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湿地植物物种多样性无人机高光谱遥感反演研究

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地球信息科学学报 2024年第8期 1954-1974页

作者：唐希颖李化哲崔丽娟赵欣胜翟夏杰雷茵茹李晶王金枝李伟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中国林业科学研究院生态保护与修复研究所北京汉石桥湿地生态系统国家定位观测研究站

湿地植物物种多样性可以反映湿地生态系统的群落组织水平和稳定性，评价湿地健康、退化程度以及修复状况，快速量化物种多样性对保护湿地生物多样性至关重要，然而传统的实地调查方法费时费力，存在时间成本上的局限性，而高光谱技术的... 详细信息

湿地植物物种多样性可以反映湿地生态系统的群落组织水平和稳定性，评价湿地健康、退化程度以及修复状况，快速量化物种多样性对保护湿地生物多样性至关重要，然而传统的实地调查方法费时费力，存在时间成本上的局限性，而高光谱技术的发展为实现这一目的提供了契机。为探究如何通过高光谱技术实现湿地植物物种多样性的精确反演，本研究在陕西汉中朱鹮国家级自然保护区对湿地植物展开调查并同步获取植物冠层的高光谱影像，使用Simpson(DS)、Margalef(DM)、Shannon-Weiner(H')和Pielou(J) 4种指标表征物种多样性，通过随机森林（Random Forest,RF）、BP神经网络（Back Propagation Neural Network,BPNN）和偏最小二乘（Partial Least Squares,PLS） 3种方法建立反演模型，最终实现对区域物种多样性的反演推算。结果表明：一阶微分变换比二阶微分变换能提取出更多的敏感波段，而通过组合任意波段植被指数，可以提高与物种多样性指数的相关性；基于原始光谱数据与基于多特征组合的反演精度接近，且都是RF模型取得较高精度（R2> 0.40）;RF模型对H'和J的反演精度较好，R2高于0.6, DS的R2高于0.5，表明模型有一定预测能力，而DM的R2均低于0.5，模型预测能力并不理想。本研究展示了无人机高光谱技术在湿地植物物种多样性精确反演方面的有效性，证实了通过光谱微分变换和特征变量的提取结合随机森林模型实现无人机尺度的物种多样性反演方法的可靠性。该技术对于可为湿地生物多样性的大尺度检测提供技术支撑，为相关管理部门决策提供参考。

关键词：湿地植物物种多样性无人机高光谱反演机器学习特征选择植被指数

不同干扰强度下土壤理化性状对湿地植物多样性的影响

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生态学杂志 2024年

作者：邹雨函唐希颖崔丽娟雷茵茹李化哲赵欣胜翟夏杰王泽成李伟中国林业科学研究院生态保护与修复研究所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汉石桥湿地生态系统国家定位观测研究站

湿地植物物种多样性对于维护湿地生态系统的结构和功能至关重要。湿地土壤的生态环境变化可能会对其植被类型和生物多样性造成影响。为了解陕西汉中朱鹮国家级自然保护区的湿地植物物种多样性现状，以及不同干扰强度下土壤理化性状对湿... 详细信息

湿地植物物种多样性对于维护湿地生态系统的结构和功能至关重要。湿地土壤的生态环境变化可能会对其植被类型和生物多样性造成影响。为了解陕西汉中朱鹮国家级自然保护区的湿地植物物种多样性现状，以及不同干扰强度下土壤理化性状对湿地植物多样性的影响，本研究于2022年7—8月选择植物生长旺盛期在该保护区进行植物和土壤的实地调查。使用重要值（IV）确定保护区内的优势种，并利用丰富度指数（Patrick指数）、均匀度指数（Pielou指数）、香农指数（Shannon指数）和辛普森指数（Simpson指数）对物种多样性进行评估。同时，测定了土壤主要理化性质，如土壤全碳、全氮、全磷、有机质、pH、含水率和盐度，以探索它们与植物物种多样性的关系。结果显示，保护区内共有植物82种，隶属于30科61属，以草本植物为主。核心区与缓冲区在Shannon指数和Simpson指数上表现出较高的多样性值，而整个研究区的Pielou指数差异不显著。总体而言，植物物种多样性与土壤理化性质间的相关性不强。

