以太行山区经济林种植区为研究对象,通过无人机高光谱遥感数据,构建不同经济林树种高光谱特征数据库,利用CART决策树、最大似然法(Maximum likelihood classifier,MLC)、随机森林(Random forest,RF)和支持向量机(Support vector machine,SVM)等方法,获得高光谱遥感经济林树种最优识别模型。研究结果表明:(1)苹果、杏、柿、樱桃、核桃的反射峰在550 nm、750~950 nm及960 nm附近的水汽吸收带差异明显;(2)简单比值指数(SR)、类胡萝卜素反射指数2(CRI2)、绿波段指数(GRVI)等7种植被指数重要性评分大于0.05,利于经济林树种识别;(3)基于光谱特征波段、植被指数、纹理特征的组合方式通过SVM的分类效果最好,优于MLC和RF算法,总体精度(Overall accuracy,OA)达到95.11%,Kappa系数为0.915 8。综上所述,基于特征波段、植被指数、纹理特征3种特征组合并采用支持向量机(SVM)分类的识别方法,为6种树种识别的最佳识别方法。
为探讨不同抚育间伐方式对北京市平原生态林林分空间结构的影响,在北京市通州区选取旱柳、国槐和白蜡等代表性林分布设 9 个固定样地。在选取目标树后,每个林分类型分别采取干扰木采伐、群团状采伐以及带状间伐,采用优化后的大小比数、角尺度和密集度 3 个常用的林分空间结构指标,分析平原生态林空间结构现状以及间伐对目标树及林分空间结构的影响。利用3个指标构建空间结构综合指数(CSSI)来综合评价不同间伐方式对北京市平原生态林空间结构的影响。结果表明:(1)CSSI结合了角尺度、密集度和优化后的大小比数,适用于北京平原生态林的空间结构评价。(2)以国槐、白蜡和旱柳为代表的平原生态林间伐前空间分布格局呈均匀分布,大部分林木呈中庸状态,林分比较密集,白蜡和旱柳的空间结构优于国槐。(3)抚育间伐能显著优化平原生态林空间结构,尤其对于国槐等保留密度较高的林分优化作用明显。(4)对于不同树种来说,改善空间结构的最优间伐方式不尽相同,但对于目标树空间结构单元来说,针对目标树的干扰树采伐优化程度最为明显。
特色经济林木的引入和扩种一直备受关注,为了更加科学合理地引入和扩种,以诸暨香榧为例,开展了基于气候、地形和土壤的种植适宜性区划研究。使用诸暨市48个气象站的气象数据,以及诸暨市地形、土壤和土地利用类型数据,采用主成分分析法、层次分析法、空间插值法和综合适宜度评价方法,计算香榧种植生境适宜度的空间分布,以进行种植区划。结果表明:诸暨市适宜种植香榧面积有624 km2,占诸暨总面积的27%;较适宜种植香榧面积有416 km2,占诸暨总面积的18%;不适宜种植香榧的面积有1 271 km2,占诸暨总面积的55%。香榧适宜与较适宜种植的区域主要在诸暨市的西部、南部和东部,主要可扩种乡镇为东白湖镇、璜山镇和马剑镇;香榧不适宜种植在诸暨市中部盆地。相较于气候因素,土壤和地形因素更大程度上限制了香榧的种植。
为探究塞罕坝地区木质部生长物候与植被物候变化规律及其影响因子,基于塞罕坝样点数据的木质部生长物候监测数据及NDVI数据利用最佳阈值提取方法获得预测木质部生长物候的最佳阈值,并基于该阈值预测塞罕坝地区2010-2021年木质部起止生长物候。利用动态阈值法基于遥感数据提取植被物候,对比分析木质部生长物候与植被物候空间变化差异及其影响因子。结果表明,塞罕坝地区木质部生长始期主要集中在每年第111~150天,木质部生长末期主要集中在每年第235~257天。植被木质部生长季长度大约为96~130 d。塞罕坝地区木质部生长物候比植被物候起始期提前3~21 d,该差异主要受温度降水和坡度影响,而生长结束期延后3~43 d,该差异主要受植被覆盖度影响。木质部生长季长度比植被物候长9~64 d,主要受降水的影响。由于木质部生长比植被物候更能反映树木碳汇的形成时期,因此更长的木质部生长物候表明更多的碳积累。
为研究转基因107杨对靶标昆虫柳蓝叶甲的抗虫性以及对非靶标昆虫白杨毛蚜及天敌昆虫异色瓢虫生长发育的影响,以室内饲养的方法,比较了取食转基因107杨及对照的柳蓝叶甲各龄期幼虫的死亡率、研究了取食转基因107杨及对照107杨叶片的白杨毛蚜生长发育情况,以及取食不同株系107杨上白杨毛蚜和柳蓝叶甲的异色瓢虫幼虫的生长发育情况。结果表明,转基因107杨对靶标昆虫柳蓝叶甲幼虫表达高抗虫性;取食转基因107杨叶片的白杨毛蚜幼虫期发育时间以及生命参数与对照相比均无显著差异;取食转基因107杨上白杨毛蚜的异色瓢虫幼虫发育历期及体长体宽与对照相比无显著差异;取食转基因107杨上柳蓝叶甲的异色瓢虫幼虫发育历期及体长体宽与对照相比无显著差异。研究证明,转基因107杨对非靶标昆虫白杨毛蚜和天敌昆虫异色瓢虫生长发育无显著影响,转基因107杨生态安全性较高。
