基于遥感影像的红树林虫害监测模型

【目的】研究遥感监测对红树林(Mangrove)虫害的适用性。【方法】应用资源一号02C卫星(ZY1-02C)影像和实地调查红树林虫害状况数据,结合影像光谱与纹理特征,采用多元逐步回归分析方法对广西铁山港湾的红树林虫害状况进行估测,并制作研究区红树林虫害状况空间分布图。【结果】估测模型可做为叶片损失情况预测的一种工具。【结论】本研究首次将遥感技术应用于红树林虫害的监测,大大提高红树林虫害的监测效率,项目成果极具推广意义。     

基于WorldView-2数据和支持向量机的红树林群落分类研究

利用遥感技术对红树林进行群落级识别在红树林的资源详查、利用和保护方面具有重要意义。基于World View-2卫星影像的光谱特征、植被指数及纹理特征信息,结合实地调查中红树林植物的生长区位信息,采用面向对象结合支持向量机(Support Vector Machine,SVM)的方法对珠海淇澳岛红树林自然保护区大围湾片区的红树林植物进行群落分类,对比分析单一尺度和多尺度两种方式的分类效果。结果表明,尽管红树林群落之间光谱反射特征相似度较高,但拥有8个光谱波段的World View-2数据在此分类中仍具有很好的应用潜力;多尺度分类结果总体精度达到84.2%(kappa系数0.794),高于单一尺度分类结果的69.8%(Kappa系数为0.616)。     

基于Sentinel-2数据的山口红树林生理参数反演及时空特征

生理参数叶绿素含量、光合有效辐射吸收率、植被覆盖度和叶面积指数是湿地植被重要的特征参数,也是衡量湿地生态健康状况的重要指标.以广西山口红树林自然保护区为研究区,以逐月的Sentinel-2和MODIS影像数据为数据源,采用人工神经网络的方法对山口红树林的4种生理参数叶绿素含量、光合有效辐射吸收率、植被覆盖度和叶面积指数进行反演构建回归模型,并对比相应MODIS影像的产品,分析得出红树林逐月和不同生长期的生理参数动态变化.实验结果表明:①4种生理参数与MODIS产品的相关系数在95％置信区间内均高于0.71,反映了Sentinel-2影像反演红树林生理参数具有较高的可信度;②4种生理参数均在2月份表现出最低值,9月份趋于稳定;生理参数均最低值出现在缓存区,最高值出现在核心区,也反映了自然和人类活动对其有影响;③不同生长期红树林的植被生理参数则变化不同,植被覆盖度(fractional vegetation cover,FVC)、叶面积指数(leaf area index,LAI)和光合有效辐射吸收率(fraction of absorbed photosynthetically active radiation,FAPAR)在萌芽期(1～3月)和发育期(4～6月)呈上升趋势,叶绿素浓度(chlorophyll-A/B,CAB)和LAI在成熟期(9～12月)呈上升趋势.该研究结果可为红树林植被变化监测提供依据,为生态评估及保护提供参考.     

海平面上升对广西珍珠港红树林分布的影响

以广西珍珠港的遥感影像为底图,综合考虑相对海平面变化、地表沉积及海堤分布,利用平均潮位、平均大潮高潮位数据,借助SRTM数字高程模型,预测未来100 a海平面上升低、中、高3种模式下研究区红树林的分布.结果表明:(1)预测年研究区的红树林向陆边界保持稳定,向海边界向海方向移动,红树林的分布面积增加.绝对海平面上升低、中、高3种模式下,红树林向海边界分别向海推进70、56、46 m,面积分别增加280、225、187 hm2;(2)红树林的向陆边界由于海堤的阻碍保持稳定,红树林的向海边界因沉积速率大于相对海平面上升速率而向海扩展.     

福建九龙江口红树林变化的遥感监测

将LANDSAT MSS/TM/ETM数据与中国环境与灾害监测预报小卫星(HJ-1A/B)数据相结合,同时融合光谱信息、地学特征、纹理特征等多种信息,利用最大似然分类方法,提取了以福建省九龙江口红树林省级自然保护区为重点的九龙江口从20世纪70年代至2010年近40年间红树林面积的变化信息.结果表明九龙江口红树林面积在近40年呈现出减少(20世纪70-80年代)、缓慢增加(20世纪80-90年代)以及大幅度增长(2000年以后)3个主要阶段.其中人为活动(围垦、人工造林等)是九龙江口红树林面积大幅震荡的关键因子.     