关键词：朱鹮国家级自然保护区湿地植物物种多样性人为干扰

基于功能性状及系统发育的闽江福州段湿地植物群落构建

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生态学报 2024年

作者：彭书婷王秋雪王洁徐琪陶浩然武艳芳黄柳菁福建农林大学风景园林与艺术学院棕榈生态城镇发展股份有限公司

群落构建是生态学研究中的论题之一，对湿地植物进行群落构建研究将会对湿地植物的修复与重建工作具有重要意义。为探究城市沿江湿地植物群落构建主要驱动力，以闽江福州段湿地为例，选取四个典型城市沿江湿地公园，基于系统发育结合功... 详细信息

群落构建是生态学研究中的论题之一，对湿地植物进行群落构建研究将会对湿地植物的修复与重建工作具有重要意义。为探究城市沿江湿地植物群落构建主要驱动力，以闽江福州段湿地为例，选取四个典型城市沿江湿地公园，基于系统发育结合功能性状的方法，测定其样地植物地上、地下功能性状与土壤因子，并且构建系统发育树、检测系统发育信号、并计算系统发育指数。结果表明：（1）土壤因子与植物功能性状在四个湿地间都具有显著差异，土壤电导率与比根长的变异性最大。土壤含水量与是影响植物性状变异的主要因素。（2）除叶全氮含量外，其余7个功能性状未检测出明显的系统发育信号，植物功能性状表现为趋同。（3）甘蔗湿地与乌龙江湿地的系统发育结构趋于发散，群落构建的主要驱动力为环境过滤。塔礁洲湿地与闽江河口湿地的系统发育结构表现为聚集，限制相似性为主要驱动因素。总体而言闽江福州段湿地植物群落构建过程由生态位理论主导，环境过滤和相似性限制为主要驱动因素，土壤含水量作为主要的环境筛选影响着闽江福州段湿地植物群落构建过程。不同生境下生态位分化的驱动因素不同，植物功能性状的种间种内变异反映了植物对环境异质性的响应机制。

关键词：群落构建系统发育功能性状环境因子湿地植物

基于PARAFAC及SOM的鄱阳湖湿地植物生物炭不同分子量DOM光谱特征分析

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环境科学学报 2024年

作者：徐鏊雪聂明华晏彩霞汪王宇邓思维丁明军江西师范大学地理与环境学院鄱阳湖湿地与流域研究教育部重点实验室

为探究天然湿地植物生物炭衍生的不同分子量溶解性有机质（BDOM）的光谱性质，本研究采集了鄱阳湖3种湿地植物（苔草、南荻和芦苇）作为生物炭原料，利用紫外-可见吸收光谱、三维荧光光谱技术，结合平行因子分析法（PARAFAC）及自组织... 详细信息

为探究天然湿地植物生物炭衍生的不同分子量溶解性有机质（BDOM）的光谱性质，本研究采集了鄱阳湖3种湿地植物（苔草、南荻和芦苇）作为生物炭原料，利用紫外-可见吸收光谱、三维荧光光谱技术，结合平行因子分析法（PARAFAC）及自组织映射神经网络分析（SOM）对BDOM光谱特征进行分析.结果表明，随BDOM分子量减小，其腐殖化程度和芳香性减弱，自生源特性和类蛋白特性增加.在3种鄱阳湖湿地植物中，南荻BDOM的分子量最小.通过PARAFAC可知，300℃和500℃热解条件下不同分子量BDOM各解析出5种荧光组分，主要由类腐殖质及富里酸构成.袋内截留的胶体态物质荧光强度远高于袋外溶解态物质.随透析袋孔径的增大，袋内物质将更多地流向袋外，使袋外各荧光组分浓度升高.此外，本研究还基于PARAFAC组分的荧光强度和百分比建立了SOM模型，将3D-EEM数据可视化.结果可知，不同分子量、不同湿地植物对BDOM荧光组分的荧光强度及其占比在SOM图谱的分布起重要影响，该结果与PARAFAC分析具有一致性.研究结果对正确认识湿地植物BDOM的结构特性及其环境归趋具有重要意义.

