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Estimating leaf mercury content in Phragmites australis based on leaf hyperspectral reflectance

Ecosystem Health and Sustainability 2020年第1期6卷 240-250,239页

作者： weiwei Liu Mengjie Li Manyin Zhang DaanWang Ziliang Guo Songyuan Long Si Yang Henian Wang wei Li Yukun Hu yuanyun wei Hongye Xiao Institute of Wetland Research Chinese Academy of ForestryBeijingChina Beijing Key Laboratory of Wetland Services and Restoration BeijingChina cHengshuihu National Wetland Ecosystem Research Station HengshuiHebeiChina Hanshiqiao National Wetland Ecosystem Research Station BeijingChina

Introduction:Highmercury(Hg)concentrations affect the chlorophyll in leaves,therebymodifying leaf *** is a promising technique for the rapid,nondestructive evaluation of leaf Hg *** this study,we investigated Hg contents and reflective hyperspectra of reed leaves(Phragmites communis)in a gold mining(Jilin province,China).Spectral parameters sensitive to Hg content were identified through basic spectral transformations,continuous wavelet transformation(CWT),and spectral indices *** Hg inversion models were developed using stepwise multiple linear regression,partial least squares regression,and random forest ***:The results indicated that:1)leaf Hg content decreased with increasing distance from the mine:Jiapigou(JPG)>Erdaocha(EDC)>Laojingchang(LJC)>Erdaogou(EDG)>Lingqian(LQ)>weishahe(WSH).2)Hg–sensitive wavelengths were primarily in the visible region;CWT increased the correlation between hyperspectral data and leaf Hg content,and improved the regression and accuracy of inversion;3)the continuumremoval–CWT–stepwise multiple linear regression was better for estimating low leaf Hg content;while the differential spectral index–partial least squares regression was better for estimating high leaf Hg ***:These hyperspectral inversion methods could be used for rapid,nondestructive monitoring of wetland plants.

关键词： Mercury pollution reed leaf hyperspectrum inversion model nondestructive monitoring

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季节性冻融期亚高山/高山森林细根分解动态

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林业科学 2013年第8期49卷 21-28页

作者：魏圆云武志超杨万勤吴福忠四川农业大学生态林业研究所成都611130 中国林业科学研究院湿地研究所北京100091 北京市产品质量监督检验院北京101300

为了解季节性冻融期不同阶段土壤冻融作用对细根分解的影响,采用凋落物分解袋法测定粗枝云杉、红桦和岷江冷杉细根在川西亚高山/高山森林区不同海拔地段(3023,3298,3582m)5个冻融阶段(初冻期、深冻期、融化前期、融化中期和完全融化期)... 详细信息

为了解季节性冻融期不同阶段土壤冻融作用对细根分解的影响,采用凋落物分解袋法测定粗枝云杉、红桦和岷江冷杉细根在川西亚高山/高山森林区不同海拔地段(3023,3298,3582m)5个冻融阶段(初冻期、深冻期、融化前期、融化中期和完全融化期)的分解动态。结果表明:经过一个季节性冻融期细根残留率为88%～92%,不同海拔和不同树种之间差异显著。季节性冻融期各阶段均对3个树种细根分解具有明显贡献,但贡献率随着分解的延读表现出降低的趋势,且较低海拔的这种趋势更加明显。细根分解速率常数在0.1776～0.2424之间,各阶段细根相对失质量率与土壤温度密切相关,但细根分解速率与细根初始质量多项指标的相关性均不显著。建立包含季节性冻融期土壤平均温度、土壤温度波动、细根钙含量和细根木质素与氮比值的回归模型,可解释95%的细根分解速率差异形成原因。这些结果表明温度导致的土壤冻融过程是影响季节性冻融期细根分解速率的重要原因,而细根质量的影响相对较弱。

关键词：细根分解亚高山高山森林季节性冻融相对失质量率

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湿地恢复的适宜性评价——以北京延庆蔡家河湿地恢复工程为例

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林业资源管理 2016年第5期 112-117页

作者：马牧源崔丽娟魏圆云杨思张曼胤中国林业科学研究院湿地研究所湿地生态功能与恢复北京市重点实验室

湿地恢复适宜性评价是湿地保护与恢复工程建设的前提。以北京市蔡家河湿地恢复工程为研究对象,构建湿地恢复适宜性评价框架和指标体系,对蔡家河湿地的恢复潜力进行定量分析与评价,并通过态势分析法确定恢复方案。结果表明:3个拟恢复地... 详细信息

