基于MOD09GA产品的草地生物量遥感估算模型

利用忖南州2006-2008年的草地地上生物量外业实测数据和EOS Terra卫星中分辨率成像光谱仪MODIS每日地表反射率产品MOD09GA,提取了年实测点上的7个通道的光谱反射率值,计算了17种植被指数,综合研究了植被指数与生物量之间的相关性及草地地上生物量遥感反演模型,采用植被指数最大合成算法,计算了2005-2007年各旬、月及年最大植被指数及草地地上生物量密度时空变化动态特征.研究表明适宜甘南州草地地上生物量估产的植被指数EVI,其估产模型是乘幂模型(y=13583x<1.6652>,R=0.798),模型平均测产精度达76.72%.甘南州草地地上生物量密度除了2005年在7月上旬达到最大值外,其他年份均在7月下旬达到最大值.从月度变化可以看出,除了2005年温性草甸草原、2006年低平地草甸、2007年暖性草丛的月生物量密度分别在6,9,6月达到最大值外,甘南州不同类型草地基本上在7月达到最大值.2006年和2007年甘南草地地上生物量密度的年变化比较相近,但2005年的草地地上生物量密度与其他两年相比差异较大,且多高于三年的平均值.     

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。     

安徽省草地生物量空间分布特征

利用样方法,2011年9~10月调查了安徽境内21个草地样地的地上和地下生物量。结果表明:地上生物量(含凋落物)变化幅度为75.73~3 729.07 g·m-2,平均值为987.48 g·m-2;地下生物量变化范围是129.88~8 134.18 g·m-2,平均值为2 115.50 g·m-2,不同土层中地下生物量所占的比例随土壤深度增加而减小;总生物量在205.62~10 711.05 g·m-2之间,平均值为3 102.99 g·m-2;地上、地下和总生物量从北向南皆呈增大趋势,表现出明显的空间分布格局,且皖南地区的地上与地下生物量显著高于其他地区(P0.05)。     

新疆草地植被的地上生物量

2004年对新疆地区的草地地上生物量进行了大范围的调查,据此估算了新疆6种主要草地类型的地上生物量密度和总量,并探讨了草地地上生物量与环境因子的关系。结果表明,草原类型中,荒漠草原的地上生物量密度最小 (34.9 g C·m^-2),草甸草原最大 (87.3 g C·m^-2),而典型草原 (53.2 g C·m^-2)和高寒草原 (47.7 g C·m^-2)介于两者之间;草甸类型中,山地草甸 (117.4 g C·m^-2)的地上生物量密度显著高于高寒草甸 (58.1 g C·m^-2)。6种草地的地上生物量总量为14.65 Tg C,约占全国的10%。地上生物量主要集中于高寒草原和高寒草甸,两者占总量的41.7%;其次是典型草原、山地草甸和荒漠草原,分别占19.0%、18.3%和14.6%;草甸草原因分布面积小而使得其地上生物量最小,仅占总量的6.4%。草原和草甸地上生物量的控制因子存在差异：草原地上生物量主要受降水控制,而草甸地上生物量则与温度相关。除受气候影响外,草原地上生物量还与土壤含水率、土壤总氮含量正相关,而草甸地上生物量与土壤含水率、土壤总氮含量均不相关。     

青藏高原围封刈割草地植物群落及土壤养分对施肥的响应

施肥作为改良草地的措施之一,近年来开始在天然草地被广泛应用.本研究通过对青藏高原围封刈割天然草地添加氮、磷、钾肥及氮磷复合肥,研究了不同施肥处理对高寒草地群落结构以及土壤速效养分的影响.结果表明,施肥当年草地群落高度、密度和地上生物量不同程度增加,地上生物量禾本科分配增加,毒草分配降低,施肥改良了草地生长状况.施肥次年禾本科草类所占草地总生物量比例降低,毒草和杂类草所占比例增加,高寒围封刈割草地在冬季不适宜进行常规放牧.15.3 g/m2钾肥、7.5 g/m2复合肥和3.0 g/m2氮肥梯度为该地区围封刈割草地最佳的施肥水平.磷并不是该地区高寒围封刈割草地的养分限制性因子;施钾肥有效的增加了草地生物量及表层土壤速效钾含量,对草地植物群落结构有重要的影响.     