关键词：生物炭 DOM 分子量光谱特征湿地植物

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2011年新疆南疆重点调查湿地植物名录

中国科学数据（中英文网络版） 2024年第2期9卷 194-201页

作者：杨延晓樊景超王晓丽张志勇孙伟新疆农业大学计算机与信息工程学院乌鲁木齐830052 中国农业科学院农业信息研究所北京100081 国家农业科学数据中心北京100081

本文通过对南疆地区重点调查湿地持续一年的多次实地调查研究,获得植物物种信息原始数据,查阅参考《中国植物志》等各类生物多样性、植物志类书籍专著及相关专业数据库相关信息对原始数据进行补充、完善与校对,按照APGIV分类系统(2016)... 详细信息

本文通过对南疆地区重点调查湿地持续一年的多次实地调查研究,获得植物物种信息原始数据,查阅参考《中国植物志》等各类生物多样性、植物志类书籍专著及相关专业数据库相关信息对原始数据进行补充、完善与校对,按照APGIV分类系统(2016),经分类整理、复核、审核,构建了2011年新疆南疆重点调查湿地植物名录。本数据集涉及重点调查湿地共35个,包含植物种名、拉丁文名、别名、门、纲、目、中文科名、拉丁科名、中文属名、拉丁属名、分布湿地名称、生境、植物价值等信息,共11目18科33属58种。本数据集可为今后开展新疆南疆湿地区域植物的物种研究、生态环境质量恢复与合理利用,以及生物多样性保护研究提供数据支撑。

关键词：新疆南疆地区植物名录湿地植物植物多样性

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湿地植物在双碳循环中的生态修复机制研究

中文科技期刊数据库（全文版）自然科学 2024年第5期 49-52页

作者：刘奕良兰州财经大学·农林经济管理学院甘肃兰州730000

本项研究深入分析了湿地植被在双碳循环过程中的生态修复机制。通过对湿地植物进行碳摄取及其贮藏特质的深入探讨,探索它们在降低空气中二氧化碳含量以及优化自然生态条件方面的影响。研究论文集中探讨了湿地植物对碳交换的显著影响以... 详细信息

本项研究深入分析了湿地植被在双碳循环过程中的生态修复机制。通过对湿地植物进行碳摄取及其贮藏特质的深入探讨,探索它们在降低空气中二氧化碳含量以及优化自然生态条件方面的影响。研究论文集中探讨了湿地植物对碳交换的显著影响以及采取何种策略能够高效地运用这些植物实施生态恢复。调查发现湿地植物可以有效地增强碳截存能力,这对于达成碳平衡以及维护生态系统的持久性发展扮演着关键角色。

关键词：湿地植物双碳循环生态修复碳吸收生态环境

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黄河入海口的湿地植物

大自然 2024年第1期 30-35页

作者：李勇(文/图) 天津自然博物馆

“黄河之水天上来,奔流到海不复回”。九曲黄河从巴彦喀拉山起源,一路万里奔腾在山东汇入渤海,在山东东营黄河入海口形成了独有的奇景。2023年金秋时节,作者来到山东黄河三角洲国家级自然保护区,不仅一睹了黄河入海的壮丽景象,也考察了... 详细信息

“黄河之水天上来,奔流到海不复回”。九曲黄河从巴彦喀拉山起源,一路万里奔腾在山东汇入渤海,在山东东营黄河入海口形成了独有的奇景。2023年金秋时节,作者来到山东黄河三角洲国家级自然保护区,不仅一睹了黄河入海的壮丽景象,也考察了这里的湿地植物。