耕地是国家生存发展的重要基石,是促进农业生产、保障粮食安全的基础,也是维护国家经济安全、社会稳定的重要保障。耕地资源是进行农业生产的基础,而且农业的发展离不开耕地的可持续利用。为了保障粮食安全,促进社会经济的可持续发展,以河间市为研究区域,采用土地利用动态度等方法,对河间市耕地进行研究,选取评价指标,构建耕地可持续利用评价体系,运用多因子加权求和法对河间市耕地进行分区研究。结果表明:(1)在2010—2019年间,耕地面积减少12 713.71 hm2,耕地占用较多;在2016—2019年间,水浇地大量减少,减少量高达10.318.99 hm2;在2010—2019年间,旱地面积共减少3 920.76 hm2。总体来看,耕地面积在急剧减少。(2)对河间市耕地资源可持续利用评价分析,将河间市区域内的耕地划分为4个等级,分区结果为:可持续区、一般可持续区、初步可持续区以及弱持续区。(3)为各区提出相应的对策,促进耕地质量的提升。
在“双碳”目标背景下,居民生活碳排放研究日益被重视,以呼包鄂榆城市群为研究对象,利用碳排放系数法对城市群内居民生活用能碳排放进行核算,发现居民生活用能碳排放呈现逐年增长的态势,其中汽油、液化石油气、电力是构成居民生活用能碳排放的主要能源类型。然后运用LMDI模型分解居民生活用能碳排放影响因素,发现能源结构效应、人口效应和消费倾向效应对居民生活用能碳排放存在正向效应,能源价格效应则显示负向效应。运用脱钩模型对短期内经济发展及居民生活用能碳排放进行分析,结果显示,2017-2019年呼包鄂榆城市群的经济发展与居民生活用能碳排放之间存在较理想的脱钩状态;在未来的城市群建设过程中应提高节能技术、开发清洁能源、优化能源消耗结构、适度降低城镇化建设来降低居民生活碳排放。
以甘肃民勤连古城荒漠区5种典型植物群落为对象,测定了土壤微生物生物量碳(MBC)和土壤微生物生物量氮(MBN)及其影响因素,分析土壤MBC、MBN的空间变化特征。结果表明:(1)不同植物群落间,土壤MBC的最大值出现在红砂群落(282.90 mg/kg),土壤MBN最大值出现在膜果麻黄群落(28.27 mg/kg)。(2)不同植物群落间,白刺群落的微生物量熵(qMB)最大,最小值出现在人工梭梭群落,5种植物群落间土壤qMB差异不显著。土壤微生物生物量碳氮比(MBC/MBN)的最大值出现在白刺群落,显著高于膜果麻黄群落和人工梭梭群落。(3)土壤MBC、MBN与生态化学计量之间存在相关关系。其中,土壤MBC与土壤全氮(TN)和有效磷(EP)呈显著正相关(P<0.05),与土壤硝态氮( -N)和含水率(WC)呈极显著正相关(P<0.01)。土壤MBN与土壤WC显著正相关(P<0.05),与土壤EP和速效钾(AK)呈极显著正相关(P<0.01),与土壤TN、 -N呈正相关,且相关性达到极显著水平(P<0.001)。冗余分析进一步显示, -N和TN是影响土壤MBC、MBN的主要因子。综上所述,不同植物群落间土壤MBC、MBN不同,以红砂群落和膜果麻黄群落最为显著,土壤TN、EP、土壤 -N和WC是影响土壤MBC的主要因子,土壤WC、土壤EP、AK、土壤TN和 -N是影响土壤MBN的主要因子。
为研究凋落物对南方粘性黄壤土的改良效应,以杂交构树等4种树种不同类型的凋落物为供试材料,以仪征市新集镇土样为供试土壤,采用网袋分解法对凋落物分解及其养分释放特征进行研究;采用室内培养法研究凋落物分解对土壤理化性质的影响。结果表明,有机质含量以香樟枝中最高(826.8 mg/g ),全氮(N)含量以桂花树枝中最高(42.54 mg/g),全磷(P)含量以桂花树枝最高(8.04 mg/g),全钾(K)含量以桂花树枝中最高(93.72 mg/g )。不同凋落物中,分解速率最快的为杂交构树叶片(1 a),分解最慢的香樟根系(2.98 a)。分解过程中的C、N、P和K均表现为释放状态。不同树种间比较,N和C的释放速率差异较大,而P和K差异不显著。相关性分析表明,同类型凋落物中含有较高的N含量有利于分解,而C/N高对凋落物分解不利。本研究还表明凋落物添加可以降低土壤pH值,同时也能够显著增加土壤有机质、全N、碱解N、全P、速效P、全K和速效K的含量。此外,凋落物的添加可以显著降低土壤容重、增加土壤总孔隙度和田间持水率。杂交构树叶、根和茎分解速率在不同树种间对比中最快,因此杂交构树凋落物可以更快参与土壤团聚体形成并为土壤供给养分,适宜作为改良植被应用于南方黏性黄壤土的改良当中。