湿地恢复适宜性评价是湿地保护与恢复工程建设的前提。以北京市蔡家河湿地恢复工程为研究对象,构建湿地恢复适宜性评价框架和指标体系,对蔡家河湿地的恢复潜力进行定量分析与评价,并通过态势分析法确定恢复方案。结果表明:3个拟恢复地块均处于非常适宜恢复状态,植物条件和土地利用类型是恢复建设的主要限制因子;恢复方案设计中,地块1以恢复湿地近自然景观为主,兼顾科普宣教、观赏休闲功能,地块2和地块3则以恢复湿地鸟类栖息地为主要目的。研究表明湿地恢复适宜性评价与态势分析相结合,可有效地对湿地恢复方案进行综合评估,为合理规划湿地恢复目标,确定湿地景观布局提供科学依据,也可为恢复后的湿地管理提供决策支持。

关键词：适宜性评价湿地恢复景观规划河流湿地蔡家河

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外源碳输入对华北平原农田和湿地土壤有机碳矿化及其温度敏感性的影响

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中国生态农业学报（中英文） 2019年第10期27卷 1463-1471页

作者：魏圆云崔丽娟张曼胤刘魏魏王大安杨思肖红叶中国林业科学研究院湿地研究所/湿地生态功能与恢复北京市重点实验室北京100091 河北衡水湖湿地生态系统国家定位观测研究站衡水053000

研究外源碳输入和气候变暖对土壤有机碳矿化的影响,对于深入理解土壤有机碳的稳定和积累机制以及其对全球变化的响应具有重要意义。通过为期35 d的室内培养试验,利用^13C稳定同位素标记技术,研究了华北平原典型农田和湿地土壤在15℃和2... 详细信息

研究外源碳输入和气候变暖对土壤有机碳矿化的影响,对于深入理解土壤有机碳的稳定和积累机制以及其对全球变化的响应具有重要意义。通过为期35 d的室内培养试验,利用^13C稳定同位素标记技术,研究了华北平原典型农田和湿地土壤在15℃和25℃下的土壤有机碳矿化及激发效应。结果表明,土地利用类型(农田/湿地)、温度(15℃/25℃)和葡萄糖添加[0.4 mg(C)·g^-1]对土壤有机碳矿化均具有显著影响。在相同培养温度下,未添加葡萄糖的农田和湿地土壤有机碳矿化无显著差异,而添加葡萄糖处理下农田土壤有机碳矿化显著高于湿地土壤。除湿地土壤在15℃下培养外,添加葡萄糖显著促进了农田和湿地土壤有机碳矿化,农田土壤有机碳矿化的激发效应显著高于湿地土壤。温度升高显著促进了农田和湿地土壤有机碳矿化,培养过程中土壤有机碳矿化温度敏感性Q10为1.2~1.6,土地利用类型和葡萄糖添加对土壤有机碳矿化温度敏感性的影响都不显著。在温度升高和外源碳输入的共同作用下,农田土壤有机碳矿化显著高于湿地土壤。

关键词：土壤有机碳矿化外源碳输入气候变暖土地利用类型激发效应温度敏感性 ^13C稳定同位素

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基于生态系统服务价值的湿地恢复工程效益分析——以北京市延庆县蔡家河为例

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生态学报 2015年第13期35卷 4287-4294页

作者：魏圆云崔丽娟张曼胤康晓明马牧源赵欣胜中国林业科学研究院湿地研究所北京100091

根据实地测量数据,以中国陆地生态系统单位面积生态服务价值当量表为基础,应用经济学原理将静态的生态系统服务价值转化为动态的资金流量,核算了考虑货币时间价值的资金净现值,对北京市一处面积为37 hm2的湿地恢复工程进行了效益分析研... 详细信息

根据实地测量数据,以中国陆地生态系统单位面积生态服务价值当量表为基础,应用经济学原理将静态的生态系统服务价值转化为动态的资金流量,核算了考虑货币时间价值的资金净现值,对北京市一处面积为37 hm2的湿地恢复工程进行了效益分析研究。结果表明,研究区域的生态系统服务价值在湿地恢复工程实施后由584478元增加至3579713元。在所考察的9项生态系统服务功能中废物处理、气候调节和水源涵养对价值变化的贡献率较大,食物生产和原材料的贡献率为负值。以3a和5a为收益期计算所得的内部收益率分别为-26.81%和-4.67%,此时湿地恢复工程亏损;以10a为收益期计算所得的内部收益率为11.43%,湿地恢复工程取得良好收益。在设定折现率为4.2%,只计算可用直接市场法核算的生态系统服务情况下,湿地恢复工程的投资回收期为14.96年。为合理评估湿地恢复工程效益,应适当延长工程验收时间。在当前基准利率水平下,湿地恢复工程具有潜在盈利能力。

