固沙植物竞争共存模型的探讨

在无灌溉的生态系统中,水分是限制植物生长的主要因素.因此,我们利用生态位适宜度理论,建立了宁夏沙坡头人工植被防护林固沙植物油蒿和柠条的水分生态位适宜度模型.建立两种基于水分利用的Lotka-Volterra相互竞争模型,并利用这些模型对两种植物水分利用的动态变化进行模拟研究,结果比较满意.通过对沙坡头人工植被防护林水分平衡试验场植物配置格局试验数据的分析,以及参考有关文献,建立了宁夏沙坡头油蒿、柠条间相互竞争的模型.     

固沙植物油蒿、柠条水分竞争模型的稳定性分析

以沙坡头人工固沙植物油蒿和柠条为研究对象，针对水分是沙坡头植物生长的限制因子的现实，对混播油蒿、柠条种间竞争模型平衡点的稳定性进行了分析，对于优化防护林的布置格局，建立相对稳定的防风固沙人工群落，具有现实意义；对充分有效地利用水资源，合理规划设计防护林，稳定人工系统提供科学依据，在理论与实践上具有重要意义。     

退化草地恢复过程中不同种植密度人工柠条灌丛对植被的影响

本文以宁夏东部干旱风沙区不同种植密度柠条灌丛草地为研究对象，系统研究了柠条灌丛草地恢复过程中植物群落的动态变化特征，比较了不同种植密度的人工柠条灌丛对退化草地植被恢复的影响．本研究在试验区共采集到种子植物32科77属83种，不同种植密度柠条灌丛草地中，植物物种数、群落盖度、群落物种多样性指数、生态优势度指数等变化趋势基本为：10m带距柠条灌丛〉6m带距柠条灌丛〉4m带距柠每灌丛．     

植被水分遥感监测模型的研究

植被水分含量的遥感测定对农、林业和水文研究具有重要的意义，对于植被干旱评估也十分重要．研究表明，在叶片尺度上建立400-2500nm的反射率数据与表征叶水分含量的参数，如EWT（等价水厚度）与FMC（叶片相对水分含量）之间存在紧密的相关关系；在冠层水平上，植被水分与光谱指数存在很好的相关关系．归一化水分指数（NDWI）（R860-R1240）／（R860＋R1240）等能较好地反演植被冠层的水分含量．同时，本文对辐射传输模型及其与植被水分指数结合对植被水分反演的应用也进行了讨论；从利用高光谱站台辐射传输模型（如PROSPECT等）进行植被水分反演的角度，对植被水分监测进行评述．最后对利用多角度和偏振光技术定量反演植被水分和临测旱情的研究提出展望。     

沙坡头地区不同植被结构对沙地土壤水分的影响

本文利用沙坡头地区人工植被结构的调查结果及与其对应的土壤水分观测数据,分析了不同植被结构对地表水分的影响.结果表明流沙区土壤水分的变化是由浅层至深层逐渐增加,植被区土壤水分由上至下递减明显,并且人工植被区沙层水分随着植被建立时间的延长而线性减少.该地区草本植物对10cm一20em层的土壤含水量影响较大,灌木主要影响20cm一40cm层的土壤含水量.其中雾冰藜和油蒿对地表水分影响较大.对雾冰藜、油蒿、花棒和小画眉草来说,其密度与土壤含水量呈负相关.     

植物水分生长函数与其生态环境耗水量的关系

干旱地区植物的生态和环境耗水量问题影响该地区生态恢复标准和农业用水规划依据的确定.以桶栽黄花蒿在不同水分处理下的生长试验为基础,通过分析其生长状态与耗水量之间的关系,建立了黄花蒿水分生长函数,对水分生长函数进行分析发现,其基本符合Logistic函数.分析了植物生长状态对生态和环境的不同影响效果,结合植物水分生长函数和植物生长状态对生态和环境的影响规律,揭示了植物生态和环境耗水量的关系.试验表明,植物生长状态越好,它对生态和环境的作用越有利,同时,其耗水也越多.研究结果为科学确定植被生态和环境耗水量提供了帮助.     

