植被—土壤—水文相互作用及生态水文模型参数的动态表述

植被与土壤、水文之间存在复杂的相互作用,是生态水文模型和植被变化生态水文效应评估研究的重点.虽然陆面植被指数等动态变化对流域截留、蒸散发等水量、能量平衡项影响已有较多研究,但植被地下生物量变化如何改变土壤结构和水力特性,进而影响入渗和径流等水文过程研究相对缺乏.本文综述国内外植被变化对土壤、水文动态变化特征研究成果基础上,分析植被变化水文响应的阈值效应和尺度效应、植被变化下的土壤水力参数时变特征定量表述及其与植被、土壤类型以及气候条件的关系.在生态水文模型中,考虑植被因子对土壤水力参数影响的动态表达可以提高植被变化下水文效应模拟和预测的可靠性.     

基于毫米波辐射特性的水面植被检测方法

针对采用3mm波段辐射计对水面植被辐射特性进行检测的问题,在研究分析了水面的亮度温度和水面植被的介电特性的基础上,采用相干法建立了水面植被辐射特性的多层介质模型,与3层介质模型相比,仿真结果与实验数据更加吻合,表明多层介质模型能更精确地模拟水面植被的辐射特性。通过实验得出,在不同的入射角下,水面植被亮温相比水面亮温均有上升,说明水面相比植被具有亮温低、冷目标的毫米波辐射特征,可利用毫米波辐射特性监测区域内水面植被。     

平原型灰场区植物多样性研究

采用物种的丰富度指数、多样性指数、均匀性指数对平原型灰场区域草本植被的生物多样性进行了分析。结果表明：灰场区域植物的丰富度、多样性和均匀性与样方相对于灰场方向的变化、距灰场的远近和土壤环境因素的不同等方面均无显著性差异,但随着样方中土壤含盐量和ｐＨ的增加,样方中物种的丰富度、多样性和均匀性均呈下降趋势。     

积雪-荒漠植被及其组合反射光谱特征观测实验及分析

光谱混合机制研究对混合像元解算具有一定指导意义。利用全波段光谱仪累积期和消融期对规则和非规则分布模式下积雪-荒漠植被混合像元及纯净积雪和荒漠植被像元控制式采集反射光谱。K-均值法计算采集影像积雪和荒漠植被面积比并分析其对应混合像元光谱变化特征以获取更加精细的光谱特征信息,准同步Tetracam ADC3(Agricultural Digital Camera 3)采集图像并计算典型指数,从微观尺度上证实了混合像元主要出现在地类边界处。结果发现,1 456～1 697 nm粗粒径冻结雪反射光谱高于新雪反射光谱,新雪反射光谱明显高于陈雪;因冻结覆冰,荒漠植被光谱为积雪、冰晶和植被枝干混合光谱信息,新降积雪覆盖植被光谱特征为积雪和植被枝干的混合光谱信息,不存在常规绿色植被“红边”效应;采集角度为5°和10°时光谱低于垂直角度采集光谱,角度大于10°随角度增加荒漠植被光谱逐渐增大。像元内各个组成物质的面积比及所处像元的位置、采集角度和方向都会影响混合像元的光谱组合信息。     

城市森林对大气颗粒物(尤其PM2.5)调控作用研究进展

随着工业化进程的加快,近年来大气颗粒物已成为我国城市大气的主要污染物, 其中PM_2.5备受关注,如何有效降低PM_2.5对城市环境的危害已成为亟须解决的问题。笔者阐述了城市森林植被对大气颗粒物的减尘、滞尘、阻尘等的作用机制,从植被个体层面讨论了植物叶表面形态特征对阻滞大气颗粒物影响研究的最新进展,分析了大气颗粒物对植被生长发育的影响,以及不同树种对大气颗粒物(尤其PM_2.5)的滞留能力; 从森林植被层面分析了森林植被对大气颗粒物的调控作用研究进展,比较了不同植被类型阻滞大气颗粒物的效益。总结认为,在今后的研究中应根据不同区域筛选区域代表树种,对各代表树种阻滞吸收颗粒物的效果进行定量分析,明确各个树种单位面积吸附颗粒物的滞留量,并根据区域大气颗粒物中的主要化学成分,有针对性地挑选易于吸收相对应化学物质的植被类型。     

内蒙古草地放牧强度遥感估测

以内蒙古草地为研究区, 应用MODIS-NDVI数据, 结合地面野外调查以及统计数据, 建立载蓄量估算模型, 并对2012年放牧强度进行估测。结果表明: 草地的载畜量和相邻两旬的NDVI差值显著正相关。通过两个旬度的NDVI差值与载畜量之间的回归分析, 建立载蓄量估算模型为: Y = 4.203(X_i - X_j) + 956.572; 内蒙古各草地类型的放牧强度都呈现自西向东逐渐减少的趋势, 放牧强度表现为草甸草原<典型草原<荒漠草原。利用遥感影像得到的放牧强度估测结果, 经过地面的野外实验数据验证, 精度可达70.7%。     

岷江流域森林植被对洪水的调节功能分析与研究

森林对洪水的调节作用因地区、尺度、植被类型等的变化而相差较大．通过对岷江流域不同森林植被在降水、下渗、蒸散发等各阶段作用效应进行研究,分析其对洪水的调节作用．结果指出：岷江冷杉原始林对洪水形成各阶段调节作用都比较显著,其次人工油松林及苹果树等经济树种也有很好的截留作用．     

棉花冠层水分含量估算的高光谱指数研究

适宜的光谱指数对于地表参数高光谱诊断模型的估算精度具有决定性作用。通过不同棉花冠层水分含量表征参数冠层等效水厚度EWT_canopy, 植株含水量VWC及其对应的光谱数据分析,构建350～2 500 nm范围内所有波段两两组合的比值指数RVI和归一化指数NDVI,分析水分含量表征参数与所有指数之间的相关关系,筛选最大相关系数对应的指数作为最佳水分指数,利用新指数构建水分含量表征参数的估算模型,并与已知的各种水分指数估算精度进行比较。结果表明：新建比值指数R_{1 475}/R_{1 424}及其归一化指数(R_{1 475}-R_{1 424})/(R_{1 475}+R_{1 424})对EWT_canopy的估算效果最佳,由其得到的估算值与实测值之间的相关系数r值达到0.849;已知指数(R₈₃₅-R_{1 650})/(R₈₃₅+R_{1 650})对VWC的估算效果最佳,由其得到估算值与实测值之间的相关系数r值为0.805。