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基于MODIS数据的神农架大九湖泥炭藓沼泽植被指数变化研究

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生态学报 2019年第13期39卷 4872-4882页

作者：庞毓雯黄雨馨俞立鹏问静怡吴玉环徐俊锋杭州师范大学遥感与地球科学研究院杭州311121 浙江省湿地与区域变化研究重点实验室杭州311121 浙江安吉小鲵国家级自然保护区湖州313300 杭州师范大学生命与环境科学学院杭州310036

泥炭藓是陆地生态系统中最重要的固碳植物之一,固碳量约占全球土壤碳的15%。近几十年来,由全球气候变暖导致的泥炭藓沼泽水热状况变化对泥炭藓的固碳量和速率产生影响。选取我国最重要的亚高山泥炭沼泽--神农架大九湖泥炭藓沼泽为试验区... 详细信息

泥炭藓是陆地生态系统中最重要的固碳植物之一,固碳量约占全球土壤碳的15%。近几十年来,由全球气候变暖导致的泥炭藓沼泽水热状况变化对泥炭藓的固碳量和速率产生影响。选取我国最重要的亚高山泥炭沼泽--神农架大九湖泥炭藓沼泽为试验区,以分析中纬度地区泥炭藓沼泽植被生长状况受气候变化的影响。研究以2000-2017年MODIS植被指数NDVI和EVI为数据源,通过对比Logistic模型订正后的NDVI和EVI时间序列在泥炭藓沼泽植被生长状况监测中的优劣,选出最佳指标以获得18年来泥炭藓沼泽植被生长状况的变化趋势。研究结果表明:1)Logistic模型能够很好的消除泥炭藓沼泽植被指数时间序列的噪声;2)在季节和年际两个时间尺度上,EVI对泥炭藓沼泽植被生长状况的监测效果均优于NDVI。在季节周期上,虽然EVI和NDVI均得到泥炭藓沼泽植被生长周期规律,但EVI更灵敏。在年际分析中,EVI有更大的值域响应空间,以准确反映泥炭藓沼泽植被的年际变化规律;3)由EVI获得18年来泥炭藓沼泽植被变化趋势指出,泥炭藓沼泽植被呈显著微弱增长,年均EVI增长率为3.8‰(R^2=0.45,P泥炭藓沼泽植被生长状况的动态变化。

关键词：泥炭藓沼泽 logistic模型 NDVI EVI 时序分析

天宝岩国家级自然保护区4种类型泥炭藓沼泽植被组成及其与环境因子的关系

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应用与环境生物学报 2016年第4期22卷 631-638页

作者：肖石红张中瑞覃德华何东进刘进山吴建勤蔡昌棠游巍斌沈云强简立燕福建农林大学林学院福州350002 福建师范大学地理科学学院福州350007 河南科技大学农学院洛阳471003 福建永安天宝岩国家级自然保护区永安366032

基于野外样地调查资料,运用主成分分析(PCA)与冗余分析(RDA)等方法,研究天宝岩国家级自然保护区4种类型泥炭藓沼泽(泥炭藓类型、水竹类型、垂穗石松类型和灯芯草类型)的植被组成、物种多样性特征及其与土壤层和苔藓枯落物层环境因子的... 详细信息

基于野外样地调查资料,运用主成分分析(PCA)与冗余分析(RDA)等方法,研究天宝岩国家级自然保护区4种类型泥炭藓沼泽(泥炭藓类型、水竹类型、垂穗石松类型和灯芯草类型)的植被组成、物种多样性特征及其与土壤层和苔藓枯落物层环境因子的相关性.结果表明:研究区内共有植物28科41属44种,4种类型泥炭藓沼泽的物种组成差异性较大,但科属种的分布比较均匀;植物区系分析发现,天宝岩泥炭沼泽植被区系主要由泛热带分布型和北温带分布型2类构成;PCA结果显示,同种类型泥炭藓沼泽各样地的分布较为集中,个别样地分布比较分散,但4种类型泥炭藓沼泽样地之间的差异较大,PCA二维排序图清晰显示了4种类型泥炭藓群落与环境因子之间的相关性;而RDA表明,土壤容重、木本层盖度、土壤自然含水量和苔藓枯落物层最大持水率成为影响其植被组成的主要环境因子,这些因子能够显著解释物种多样性变化的最小组合.本研究结果表明,不同类型泥炭藓沼泽物种组成对环境因子的响应有差异,而环境水分特征是影响其植物组成分异的主要驱动力.