高寒山区紫花苜蓿人工草地退化过程

以祁连山东段旱泉沟小流域为例,通过连续6年的定位观测,研究了紫花苜蓿人工草地退化特征.结果表明:紫花苜蓿人工草地建植以来,草地群落的盖度逐年下降,而群落密度增加,草层高度呈波动变化,地上生物量呈单峰曲线变化,最大值出现在建植后第3年;草地的物种数由7种增加到16种,物种替代速率为2.5～5.5,群落的Shannon-Wiener多样性指数呈上升趋势,Pielou均匀度指数表现出增减交替趋势,而Simpson优势度指数呈下降趋势.建植第5年,紫花苜蓿出现了自然稀疏,干草产量下降至129.8 g/m~2,草地裸斑增加、质量下降,部分草地已失去利用价值.2003-2008年人工草地群落经历了紫花苜蓿、多年生杂类草、多年生禾草优势阶段,草地退化严重,割草能力丧失,群落结构和功能趋于撂荒地演替格局.     

养分添加对内蒙古不同草地生态系统生物量的影响

为了比较不同气候条件下草地生态系统对养分添加的响应,在内蒙古的草甸草原、典型草原和荒漠草原区分别建立长期养分添加试验。在三年试验数据的基础上,分析不同养分(N和P)添加、不同梯度(N:10,5和2.5 g/m2;P:10 g/m2)对这3种代表性草地群落生物量及其分配的影响。结果表明,施氮导致内蒙古温带草原地上生物量增加27%~53.3%,平均增加37.8%,并且施氮浓度越高,地上生物量增加越多。地下生物量对施肥的响应比地上生物量小,整体上,高浓度的氮添加使内蒙古草原的群落总生物量平均增加10.2%。较干旱的荒漠草原对氮限制的响应比典型草原和草甸草原更明显。磷肥对群落地上、地下生物量的影响不明显。施氮肥促进草甸草原和荒漠草原的根冠比(R/S)降低,典型草原的根冠比则轻度增加。施肥对内蒙古温带草原根系的垂直分布没有显著影响。位于不同环境条件下的草地生态系统对施肥的响应存在时间和空间差异,意味着在碳循环模型预算和草地管理中需要考虑不同草地生态系统对养分添加的响应。草地地上生物量对施肥的响应高于地下部分,如果不考虑地下部分,可能会高估整个生态系统对施肥的响应。     

高寒嵩草草甸不同土地管理措施对植被生产力的影响

将原生高寒嵩草草甸封育系统作为对照,研究了土地退化对植被生产力的影响,检验了退化土地在不同人工重建措施下对植被生产力的相对影响程度.研究结果表明:原生植被封育处理总地上生物量为265.1 g/m2,0～30cm土层地下根系生物量达6982 g/m2;而重度退化处理总地上生物量仅为139.9 g/m2,0～30 cm土层地下根系生物量为916 g/m2,仅占原生植被封育处理地下根系生物量的13%,因此重度退化地主要特征之一是天然嵩草草甸坚实而富有弹性的草皮层的丧失.土地退化使地下根系生物量的损失量大约为地上损失量的50倍.混播、松耙单播和翻耕单播人工种植处理经过7个生长季后,总地上生物量分别为原生封育处理的116%,75%,68%;自然恢复处理总地上生物量为原生植被封育处理的76%.与重度退化草地相比较,种植可以有效恢复地上生物量,尤其是禾草生物量,这对于提供冬季饲草、减少天然草地的压力是至关重要的.混播、松耙单播、翻耕单播和自然恢复处理,经过7个生长季后,地下根系生物量分别为1 323,1 094,1 169,1412 g/m2,重建措施(如混播)自然恢复处理可部分恢复地下根系生物量;恢复重建处理与原生植被封育处理相比较而言,有更多的生物量是分配在地上的.但随恢复年限的增加,恢复重建草地都是将更多的生物量分配给地下.且随恢复时间的增加,人工种植处理向地下转移生物量的速率比自然封育处理的更快.     

基于微波植被指数的甘南草地生物量动态监测

利用2003-2007年AMSR-E每日亮温产品计算了甘南州每日微波植被指数,结合Terra/MODIS植被指数产品比较分析了两种植被指数之间的关系.在此基础上,建立了基于微波植被指数的生物量监测模型,并对其精度进行了评价.结果表明:基于升轨6.925,10.650 GHz亮温数据的微波植被指数与MODIS增强型植被指数EVI之间有良好的相关性,其,rR2和RMSEP值分别为0.69,0.54和0.044.基于微波植被指数的草地生物量干重监测模型能反映甘南草地生物量的基本变化规律.由西向东、由北向南生物量逐渐增加,生长季内(5-10月)生物量产量峰值出现在7,8月份,不同草地类型生长季内的干物质产量由高向低依次为暖性草丛类、沼泽类、高寒灌丛草甸类、温性草甸草原类、高寒草甸类、温性草原类,低平地草甸最低.     