关键词：山东东营黄河入海口黄河之水天上来九曲黄河湿地植物

基于层次分析法的建筑再生骨料人工湿地植物评价模型构建与应用

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净水技术 2024年第4期43卷 76-84,201页

作者：马越姬国强胡艺泓杨亚欧王辉李家科李亚娇陕西省西咸新区沣西新城开发建设<集团>有限公司海绵城市技术中心陕西西安712000 西安科技大学建筑与土木工程学院陕西西安710054 西安理工大学省部共建西北旱区生态水利国家重点实验室陕西西安710048 西安理工大学水利水电学院陕西西安710048

研究以混合建筑再生骨料、红砖和砾石为填料,菖蒲、香蒲、鸢尾、芦苇、美人蕉、再力花、风车草为供试植物,利用层次分析法,构建了基于植物生长特性、生理特性、水质净化效果和经济成本为准则层的人工湿地植物评价体系。结果表明,对4个... 详细信息

研究以混合建筑再生骨料、红砖和砾石为填料,菖蒲、香蒲、鸢尾、芦苇、美人蕉、再力花、风车草为供试植物,利用层次分析法,构建了基于植物生长特性、生理特性、水质净化效果和经济成本为准则层的人工湿地植物评价体系。结果表明,对4个准则层进行排序为水质净化效果(0.6144)>生长特性(0.1727)>经济成本(0.1187)>生理特性(0.0942);在净化效果中,4个因子的权重排序为TN(0.3050)=TP(0.3050)>氨氮(0.2769)>COD_(Cr)(0.1131)。生长特性中风车草得分最高(0.585),鸢尾得分最低(0.229);生理特性中芦苇得分最高(0.410),鸢尾得分最低(0);净化效果中风车草得分最高(2.858),菖蒲和再力花得分最低(1.361)。根据该评价体系,7种植物的综合排序依次为风车草、香蒲、芦苇、美人蕉、鸢尾、菖蒲、再力花。为充分发挥植物在湿地中的作用,可选取综合排序前3的植物用于影响因素的研究。

关键词：人工湿地建筑再生骨料层次分析法湿地植物净化效果评价模型

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阅海湖湿地植物群落结构及其多样性

中南农业科技 2024年第5期45卷 265-267页

作者：王晓奕于金山黄晓晨万永鹏银川市水产技术推广服务中心银川750001 宁夏石嘴山市畜牧水产技术推广服务中心宁夏石嘴山753000 宁夏大学土木与水利工程学院银川750021

为探究阅海湖湿地植物群落结构、分布、种类及其多样性等特征,于2021年在阅海湖湿地设置调查样方,记录样方内的所有植物种类,并选取物种重要值、丰富度指数(Margalef)(D)、多样性指数(Shannon-Wiener)(H)作为指标,对研究区不同植物类型... 详细信息

为探究阅海湖湿地植物群落结构、分布、种类及其多样性等特征,于2021年在阅海湖湿地设置调查样方,记录样方内的所有植物种类,并选取物种重要值、丰富度指数(Margalef)(D)、多样性指数(Shannon-Wiener)(H)作为指标,对研究区不同植物类型的物种多样性进行分析和比较。结果表明,阅海湖湿地分布有37科85属127种维管植物,包含蕨类植物2科2属2种,裸子植物1科2属2种,被子植物34科81属123种,其中双子叶植物26科62属95种,单子叶植物8科19属28种;主要植物群落以芦苇群落、香蒲群落以及二者混生的香蒲芦苇群落为主,在河水区域主要以沉水的茨藻群、狐尾藻群和眼子菜群为主;阅海湖湿地植物2021年多样性指数(Shannon-Wiener)在0.18~3.37,丰富度指数(Margalef)在0.45~4.67。表明阅海湖湿地植物物种多样性低,群落稳定性相对较差。

关键词：阅海湖湿地湿地植物种类群落结构物种多样性