关键词：泥炭藓沼泽植物区系物种多样性 PCA分析 RDA分析天宝岩国家级自然保护区

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泥炭藓沼泽遥感监测机理研究

泥炭藓沼泽遥感监测机理研究

作者：王甜甜杭州师范大学

学位级别：硕士

泥炭地强大的固碳能力以及天然的地质记录特性,使其在全球碳循环和气候变化研究中占有相当重要的地位。泥炭藓(Sphagnum)是泥炭地中累积泥炭的关键,同时也是泥炭沼泽生态环境变化的指示植物,因此泥炭藓的监测对泥炭地区碳循环和生态环... 详细信息

泥炭地强大的固碳能力以及天然的地质记录特性,使其在全球碳循环和气候变化研究中占有相当重要的地位。泥炭藓(Sphagnum)是泥炭地中累积泥炭的关键,同时也是泥炭沼泽生态环境变化的指示植物,因此泥炭藓的监测对泥炭地区碳循环和生态环境变化研究具有重要意义。泥炭沼泽地分布主要集中于北方高纬度地区,且泥炭藓较为脆弱,受温度、降雨和蒸发影响较大变化较快,传统通过实地采样的方法,已经不能满足监测的需要。为了提高时效性和准确性,结合遥感技术的植被监测方法已得到大规模的研究和应用。考虑到泥炭藓的生理结构特性,现有针对维管植物的遥感反演方法并不能实现泥炭藓沼泽地的精确反演。因此,本研究通过探究泥炭藓与维管束植物的光谱区别,从植被生理角度阐述泥炭藓光谱机理,找出泥炭藓光谱特异性特征。根据泥炭藓光谱特异特征构建泥炭藓光谱反演模型,并验证模型精度,旨在提高泥炭藓沼泽反演精度,为泥炭藓生态环境变化监测等研究提供科学依据。本研究主要取得以下结论:(1)泥炭藓与维管植物在光谱上有明显区别。在细胞结构波段,泥炭藓在1000nm处受细胞结构和含水量的共同作用下,有明显区别于维管植物的特异性,且特征较为稳定,因此可以用细胞结构波段来区分泥炭藓和维管植物。(2)色素是影响泥炭藓和维管植物光谱特征主要因素。泥炭藓的叶绿素和类胡萝卜素含量较维管植物少,这使得在色素波段的两者反射率有明显区别;泥炭藓处于不同生长期以及品种不同,其花青素含量也不同,绿色泥炭藓和红色泥炭藓的光谱特征在色素部分也有明显区别,并且,随着花青素含量的增加,光谱出现“红移”现象。(3)基于1006nm波段反射率所构建的泥炭藓含水量反演模型能够精确的反演泥炭藓含水量。通过对泥炭藓单波段和水指数相关性分析,得出泥炭藓在1006nm波段的反射率与其含水量呈极显著相关,最佳模型为一元非线性二次多项式模型,模型的相对误差平均为6.379%。

关键词：泥炭藓沼泽遥感机理光谱特征含水量反演模型定量研究

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长白山区典型泥炭藓沼泽的有壳变形虫

湿地科学 2010年第3期8卷 249-255页

作者：李鸿凯王升忠卜兆君赵红艳安芷生 Edward A D Mitchell 马云艳中国科学院地球环境研究所黄土与第四纪地质国家重点实验室陕西西安710075 东北师范大学泥炭沼泽研究所吉林长春130024 中国科学院研究生院北京100049 Laboratoryof Soil Biology University of Neuchatel Neuchatel 2009 Switzerland

选择长白山区哈泥、金川、圆池和赤池4个典型泥炭藓沼泽作为研究地点,在系统采样基础上调查了有壳变形虫的种类组成特征。75个样品共记录到有壳变形虫33种。这些种类均为国外研究中的常见种类,其中优势种类有苔藓鳞盖虫(Assulina muscor... 详细信息

选择长白山区哈泥、金川、圆池和赤池4个典型泥炭藓沼泽作为研究地点,在系统采样基础上调查了有壳变形虫的种类组成特征。75个样品共记录到有壳变形虫33种。这些种类均为国外研究中的常见种类,其中优势种类有苔藓鳞盖虫(Assulina muscorum)、表壳圆壳虫(Cyclopyxis arcelloidestype)、蛹壳虫/三足虫(Croythion-Trinematype)、巧茄壳虫(Hyalosphenia eleglans)、结节鳞壳虫(Euglypha tuberculatatype)、网匣壳虫(Centropyxiscassistype)、染色梨壳虫(Nebela tincta)、泥炭藓截口虫(Heleopera sphagni)。特别是凤蝶茄壳虫(***)为国内新纪录,它是泥炭藓沼泽的典型种类之一。其他研究中常见的Amphitrema flavum在本研究中未发现。