佛坪自然保护区巴山木竹种群地上生物量及其回归模型

为探讨巴山木竹地上部分生物量及其分配规律,以深入理解秦岭山系大熊猫对巴山木竹的觅食对策和环境承载力,于2008年11月到2009年4月通过设置样方对陕西佛坪自然保护区三官庙保护站管护范围内巴山木竹的生物量进行了调查.结果表明随着龄级增长,巴山木竹地上生物量呈增长趋势,各器官生物量所占比例大小依次为：茎＞枝＞叶.在海拔梯度上,以1600-1800m巴山木竹地上生物量最大.通过回归分析显示,巴山木竹竹叶生物量可以通过竹株基茎以幂函数进行较好地拟合.上述研究结果表明,为保护好研究区域内大熊猫的冬居地,应有效控制海拔1600-1800m落叶阔叶和针阔混交林中的人为活动.     

日本那须地区人工草地牧草生物量随时间变化的解析——Ⅰ地上生物量(英文)

为了揭示草地生态系统的现存生物量随时间的变化规律与气候条件和人为干扰(放牧压,施肥量等)之间的关系,从1974年开始至1994年,每年的4月至11月,在位于日本中部那须地区的国立草地研究所内的人造围栏放牧草场进行了放牧试验.结果表明,在1974至1994年的21年间,在不同放牧处理(放牧压分别为轻度和重度/施肥分少量和大量)的条件下,地上现存生物量的季节变化非常明显,其变化范围为:150～380gDWm-2.用4次方多项式检验表明牧草成长模式呈双峰曲线,每一年中不同放牧条件下地上现存生物量的最大值都出现在6月份左右,第二个峰值出现在9,10月份.复合回归分析的结果得出了体现现存生物量和气温,放牧压(或施肥量)之间的定量关系的多项回归方程式.协方差分析结果表明放牧压力,施肥量以及季节和年度的变化,以及他们之间的相互作用对现存生物量有着显著影响(P<0.05)或极显著影响(P<0.01).本研究表明在现存放牧强度下不会对地上生物量造成毁灭性的影响,而是在其承受范围之内.     

日本那须地区人工草地牧草生物量随时间变化的解析--I 地上生物量

为了揭示草地生态系统的现存生物量随时间的变化规律与气候条件和人为干扰(放牧压,施肥量等)之间的关系,从1974年开始至1994年,每年的4月至11月,在位于日本中部那须地区的国立草地研究所内的人造围栏放牧草场进行了放牧试验.结果表明,在1974至1994年的21年间,在不同放牧处理(放牧压分别为轻度和重度/施肥分少量和大量)的条件下,地上现存生物量的季节变化非常明显,其变化范围为:150～380 g DW m-2.用4次方多项式检验表明牧草成长模式呈双峰曲线,每一年中不同放牧条件下地上现存生物量的最大值都出现在6月份左右,第二个峰值出现在9,10月份.复合回归分析的结果得出了体现现存生物量和气温,放牧压(或施肥量)之间的定量关系的多项回归方程式.协方差分析结果表明放牧压力,施肥量以及季节和年度的变化,以及他们之间的相互作用对现存生物量有着显著影响 (P<0.05) 或极显著影响(P<0.01).本研究表明在现存放牧强度下不会对地上生物量造成毁灭性的影响,而是在其承受范围之内.     

综合治理退化草场试验区羊草根际土壤微生物生物量的初步研究

本文是作者对锡盟退化草场综合治理各试验区的主要建群种羊草(Aneurolepidium Chinense)根际土壤微生物生物量的初步研究。试验结果证明:在退化羊草草场进行围栏封育、翻耕或耙地补播牧草等人工措施均可提高牧草根际土壤微生物生物量,而且根际土壤微生物生物量的变化趋势与植物地上生物量、根际土壤酶活性和根际土含水量等基本一致。由此可见:在退化羊草草地中采取围栏封育等人工措施,对它的恢复和治理均能起到良好的效果。     