播种方式对紫花苜蓿＋无芒雀麦人工草地土壤剖面养分分布的影响

采用田间调查取样和室内分析相结合的方法,2007年在内蒙古民族大学农学院试验农场以2年生单播紫花苜蓿、单播无芒雀麦、隔行混播和同行混播人工草地为研究对象,采用分层取样法研究了不同播种方式对土壤理化性质的影响,结果表明：在牧草生长期间单播无芒雀麦草地土壤容重最小,紫花苜蓿草地土壤容重最大;单播无芒雀麦、隔行混播和同行混播草地0～20cm土层有机质含量大于单播紫花苜蓿草地,20～30cm不显著,30～40cm单播紫花苜蓿草地显著增加,分别是隔行混播草地、同行混播和单播无芒雀麦草地的1.11、1.72和1.94倍;速效N单播无芒雀麦草地最低,速效P、速效K单播紫花苜蓿草地最低.     

宁夏荒漠草原猪毛蒿碳同位素组成及与环境因子的关系

以宁夏荒漠草原区广泛分布的草本植物猪毛蒿为研究对象,通过对38个样地190份猪毛蒿同化枝的δ¹³C进行测定,分析猪毛蒿同化枝稳定碳同位素组成的变化特征及其与环境(经度、纬度、海拔和土壤体积含水率)、生境(土壤类型、地形类型、放牧干扰和群落类型)之间的关系.结果表明,猪毛蒿同化枝δ¹³C值为-25.10‰～-29.76‰,平均值为-27.79‰,表明猪毛蒿属于C3光合途径的植物;猪毛蒿同化枝的δ¹³C值存在空间差异.经纬度、海拔以及土壤水分对猪毛蒿同化枝δ¹³C值的影响不明显(P>0.05).猪毛蒿同化枝δ¹³C值在不同生境条件下存在差异:灰钙土生境下高于风沙土及风化基岩残积土;坡上的高于平地、坡中及坡底;放牧干扰低于未放牧条件(P<0.05);有柠条的生境高于无柠条生境.     

毛乌素沙地南缘4种灌木生长季水分利用来源分析

为提升毛乌素沙地防风固沙植被体系的稳定性,利用氢氧稳定同位素法,对不同类型(油蒿、羊柴、紫穗槐、沙地柏)固沙灌木生长季潜在水分来源及水分利用特征进行研究。结果表明:(1)不同类型固沙植被恢复区土壤水分含量具有较大差异,生长旺季显著高于其他两时期。在生长季初期和生长旺季,土壤水分含量随土层深度的增加表现出先增加后减少的趋势,而生长季末期土壤含水量随着土层的增加变化不明显或有所减少;(2)不同类型固沙植被恢复区土壤水和植物样中δD值差异明显,表层土壤水中δD值较集中,而深层土壤水中其含量之间差异比较大;(3)植物水分利用来源和比例的分析表明,油蒿生长季水分利用来源比较均匀,在生长旺盛期偏重于利用浅表层土壤水;紫穗槐和沙地柏主要利用深层土壤水;羊柴对深层和浅层土壤水分均有利用。为避免固沙植物水分利用之间发生竞争,紫穗槐和沙地柏不宜混合搭配,而油蒿和上述两个植物之间可以考虑进行混合搭配。     

人工柠条灌丛下草地土壤养分动态特征的研究

本文以宁夏东部干旱风沙区不同种植年限及种植密度柠条灌丛草地为研究对象，系统研究了土壤养分时空动态变化特征．从柠条灌丛种植年限来看，20cm土层以下土壤有机质、水解N、速效P、速效K等含量，均为6a生柠条灌丛草地高于11a生和17a生柠条灌丛草地；从柠条灌丛的种植密度分析，土壤养分含量均为10m带距的大于4m和6m带距，适合柠条灌丛草地植物的生长．     

基于模糊综合评价法的林区公路生态环境影响分析

应用模糊综合评价法分析林区公路建设对生态环境的影响.按照科学性、客观性、可操作原则选取水土流失、植物、土壤、动物、水环境等5个影响因素建立林区公路建设对生态环境影响的因素集,采用九标度法确定各影响因素的权重.结合福建省某林区公路的实际情况对林区公路建设对生态环境的影响进行综合评价,评价结果可作为林区公路建设方案可行性论证的重要参考依据.研究结果表明,将模糊综合评价法应用到林区公路生态环境影响评价中是一种科学、简单易行的方法.     