关键词：生态系统服务价值湿地恢复工程货币时间价值内部收益率投资回收期

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基于连续小波变换和随机森林的芦苇叶片汞含量反演

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中国生态农业学报 2018年第11期26卷 1730-1738页

作者：李梦洁张曼胤崔丽娟王贺年郭子良李伟魏圆云杨思龙颂元中国林业科学研究院湿地研究所/湿地生态功能与恢复北京市重点实验室北京100091 河北衡水湖湿地生态系统国家定位观测研究站衡水053000 北京汉石桥湿地生态系统国家定位观测研究站北京101399

植物重金属污染是当今世界面临的重大生态环境问题之一,高光谱技术为快速、大面积监测植被重金属含量提供了可能性。本研究以重金属汞(Hg)和湿地植物芦苇为研究对象,采用连续小波变换(CWT)和随机森林(RF)算法相结合的方法建立芦苇叶片... 详细信息

植物重金属污染是当今世界面临的重大生态环境问题之一,高光谱技术为快速、大面积监测植被重金属含量提供了可能性。本研究以重金属汞(Hg)和湿地植物芦苇为研究对象,采用连续小波变换(CWT)和随机森林(RF)算法相结合的方法建立芦苇叶片总汞含量反演模型,以期寻求一种较为精准的植物汞污染反演模型,未来可通过高光谱技术建立模型来无损、快速估测湿地植物重金属汞污染情况,为湿地生态系统的监测提供方法支持。结果表明:芦苇叶片总汞含量敏感波段主要分布在可见光波段419~522 nm、664~695 nm和724~876nm以及近红外波段1 450~1 558 nm和1 972~2 500 nm;经CWT变换后,小波系数与叶片总汞含量的相关系数绝对值提高0.04~0.18,所构建的预测反演模型拟合效果R^2提高0.107~0.177,模型精度RMSE提高0.008~0.013,其中利用经小波变换的去包络线光谱(CR-CWT)数据建立的RF模型对芦苇叶片总汞含量的反演精度和拟合效果最优(R^2=0.713,RMSE=0.127);同时在土壤总汞含量约为20 mg?kg^(-1)时,采用CR-CWT数据构建RF模型的方法来反演芦苇叶片总汞含量更为准确和可靠(R^2=0.825,RMSE=0.051)。因此,利用RF算法进行植被重金属含量的反演具有一定的现实可行性,而结合CWT后所构建的反演模型对指导植被重金属含量监测更具参考价值,应用前景广阔。

关键词：连续小波变换随机森林高光谱重金属汞芦苇叶片

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陆域自然保护区选址与规划设计研究进展

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世界林业研究 2018年第1期31卷 29-34页

作者：郭子良张曼胤崔丽娟杨思王贺年魏圆云中国林业科学研究院湿地研究所北京100091 湿地生态功能与恢复北京市重点实验室北京100091 河北衡水湖湿地生态系统国家定位观测研究站河北衡水053000

人口持续增加和人类社会发展对野生动植物及其生境产生了巨大的威胁。科研人员从物种多样性维持机制、致危原因、就地保护和迁地保护等多方面开展了大量探索和研究工作，事实证明建立自然保护区是生物多样性保护最有效的途径之一。文中... 详细信息

人口持续增加和人类社会发展对野生动植物及其生境产生了巨大的威胁。科研人员从物种多样性维持机制、致危原因、就地保护和迁地保护等多方面开展了大量探索和研究工作，事实证明建立自然保护区是生物多样性保护最有效的途径之一。文中从自然保护区选址和规划设计2个角度，介绍了生物多样性地理分布格局、岛屿生物地理学和集合种群等相关理论，整理和总结了自然保护区选址和规划设计等方面的研究进展，分析了当前自然保护区选址和规划设计中的前沿和可能存在的问题，并对其未来可能的发展方向进行了探讨，以期为我国自然保护区选址和建设的研究及实践提供参考。

关键词：自然保护区选址规划设计功能分区

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湿地公园小品特色分析——以北京翠湖、北京南海子湿地公园为例

