论文部分内容阅读
本文以三峡水库典型缓坡消落带——白家溪消落带为研究区,利用遥感技术,结合地面实地调查数据估算了消落带植被在水位落干期各个生长时期的地上生物量(Aboveground Biomass,AGB),探索了国产卫星数据在消落带生态监测方面的潜力;通过AGB进一步获得地上净初级生产力(Aboveground Net Primary Productivity,ANPP)时空数据集,重点分析了ANPP的时空变异格局及主要影响因素,得到以下主要结论:(1)国产高分遥感影像在消落带植被生态监测工作中具有较好的应用潜力。在随机森林算法支持下,利用国产高分遥感影像可有效进行植物群落分类、叶面积指数(Leaf Area Index,LAI)和生物量估计。通过精度评价发现,估计值(预测值)与实际观测值之间差异较小(精度较高),估算的不同生长季LAI和AGB值和预测的植物群落空间分布数据能满足后续研究分析。(2)消落带植被ANPP在各生长季呈现不同形式的沿高程带带状分布特征。植物群落类型所具有的内在生理特性(如生殖方式、抗逆性、物候期)的差异、水位波动对植被生长过程中的物候和生理胁迫的干扰强度差异,以及光能利用率(用日均叶面积因子表征)是ANPP空间变异的重要因素。此外,放牧干扰对区域ANPP空间分异也存在一定的影响,放牧干扰区域ANPP小于未受放牧干扰区。光合有效辐射、土壤水分和土壤pH和土壤有机质含量(Soil Organic Matter,SOM)对ANPP空间分异的影响相对较小。(3)消落带植被ANPP季节变化特征显著,总体呈先降低(5-6月)后增大(6-7月)再降低(7-9月)的变化特征,其中6-7月ANPP最大。不同高程带植被ANPP季节变化格局差异明显,各种生态环境影响因素(温度、降雨量、光合有效辐射以及水位波动)的影响方式和强度各不相同。其中,温度、降雨量和水位波动是引起低海拔区域ANPP季节变化的主要因素;而在中高海拔区域,水位波动影响相对较小,辐射耦合温度和降水成为这些区域ANPP季节变化的主要因素。这种不同高程主要影响因素的差异性主要是由各高程所覆盖的主要植物群落类型和水位波动影响强度差异导致的植物生长期物候不同以及植被本身生理特征的差异所决定的。(4)消落带具有极大的固碳潜力,具有与沼泽湿地媲美的固碳功能,因此可充分利用这一特性开展消落带草地的合理利用。狗牙根单优群落在所有消落带群落中具有优势的生产力,这可为消落带生态恢复和管理提供科学参考。鉴于水位波动在消落带植物生长过程中(特别是生长初期和中期)的重要作用,建议可根据特定的管理目标,通过水位波动控制植被生长萌芽期以及对植被的淹水胁迫强度,控制植物长势、固碳能力以及生物多样性。ANPP是生态系统功能变化的重要物质基础和能量来源,是表征生态系统功能的关键参量。本文对水位波动节律影响下的消落带时空变化特征、规律及其影响因素的探讨,对于后续开展现行水位运行模式下消落带生态系统功能系统变化评估和消落带科学管理提供了必要的基础理论支持,对于保障消落带生态系统稳定和水库生态安全具有重要的科学意义。