以煤矿区高环芳烃(HMW-PAHs)污染土壤为研究对象,通过添加环糊精且接种镰刀菌ZH-H2试验,研究镰刀菌ZH-H2处理、环糊精处理及二者组合处理对污染老化土壤5环和6环6种单体PAHs的修复效果。结果表明,镰刀菌单一处理对5环和6环PAHs的去除率在14.37%~22.85%之间;在不同剂量环糊精处理下(J1、J2、J3),J2 处理(1 g/kg)对6种HMW-PAHs单体的去除率表现最高,为13.51%~28.43%;在ZH-H2-环糊精2因素处理中,H+J3处理对6种HMW-PAHs单体(BbF、BkF、BaP、DbA、InP、BghiP)及总量的去除效果最佳,其去除率分别为24.61%、25.15%、23.14%、34.18%、25.76%、23.46%、25.29%,比ZH-H2单一处理分别提高了71.33%、66.68%、28.94%、49.58%、44.94%、55.88%、60.71%(P<0.05)。就5环HMW-PAHs去除率,H+J3处理显著高于H+J1处理,H+J2与H+J3之间差异不显著;针对6环HMW-PAHs去除率,H+J3处理显著高于H+J1、H+J2处理。从土壤酶活性来看,ZH-H2-环糊精2因素处理下土壤木质素过氧化物酶活性均显著高于其他处理,且与5环、6环芳烃去除率大体上呈现显著正相关关系。综合来看,ZH-H2(1 g/kg)-环糊精(5 g/kg)处理是高效修复5~6环芳烃的优势组合。
为揭示“北欧1号”“宇璐”“深秋红”3个沙棘品种光合特性的差异,探究不同沙棘品种成熟叶片形态特征对其净光合速率的影响,分别测定了叶片形态特征及其光合生理指标,并进行相关性分析。结果表明:(1)“宇璐”叶面积最大,“深秋红”叶面积最小,但3个品种叶片形态及各项指标差异均不显著;(2)“北欧1号”的净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、胞间CO2浓度(Ci)、气孔导度(Gs)均显著大于其他2 个品种,水分利用效率和气孔限制值均显著小于其他2 个品种;(3)逐步回归分析表明蒸腾速率、胞间CO2浓度为3个品种净光合速率的主要影响因子,“北欧1号”“深秋红”的净光合速率降低是受气孔导度的影响,而“宇璐”净光合速率降低则是非气孔限制导致。综上说明“北欧1号”通过消耗更多水分维持较高的光合生产能力,“深秋红”通过更高的水分利用率,维持光合生产能力,但“宇璐”与“深秋红”光合速率等指标无显著差异、光合能力相近,说明“宇璐”通过较大的叶面积来保障其光合生产能力。
为研究大丽花扦插影响因子,完善大丽花扦插技术体系,以大丽花"樱花"品种为试验材料,研究了不同扦插时期、不同插穗规格、不同基质、不同生长调节剂及其浓度对扦插生根的影响。研究结果表明,不同扦插时期对扦插生根效果有显著影响,以5月扦插的生根率、生根数和根系效果指数显著好于其他时期;基质种类、生长调节剂种类及浓度对生根效果均有显著影响,以处理6(1 000 mg/L IBA+珍珠岩)扦插生根效果最好,其存活率、生根率、生根数、最大根直径和根系效果指数分别为95.00%、80.00%、9.54条、4.25 mm和41.93,均高于其他处理,且生根率、生根数和根系效果指数显著优于其他所有处理;插穗粗度相同时,8 cm长的插穗在多个指标上均显著好于5 cm长的插穗,而长度相同时,4~6 mm粗的插穗在最大根长和最大根直径上显著好于2~4 mm,因此插穗规格以S3(长8 cm粗4~6 mm)扦插生根效果最好。综合而言,以5月份用长8 cm粗4~6 mm的插穗经1 000 mg/L IBA处理30 s后在珍珠岩扦插其生根情况最好。
为了探究游憩者声景感知与主观幸福感之间的内在作用机理及动力机制,基于刺激-机体-反应理论,以保定市植物园为案例地,构建声景感知、声景恢复性评价与主观幸福感之间的路径关系模型,进行结构模型的检验。结果表明,自然声和人工声对声景恢复性评价均具有显著正向影响,而机械声与声景恢复性评价具有显著负相关;声景恢复性评价对游憩者主观幸福感具有积极的促进作用;机械声不仅对主观幸福感产生直接的负向作用,还可通过声景恢复性评价间接影响主观幸福感。研究结果不仅在理论层面为声景感知、恢复性环境理论及主观幸福感研究提供有益补充,也在实践层面为城市公园景观开发与设计者提供新的路径选择和实践指导,最终有助于实现公园的可持续发展和游憩者幸福感的提升。