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农学学报 2015年第7期5卷 97-105页

作者：孙宝娣崔丽娟李伟张曼胤魏圆云中国林业科学研究院湿地研究所北京100091

湿地公园小品即指使用于栖息地保护的湿地场所,也能为人类提供某种活动方式,包含科普教育、自然风景观光、休闲散步和观鸟等内容的设施或建筑。它是湿地景观中的一种新的文化类型,其重要作用正日益被人们所认识。笔者从不同尺度评述了... 详细信息

湿地公园小品即指使用于栖息地保护的湿地场所,也能为人类提供某种活动方式,包含科普教育、自然风景观光、休闲散步和观鸟等内容的设施或建筑。它是湿地景观中的一种新的文化类型,其重要作用正日益被人们所认识。笔者从不同尺度评述了北京市翠湖湿地公园、北京市南海子湿地公园2个案例小品的建设情况,分析了湿地公园小品空间布局、空间造型、材质选取、文化体现4个方面的设计,得出了湿地公园小品的特色:空间布局以湿地体验展示区和服务管理区为主;空间造型主要以湿地动植物造型为依托;材质是取之于湿地,用之于湿地;颜色选取为与湿地公园基调颜色相协调的原生木、石色,淡蓝色,绿色等:文化体现多是通过造型来表现。

关键词：湿地公园小品翠湖南海子特色

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中国湿地分级体系建设现状与探讨

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湿地科学 2018年第3期16卷 322-328页

作者：郭子良张曼胤崔丽娟杨思王贺年魏圆云肖红叶中国林业科学研究院湿地研究所北京100091 湿地生态功能与恢复北京市重点实验室北京100091 河北衡水湖湿地生态系统国家定位观测研究站河北衡水053000

在人类活动等多种因素作用下,一些湿地遭到严重破坏,湿地保护与管理已经成为涉及国家安全的重要战略问题。为了促进中国湿地分级体系的进一步规范,通过对湿地分级体系、重要湿地认定标准和湿地名录等资料整理和比较,分析了中国湿地分级... 详细信息

在人类活动等多种因素作用下,一些湿地遭到严重破坏,湿地保护与管理已经成为涉及国家安全的重要战略问题。为了促进中国湿地分级体系的进一步规范,通过对湿地分级体系、重要湿地认定标准和湿地名录等资料整理和比较,分析了中国湿地分级管理的必要性和现状,探讨了各省、自治区和直辖市重要湿地认定标准及其名录进展等。结果表明,首先,在有限资源和条件下,中国建立湿地分级体系是十分必要的;其次,通过10余年的湿地分级管理探索,中国提出了建立包括国家重要湿地、地方重要湿地和一般湿地的湿地分级体系;有19个省、自治区和直辖市通过法规、文件的形式,明确了其湿地分级体系,13个省、自治区和直辖市已经公布了其重要湿地名录,同时,多个省级行政区分别从湿地生态系统、物种、湿地文化等方面制定了重要湿地认定标准。建立湿地分级体系是对中国现有湿地保护管理的有益补充;指出了目前中国湿地分级体系建设出现的主要问题,认为中国的湿地分级体系总体上是科学合理的,但是应该进一步明确其细化分级等级,协调地方湿地分级管理与国家要求的关系,各省、自治区和直辖市应该尽快制定地方重要湿地认定标准及其名录,正确处理湿地分级体系与湿地保护管理体系的关系。

关键词：湿地分级体系重要湿地认定标准湿地保护

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湿地公园设施研究概述

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林业调查规划 2015年第1期40卷 56-62页

作者：李源源孙宝娣崔丽娟李伟张曼胤魏圆云中国林业科学研究院湿地研究所北京100091

对湿地公园设施的定义进行了完善,根据该定义概述了国内外湿地公园设施研究进展,继而归纳了湿地公园设施分类,根据湿地公园设施尺度的不同分为大尺度设施、中尺度设施和小尺度设施3类。分析了湿地公园设施功能:构成湿地公园的重要部分;... 详细信息

对湿地公园设施的定义进行了完善,根据该定义概述了国内外湿地公园设施研究进展,继而归纳了湿地公园设施分类,根据湿地公园设施尺度的不同分为大尺度设施、中尺度设施和小尺度设施3类。分析了湿地公园设施功能:构成湿地公园的重要部分;充实观赏湿地景观;突出湿地主题;衬托湿地生态景观。展望了湿地公园设施的发展趋势。

关键词：湿地公园设施研究进展功能分析发展趋势

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