深圳福田与香港米埔红树林群落分布与景观格局比较

改革开放前,地处深圳湾两岸的福田保护区和米埔保护区的红树林湿地在景观和物种组成等方面相似,但近30年来深圳城市化高速发展所带来福田红树林湿地的景观破碎化过程,导致两岸红树林群落特征产生了较为明显差异。以World View-2高分辨率影像为数据源,采用导数光谱法结合基于面向对象的支持向量机的分类方法对深圳湾湿地的红树林群落进行分类,总体精度达到0.902,Kappa系数为0.859,符合要求。进一步运用景观指数对其进行定量对比分析。结果表明:(1)米埔保护区红树林现存面积为346 hm~2,福田保护区红树林现存面积仅为89 hm~2;秋茄群落是深圳湾两岸湿地的最主要优势景观类型,白骨壤群落和桐花树群落是优势群落;(2)福田保护区红树林的景观破碎化程度比米埔保护区高,尤其是本地种秋茄群落和白骨壤群落的破碎化程度较高;(3)福田保护区景观斑块形状多呈正方形分布的状态,在一定程度上反映了人类活动的作用,而处于米埔保护区的天然红树林则呈现不规则的分布状态。     

基于无人机量测和卫星影像识别的红树林生长分布规律研究

时间尺度上分析红树林生长区域变化规律,对保护红树林生长和恢复具有重要意义。本研究使用无人机获取研究区域高空间分辨率正射影像并结合近50年卫星遥感影像,通过人工目视解译方法提取并统计历年红树林面积分布大小和区域。主要研究结论如下：1) 本区域植被以红树林和互花米草为主,分别对2012、2015、2018和2019年红树林与互花米草面积进行解译分析,红树林与其他植被面积平均比例约为1:6;2) 近年研究区域红树林面积波动较大,从1973年至1984年红树林面积维持在13.5公顷,1984年至2001年红树林面积急剧减少至0.19公顷,2001年至2019年红树林面积逐步恢复至2.14公顷。3)互花米草入侵和人为活动的干扰将对红树林生长和繁衍产生不利影响。该研究可为无人机量测和遥感技术在植被保护中的应用提供相关参考。     

广西团水虱的种类组成及其对红树林的生态效应初探

为探究广西红树林区团水虱(Sphaeroma)的种类组成和分布特征,在广西北海、钦州、防城港3市的红树林区共设置30个调查断面并进行实地踏查,用随机取样的方式采集团水虱样品。调查结果表明:在广西红树林区共发现3种团水虱,分别为有孔团水虱(Sphaeroma terebrans Bate,1866)、光背团水虱(Sphaeroma retrolaeve Richardson,1904)和福建团水虱(Sphaeroma fujianensis sp. nov.)。30个调查断面中,有团水虱分布的断面有25个,其中有孔团水虱是广西红树林区域中的主要种类,分布最广,其次为光背团水虱,而福建团水虱仅发现于北海的3个断面。团水虱大多数分布于中低潮区的潮沟边缘或潮沟内以及林缘等地势较低的区域,在高潮区域分布较少。团水虱的蛀洞底质有桐花树(Aegiceras corniculatum)、白骨壤(Avicennia marina)、秋茄(Kandelia candel)、无瓣海桑(Sonneratia apetala)、木桩、软质沉积岩和聚苯乙烯泡沫等,表明其蛀洞底质多种多样。根据这些分布特征,本文讨论和分析了团水虱与红树林生态系统退化的关系,提出红树林是健康退化后才遭致团水虱侵害的假设。团水虱是否是侵蚀红树植物并导致大片红树林退化死亡的主因还有待进一步研究。     

鱼藤在红树林中的扩散规律初探

为了解鱼藤(Derris trifoliata Lour.)在红树林中的扩散规律,选择位于海南省和广东省的3个红树林分布区为研究区域,研究鱼藤在红树林中的扩散速率以及攀爬物和群落类型对鱼藤扩散速率的影响.首先利用Google Earth得到2015-2019年研究区域的遥感影像,结合实地调查结果,确定不同年份鱼藤分布面...     

基于Landsat数据的铁山港区红树林变迁及其驱动力分析研究

红树林湿地是广西北部湾沿海地区重要的生态环境系统,具有御风消浪、促淤固滩、调节气候、保护生物多样性等重要作用。以Landsat MSS/TM/ETM+多时相遥感图像为数据源,将归一化植被指数(NDVI)作为特征波段融入红树林遥感图像的合成,运用最大似然法提取了1977~2010年8个时相的红树林信息;并在此基础上分析了30多年间7个时期的红树林变迁动态特征及主要驱动因子。结果表明,在1977~2010年期间,红树林面积呈先增加后减少再增加,总体呈波动增长的趋势;引起这种波动变化的主要原因是围海造田、围海养殖和城市建设与发展以及建立红树林自然保护区。     