递推人工蜂群的模糊划分熵多阈值分割算法

针对图像分割中模糊划分熵算法在多阈值选取时存在的效率低、计算重复的问题,提出了一种递推人工蜂群的模糊划分熵多阈值分割算法(RAFPEA).首先选择附加边界条件及灰度权重的隶属函数来构建图像的模糊熵模型,并将该模型中不同变量的组合计算转化为递推过程,进而保存此过程中不重复的瞬间递推值,然后引入人工蜂群算法,利用预存的递推结果来计算蜂群寻优时的个体适应度值,从而减少重复计算,达到快速寻优的目的.实验结果表明:RAFPEA的均一度与精确的穷举模糊划分熵法相同,但运行时间仅为穷举、遗传的模糊划分熵算法的5％;随着阈值数量的增加,运行时间稳定不变,在确保精度的前提下,可高效地对图像进行多阈值分割.     

沙坡头人工植被防护体系防风固沙功能价值评价

本文将沙坡头人工固沙植被防护体系防风固沙功能机制分为枝柴栅栏、草方格沙障和人工植被三部分,评价了该体系防风固沙功能价值.结果表明：沙坡头人工固沙植被生态系统每年拦截流沙物质量为2.79×10^8m^3,其中枝柴栅栏拦截1.76×103m^3,草方格沙障拦截8.5×10^5m^3,人工固沙植被拦截2.78×10^8m^3.利用机会成本法算出由此而产生的经济价值是5.93×10^8元.本文的研究结果对进一步准确评估沙坡头防护体系服务功能有一定的参考价值.     

鄂尔多斯地区两种不同林地苔藓植物的分布特性研究

通过对鄂尔多斯地区皇甫川人工治理区人工栽培林地和阿贵庙自然保护区自然林地两种不同生境类型下苔藓植物种类和分布特性的比较研究,结果表明:阿贵庙自然林地共有苔藓植物76种,分属于15科,33属,皇甫川人工林地共有苔藓植物41种,分属于7科,17属,阿贵庙自然林地苔藓植物的物种多样性明显高于人工林地。生态型分析表明,阿贵庙苔藓植物的湿生类型占53.26%,中生类型占11.59%,中旱生类型占27.54%,旱生类型占7.25%,而皇甫川人工林地苔藓植物的湿生类型占38.46%,中生类型占23.08%,中旱生类型占23.08%,旱生类型占15.38%。由此可见,水分条件是制约苔藓植物种类和分布的主要生态因子。在阿贵庙自然林地阴湿生境中发现一个中国新记录属,灰藓科的齿灰藓属PodperaeaIwats.et Gline,三个中国新记录种齿灰藓Podpe-raea krylorii(Podp)Iwats.et Gline、矮木灵藓Orthostrichum pumilumSw.、缺齿墙藓Tortula randii(Kenn.)Zand.,一个内蒙古新记录种狭叶墙藓(新拟名)Tortula cernuas(Hb.)B.S.G.。阿贵庙自然林地苔藓植物高的物种多样性与其环境湿度和土壤含水量以及由此形成的多样的小生境和可利用的基质特性密切相关,同时维管植物的种类和分布也影响苔藓植物的生长和分布模式,其创造的微生境为苔藓植物的定居提供了避难所,但维管植物产生的地被物(枯枝、落叶)又抑制了苔藓植物在其下的分布。此外苔藓植物的分布还与构成群落结构的要素有关,这些结构要素包括维管植物群落的层片结构,郁闭度、盖度、种类组成和分布格局。     

Review of the ecohydrological processes and feedback mechanisms controlling sand-binding vegetation systems in sandy desert regions of China

Soil water is the key abiotic limiting factor in desert areas and hydrological processes determine the vegetation composition, patterns and processes in desert regions. The hydrological processes can be altered by vegetation succession. In this paper, we review the major advances in ecohydrological research and their potential impact on plant-water relations in revegetated desert communities. The major advances in ecohydrological research over the past 50 years in desert areas were analyzed using a case study that investigated the long-term ecosystem effects of sand-binding vegetation in the Tengger Desert. Key challenges and opportunities for ecohydrology research in the future are also discussed in the context of the major scientific issues affecting sand binding vegetation.     

