层大于下层,总孔隙度和土壤的最大持水量由大到小为湿地、山地草原、沼泽草甸、高山草地、荒漠草原、高寒草甸、退化草地.枯落物持水量最大的是湿地(57 t/hm~2),山地草原(35 t/hm~2)次之.自然含水量随土层的加深而减小,整体分布在6%～50%,最大的是沼泽草甸,湿地次之,最小的为荒漠草原.湿地、沼泽草甸、山地草原的土壤物理特性及其水源涵养功能明显好于退化草地、荒漠草原和高寒草甸.除退化草地和荒漠草原物理特性间的相关关系不显著外,其他的都较为显著(P<0.01或P<0.05).     

青藏高原人工草地土壤微物量碳及酶活性动态变化特征

在青海省三江源地区不同高寒人工草地选取人工建植垂穗披碱草、星星草、冷地早熟禾草地为研究对象,探讨不同建植年限(2 a、4 a)人工草地土壤微生物量碳及土壤脲酶、碱性磷酸酶、硝酸还原酶在生长季内(6-9月)的动态变化特征,了解土壤微生物量碳和土壤酶活性之间的相互关系,为人工草地生态系统的管理提供参考依据.结果表明:不同建植年限3种人工草地土壤微生物量碳均呈显著季节变化;同一土壤深度,垂穗披碱草、星星草和冷地早熟禾人工草地的土壤微生物量碳差异显著;同一人工草地、不同酶活性随生长季在一定范围内波动,具有显著的季节变化特征,不同人工草地同一土壤酶活性的季节变化不同;高寒人工草地土壤微生物量碳及其酶活性不仅受土壤温度、土壤水分和气温等的影响,还受牧草种类、建植年限、生长月份及其交互作用的影响;不同人工草地土壤微生物量碳与土壤酶活性呈显著相关关系,不同酶的活性之间也存在显著的相关关系.     

祁连山典型小流域高寒草地生物量估算及空间分布特征

以祁连山八宝河流域为例,实地采集的数据为基础,利用统计分析方法,估算了流域内高寒草甸与高寒草原的生物量,并结合实测的归一化植被指数(NDVIGS)和同期的多光谱遥感影像(NDVILD),建立了流域内高寒草地生物量的估算模型,并对流域内草地生物量进行了估算。研究结果表明:研究区内草地地上平均生物量为216.78g/m2,地下平均生物量为2 985.07g/m2。基于遥感估算高寒草地地上生物量的最优模型为指数函数(n=40,R2=0.731,P0.01),经与实地数据检验,精确度达到72%,模型适合高寒草地地上生物量的估算。基于遥感估算八宝河流域高寒草地地上生物量最高为459.54g/m2,最低生物量为45.12g/m2,地上总生物量为0.198×109 kg。     

松嫩平原西部气候和土地利用变化对蒸散的影响

基于遥感数据,利用陆面能量平衡模型(SEBAL模型)反演了松嫩平原西部2001-2012年生长季16d日序数平均蒸散,分析了不同时期降雨和温度对蒸散的影响以及土地利用相互转化下蒸散的变化规律。结果表明:(1)2001-2012年间,松嫩平原西部生长季温度和降雨呈明显上升趋势,蒸散呈下降趋势;蒸散在日序数尺度上与温度和降雨显著正相关,在年尺度上与降雨显著负相关;非生长季11月至次年3月之间的降水和4月温度的升高有利于增加生长季初期(5月)蒸散量,而春末4月和5月的降水增加会降低生长季盛期(7-8月)的蒸散量。(2)松嫩平原西部不同土地类型多年生长季日均蒸散从高到低依次为:裸地、农田和草地;裸地、农田与草地相互转化主要发生在草地向农田、裸地向草地的转移;草地被人为开垦成农田初期蒸散较低,后期升高接近原生纯农田蒸散;而退耕还草后初期蒸散较高,后期降低且低于原生纯草地蒸散;草地退化为裸地后初期蒸散较低,后期升高接近纯裸地蒸散;而裸地恢复为草地后初期蒸散接近原生纯草地蒸散,后期降低并低于纯草地平均0.2mm/d。(3)气候变化和土地利用变化共同影响蒸散的趋势变化,其中草地受气候和土地利用变化同样程度的影响,而农田和裸地受土地利用变化的影响比气候变化大。