海岸工程对北海铁山港红树林大型底栖动物群落的影响

为探究海岸工程对北海铁山港榄根村红树林大型底栖动物群落的影响,本研究于2020年3月对红树林死亡区（D组）、红树林严重退化区（ED组）、活林区（AL组）、对照林区（CK组）等4个区域的大型底栖动物进行定量取样调查。结果显示,4个调查区域大型底栖动物共45种,平均栖息密度和生物量分别为102.4个/m²、147.55 g/m²;Shannon-Wiener多样性指数（H''）、Pielou均匀度指数（J）和Margalef物种丰富度指数（d）分别为2.050,0.735,1.329。单因素方差分析表明,不同区域之间的大型底栖动物栖息密度、生物量、H''、J和d均无显著性差异。但红树林死亡区（D组）和红树林严重退化区（ED组）的大型底栖动物栖息密度、生物量、H''均低于对照林区（CK组）和活林区（AL组）,表明D组和ED组的大型底栖动物群落在海岸工程的影响下受到了更严重的干扰。聚类分析和多维尺度排序（MDS）分析表明,D组与ED组的大型底栖动物群落较为相似,而AL组的大型底栖动物群落则与CK组相似。以上结果表明,海岸工程导致北海铁山港榄根村红树林生态系统受损及其底质环境发生改变,并对该区红树林的大型底栖动物栖息密度、生物量、多样性指数、优势种和群落结构造成了一定负面影响。     

广西珍珠湾红树林区中华乌塘鳢的时空分布特征

为了解广西珍珠湾红树林区中华乌塘鳢的天然资源量及其时空变化动态,为红树林生态系统生物多样性的保护和修复提供基础数据,本研究在广西珍珠湾红树林区的内、中、外滩各设置一个圆形封闭定置围网,于2013年的4季度（1月、4月、7月、10月）各选择3 d投放被标志的中华乌塘鳢（Bostrychus sinensis,区别于野生鱼）至围网中,并在次日用诱捕网捕获,基于标志重捕法的原理评估野生中华乌塘鳢的天然资源量。结果显示,珍珠湾红树林区中华乌塘鳢的全年平均种群密度为（18.74±4.04） ind./hm²,平均生物量为（1.44±0.37） kg/hm²,其中1月的生物量显著高于10月,其余时间的种群密度和生物量均无显著差异;其种群密度和生物量在红树林中无显著空间差异。红树林为中华乌塘鳢提供繁育场,生境的破坏和过度捕捞导致中华乌塘鳢天然资源量下降,应加强监管、保护和相关研究,促进中华乌塘鳢资源的恢复。     

广西沙生红树植物-土壤相互作用及群落演替的研究

1992年于广西北海大冠抄测定了开阔海岸沙生白骨壤群落土壤的机械组成、有机碳和腐殖质的含量,及红树群落的结构和生物量等。由向陆林带到向海林带,土壤的粉粒粘粒含量和有机质含量随着群落树高和生物量的下降而降低,植物在相当程度上决定了土壤的特征。木榄、红海榄只偶见于向陆林带,桐花树和秋茄可生长到中间林带。这种分带现象部分地取决于土壤的质地和有机质含量。在土壤的垂直剖面上,植物跟土壤间也存在与上述相似的关系。这些表明,先锋红树植物白骨壤与土壤的共同进化为后来种创造了适宜的生境。在此基础上,提出了广西沙生红树林演替的模式。     

基于环境DNA的合浦榄根村退化红树林底栖动物多样性的研究

本研究基于环境DNA研究合浦榄根村红树林底栖生物的多样性和生物量,探究因海岸工程造成红树林退化后的底栖生物的变化。实验设置死亡红树林、严重退化红树林（以上合称退化红树林）、尚存活红树林以及对照组红树林4种样地,提取红树林沉积物环境总DNA,并设计特异性引物,利用荧光定量PCR法比较优势物种的相对生物量差异;高通量测序后通过生物信息学分析各样地的物种组成结构。定量实验结果显示,退化红树林中两种甲壳类动物生物量相对较低,两种贝类的生物量在各样地没有显著差异。基于高通量测序的环境DNA揭示死亡红树林、严重退化红树林、尚存活红树林以及对照组红树林的群落结构、优势物种存在差异;退化红树林中,软体动物门丰度减少,环节动物门和刺胞动物门增多。聚类结果显示,尚存活红树林与对照组红树林的群落结构相关性最近,随后是严重退化红树林,死亡红树林的相关性最远。本研究结果反映海岸工程造成退化红树林中底栖动物生物多样性和生物量均产生了变化,同时证明环境DNA是研究红树林大型底栖动物生物多样性和生物量变化的有效手段。     

湛江高桥红树林贝类资源调查

在2002年和2005年2次调查的基础上,2006年7月对湛江高桥的红树区贝类资源在相同取样点进行了定量和定性调查,调查的红树林区有高桥镇的东村、西村、长田、红坎4个点.此次调查结果表明,高桥红树林区贝类种类组成有3纲6亚纲11目26科43属60种.其中樱蛤科有9种;牡蛎科、帘蛤科各5种;蚶科、贻贝科、织纹螺科各4种;其余各科均在3种以下.通过与前两次的调查结果比较分析,高桥红树林区的贝类无论是从栖息密度还是从生物量上都有明显下降的趋势.因此,采取多方位的保护措施,以使红树林区生物多样性资源得到可持续利用势在必行.     