结合植被覆盖度指数的土地覆盖分类方法研究

基于Landsat 8 OLI反射率数据,结合定量遥感反演植被覆盖度（fractional vegetation cover, FVC）提取的植被物候特征数据,对比了神经网络、支持向量机和随机森林3种土地覆盖分类方法．结果表明:随机森林分类方法具有较好的结果,反射率结合植被特征数据的分类方法的总体精度为85.52%,Kappa系数为0.8212,比仅用反射率的土地覆盖分类总体精度提高了3.45百分点,Kappa系数提高0.0429;植被覆盖度提取的植被特征数据能有效改善耕地、草地和裸地的制图精度和用户精度,对林地与水体的用户精度分别提高了7.79百分点与1.81百分点,灌木与人造地表的制图精度分别提升了7.69百分点与0.59百分点．整体来看,结合植被覆盖度及其派生植被特征进行土地覆盖信息的提取,在简单易行的同时,为提高分类精度提供了有效支持．      

刀具状态的ANN—模糊识别

提出了利用人工神经网络（ＡＮＮ）及模糊识别理论融合多监控参数进行刀具状态识别的方法．该方法首先对各监控参数按刀具不同状态的敏感性进行分组,并利用多个ＡＮＮ子网络建立各组参数与刀具状态的模糊隶属度关系,然后利用模糊决策法对各ＡＮＮ子网络确定的刀具状态模糊隶属度进行综合评判并按最大隶属度判定刀具状态．该方法不仅具有ＡＮＮ的并行运算特点,而且具有模糊综合评判的容错性,从而提高状态识别的实时性和正确率．结合功率信号的多个特征对大量实验数据的测试表明,该方法可将ＡＮＮ的识别正确率从平均８８％提高到９５％．     

土壤水分植被承载力初步研究

土壤水分植被承载力是干旱、半干旱和半湿润易旱地区土壤水分与植物生长关系调控、合理利用水土资源和林草植被的核心科学问题之一。定位研究密度与植物生长、土壤水分补给和消耗的关系是确定土壤水分植被承载力的实验基础。我们以黄土高原半干旱区16年生人工柠条林为例,进行了实验研究,实验密度包括8700、7100、5100、3200、1600丛/hm2。研究结果如下:土壤水分植被承载力为土壤水分承载植物的最大负荷,它是指在较长时期和特定条件下,土壤水分所能维持相应植物群落健康生长的最大密度;多年生柠条根系虽然可分布到500cm以下土层,但是大部分根量分布在0～150cm土层,根系随深度分布可用指数方程描述;降水最大入渗深度为170～270cm。柠条主要吸收利用0～270cm土层的土壤水分;一年内植物生长与土壤水分的关系可分为4个阶段;柠条密度与生产力或土壤水分补给量为线形关系,与土壤水分消耗量为二次抛物线关系,研究区柠条林地土壤水分承载力为8115丛/hm2,柠条林合理利用方向为保持水土和改善环境质量。     

噪声大数据的MapReduce高度随机模糊森林算法

为解决日趋增长的噪声大数据分类问题,提出了一种高度随机模糊森林算法.该算法在决策树学习中生成连续属性的模糊分区,并给出在MapReduce框架中所提算法的分布式实现,用于受属性噪声污染的大数据集中学习模糊决策树的集合,该分布式实现模型可以适应计算的有效分配策略,从而产生良好的可扩展性数据,这种分布式算法使得模糊随机森林能够处理大数据集的学习和分类.高度随机模糊森林算法能够实现噪声大数据的高精度分类,为以后的大数据分析打下良好的基础.实验结果表明,所提算法比现有算法准确率更高,在属性噪声情况下,该文分类准确率也高于随机森林算法,说明该文算法的可行性和有效性.     

福建武夷山自然保护区森林碳储量遥感 估测方法与空间分析

以福建省武夷山国家级自然保护区为研究对象,以2003年24块固定样地数据、同年Landsat TM遥感数据为主要信息源,分别采用多元线性回归、K最邻近分类算法、人工神经网络、土地覆盖分类4种方法,对研究区域2003年的碳储量进行遥感估测。在此基础上,对森林碳密度进行地理加权回归及空间格局分析。研究表明:在4个模型中,人工神经网络的相关系数最高,标准误差、平均相对误差最低,预测精度最高; 研究区不同功能分区碳密度差别不大,森林平均碳密度为52.40 t/hm²,碳储量为278.542 3万t; 森林碳密度与所处位置的海拔、坡向负相关,与坡度、林地土壤水文状况、植物生长状况正相关; 随着海拔的降低和人为干扰活动的增强,核心区、缓冲区、实验区森林碳密度的空间聚集性减弱,破碎化趋势增强。