草原植物群落生产力及能量功能群组成对年降水量波动的响应

以内蒙古锡林郭勒草原羊草草原群落18年的动态监测数据及降水量数据为基础,在对草原植物进行能量功能群划分的基础上,分析了年降水量、生长季降水量(5-8月)对草原群落生物量、能量功能群组成的影响。结果表明:群落生物量构成中高能群所占比例最大;低能群最小,群落生物量的年际波动与高、中能群生物量变动趋势一致,而与低能群不相关;群落生物量和高能群生物量均与年降水量显著相关;中、低能群生物量则没有受到年降水量的显著影响。研究结果可为进一步揭示全球变化背景下,干旱半干旱区草原植物群落的动态变化规律,特别是群落能量变化规律提供有效参考。     

Changes in plant community diversity and aboveground biomass along with altitude within an alpine meadow on the Three-River source region

The grassland is an important component of terrestrial ecosystems and plays a significant role in biodiversity and ecosystem functions.In the present study,the changes of plant species diversity and aboveground biomass productivity were examined along with the altitude in natural alpine grassland in the source region of three rivers on the Qinghai-Tibetan Plateau.Eleven experimental locations were selected with altitudes ranging from 3862 to 4450 m above sea level(a.s.l.).The results indicated that Kobresia pygmaea meadow,Kobresia humilis meadow and Salix cupularis shrub meadow had higher indices of diversity and aboveground biomass.The distribution of species diversity,richness and aboveground biomass showed similarly unimodal patterns across the altitude gradient with the highest indices appeared at mid-altitudes locations.The changing trend of species diversity,richness and evenness also showed significant unimodal patterns with total aboveground biomass,and the highest species diversity occurred at intermediate level of productivities.This research would provide a valuable reference for the protection of grassland biodiversity and maintaining of the grazing ecosystem function in the source region of the Three Rivers.     

包河浮游植物与水质评价

根据对包河浮游植物群落调查,1987年共检出163种,分隶于67属、8门;藻总量年平均达42678.7×10~4个/升(细胞数,或个体数为38071.9×10~4个/升);以绿藻占绝对优势,在湖区各样点群落组成中均居各类群之首,其中小球藻(Chlorella spp.)为优势种;其次为蓝藻,其平裂藻(Merismopedia sp.)可为亚优势种。根据藻类数量、生物量及指示种评价,该水体已受到α—中度污染,属绿藻、蓝藻型α—富营养型湖泊,与理化指标评价结论基本相符。     

放牧对贝加尔针茅草原植物个体和群落生物量分配的影响

通过对贝加尔针茅草原的调查研究,分析了严重放牧样地、中度放牧样地、天然草地以及放牧后围封样地的群落水平与个体水平根冠比的差异,以及各构件生物量分配比例,得出以下结论：1）严重放牧样地地上、地下生物量显著小于天然草地,过度放牧后植物的根冠比显著高于天然草地;2）中度放牧样地的地下生物量与天然草地相差不大,群落水平的地下生物量最高;3）放牧样地受到破坏后围封,个体植株较天然草地小,但生物量略高于天然草地.     

内蒙古温带草地低级根生物量格局及其与环境因子的关系

为了揭示根系生长策略与环境的关系以及草地植物根系周转对土壤碳的贡献, 在内蒙古荒漠草地、典型草地以及草甸草地设置17 个样点, 分析总根生物量、低级根生物量和低级根占总根生物量之比随草地类型与土层深度的变化及其与气候、土壤因素之间的关系。结果表明: 1) 低级根生物量与总根生物量正相关, 低级根生物量和总根生物量都与年均降水量、土壤氮含量正相关, 与年均温为负相关; 2) 低级根占总根生物量之比总体上呈现荒漠草原(14%)<典型草原(20%)<草甸草原(39%)的趋势, 与年均降水量正相关, 与年均温负相关, 与土壤全碳和全氮不相关; 3) 低级根生物量随土层的垂直分布规律与总根生物量一致, 在草甸草地随着土层加深而降低, 低级根主要分布在0~40 cm 表层土壤中(85%以上), 而在典型草地与荒漠草地则土层之间差异不显著。研究得到以下结论: 1) 草地植物根系可能通过不同机制响应温度和降水这两个环境因子; 2) 植物在水分贫乏的生境中可能通过降低对快速周转的低级根的投入来减少碳支出, 而投入更多的高级根来存储水分养分, 同时表明干旱生境中植物细根的水分养分吸收效率可能高于湿润生境。