广西废弃虾塘红树林恢复时的纳潮生态混养探索研究

为了在废弃虾塘红树林恢复中获得一定的经济效益,2017年2月到2020年1月在广西防城港1.192 7 hm²的废弃虾塘内进行7种肉食性和2种杂食性鱼类的纳潮生态混养试验研究。在塘底挖掘0.8-1.2 m深的庇护沟、水面设置植物遮阴浮床、塘内设红树林造林监测样地。在塘底基础水位设为0.5 m深的条件下,年均渔获生物量为691 kg/（hm²·a）,饵料综合效率为35.09%。3年中9种鱼类成活率、占渔获总尾数和占总生物量比例最高的均是黄鳍鲷（Sparus latus）,分别达到38.16%、65.2%和35.28%。2020年1月的全捕渔获显示,鲻鱼（Mugil cephalus）、斑鰶（Clupanodon punctatus）和灰鳍鲷（Sparus berda）等野生经济鱼苗可随潮水进入塘内生长,个体数可占渔获总尾数的16.9%。在全日潮15 d的潮汐周期中,塘底淹水日数小于6 d时木榄幼苗可正常生长,成活率93.5%。扩大废弃虾塘红树林恢复及生态养殖的规模可有效降低成本,提高社会对红树林良好环境及高质量产品的认识,可显著增加经济效益。     

广西英罗港5种红树植物群落的生物量和生产力

用样带样方调查广西英罗港经树植物群落,以树种种群为单位,选取木榄（Ｂｒｕｇｕｉｅｒａｇｙｍｎｏｒｒｈｉｚａ）红海榄（Ｒｈｉｚｏｐｈｏｒａｓｔｙｌｏｓａ）秋茄（Ｋａｎｄｅｌｉａｃａｎｄｅｌ）桐花树（Ａｅｇｉｃｅｒａｓｃｏｒｎｉｃｕｌａｔｕｍ）和白骨壤（Ａｖｉｃｅｎｎｉａｍａｒｉｎａ）测定地上部分生物量,采用径级平均木法,增加权重因素来测算林分生物量,以种群各组分的生物量除种群的平均树龄或组成（器官）     

广西廉州湾红树林群落分布特征及物种多样性分析

为全面了解广西廉州湾红树林群落本底数据,预测其发展方向,本研究以广西廉州湾红树林群落为研究对象,在东江口、木案、针鱼墩、垌尾设置4条典型断面共计36个样方,调查红树林群落的类型、树高、覆盖度、冠幅、基径等,并计算物种重要值、多样性指数等指标,分析种群动态及分布格局。结果表明,广西廉州湾红树林树种以演替前中期树种为主,群落结构简单;物种重要值的排序为桐花树（Aegiceras corniculatum）>秋茄（Kandelia obovata）>白骨壤（Avicennia marina）>老鼠簕（Acanthus ilicifolius）,大多种群主要呈集群分布;更新层以桐花树和秋茄幼苗为主,与该地现有成年红树植物物种重要值排序一致。广西廉州湾红树林群落是由陆向海逐渐发育的,未来该地红树林群落物种组成发生变化的可能性不大。如果人为干扰得以控制,红树林面积有望继续增加。     

应用于红树植物个体生长的模型

本文在国内外学者大量实验研究的基础上,讨论了红树植物的增长率、生长相关性和生长异连性,建立了红树植物干物质的生长方程。在分析高等植物同化产物用于生长、维持和呼吸的分配模式后,利用物质以及能量在生长、维持和呼吸之间的分配关系,给出了同化产物生成的数学模型。     

运用乙醇渗漉法优化三叶鱼藤中鱼藤酮提取工艺——基于响应面法

三叶鱼藤伴生红树林植物，严重威胁红树林生态系统.为了变废为宝，挖掘三叶鱼藤中活性物质鱼藤酮，采用渗漉法浸提，选择乙醇浓度和提取时间2个因素，进行响应面法优化提取鱼藤酮，利用液相色谱检验鱼藤酮含量.结果表明，当乙醇浓度为84%，提取时间为4.1 d时，鱼藤酮含量为1.97%，与预测值的相对误差仅为2.48%.因此鱼藤酮的优化模型可行.