关键词：长白山区泥炭藓沼泽有壳变形虫

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鄂西七姊妹山泥炭藓沼泽植物多样性

武汉植物学研究 2008年第5期26卷 482-488页

作者：马广礼雷耘汪正祥尤冬梅华中师范大学生命科学学院武汉430079 湖北大学资源环境学院武汉430062

以湖北宣恩县七姊妹山泥炭藓沼泽植被为研究对象,对其物种组成、群丛类型、植物群落生物量、物种重要值及多样性特征进行了分析。结果表明,该沼泽物种组成较为丰富,共计41科65属94种;沼泽植被可区分为9个群丛,其中泥炭藓（Sphagnum palu... 详细信息

以湖北宣恩县七姊妹山泥炭藓沼泽植被为研究对象,对其物种组成、群丛类型、植物群落生物量、物种重要值及多样性特征进行了分析。结果表明,该沼泽物种组成较为丰富,共计41科65属94种;沼泽植被可区分为9个群丛,其中泥炭藓（Sphagnum palustre ***）、野灯心草（Juncus setchuensis）和堇菜（Viola verecunda）为9个群丛共有种。在9个群丛中,大理苔草-泥炭藓群丛（*** taliensis-Sphagnum palustre ***）的生物量最高,亮鞘苔草-泥炭藓群丛（*** fargesii-Sphagnum palustre ***）的生物量最低;泥炭藓的生物量占其所在群丛总生物量的74.78%～91.18%。泥炭藓的平均盖度为88.6%,在其中7个群丛中,泥炭藓的重要值大于其他物种的重要值。在群丛物种多样性指数中,丰富度指数（R）最高的为西南小叶地笋＋庐山藨草-泥炭藓群丛（*** coreanus ***＋Scirpus lushanensis-Sphagnum palustre ***）,优势度指数（C）最高的为亮鞘苔草-泥炭藓群丛,多样性指数（H’）最高的为西南小叶地笋＋野灯心草-泥炭藓群丛（*** coreanus ***＋Juncus setchuensis-Sphagnum palustre ***）,均匀度指数（J）最高的为野灯心草＋宜昌苔草-泥炭藓群丛（*** setchuensis＋Carex alliiformis-Sphagnum palustre ***）。

关键词：七姊妹山泥炭藓沼泽物种组成植物多样性生物量

长期排水造林对云贵高原亚热带泥炭藓沼泽土壤理化性质的影响

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林业资源管理 2023年第1期 80-86页

作者：杨浚恒崔海军石珣珣郭应张璞韬毕晓婷西南林业大学云南省高原湿地保护修复与生态服务重点实验室西南林业大学国家高原湿地研究中心/湿地学院盘州市自然资源局

探究排水造林对亚热带泥炭藓沼泽土壤理化性质的影响，为科学保护与恢复该类型湿地提供理论基础。选择贵州娘娘山湿地天然泥炭藓沼泽为对照样地，选择经立地条件相似的泥炭藓沼泽排水造林20年形成的柳杉林为处理样地，比较二者表层(0～1... 详细信息

探究排水造林对亚热带泥炭藓沼泽土壤理化性质的影响，为科学保护与恢复该类型湿地提供理论基础。选择贵州娘娘山湿地天然泥炭藓沼泽为对照样地，选择经立地条件相似的泥炭藓沼泽排水造林20年形成的柳杉林为处理样地，比较二者表层(0～10cm)土壤理化性质的差异。主要结果：1)泥炭藓沼泽土壤总碳含量、总氮含量、pH、碳与磷质量比(C∶P)、氮与磷质量比(N∶P)、速效钾含量、硝态氮含量、铵态氮含量、土壤质量含水量显著高于柳杉林土壤相应的指标值(P泥炭藓沼泽土壤容重显著低于柳杉林土壤容重；2)主成分分析显示，长期营造柳杉林后土壤理化性质总体已发生明显分异；3)土壤总碳含量与总氮含量呈极显著正相关(P泥炭藓沼泽长期营造柳杉林后，表层土壤大量有机质发生氧化分解，土壤含水量显著降低，容重显著增加，土壤磷限制缓解，土壤理化性质总体发生明显分异，由泥炭土转变为矿质土。

关键词：泥炭藓沼泽排水造林柳杉土壤理化性质亚热带

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亚热带山地泥炭藓沼泽湿地植被调查与观测

实验室研究与探索 2023年第5期42卷 264-269页

作者：李亭亭余霜敏莫家勇张敏龚苗汪正祥区域开发与环境响应湖北省重点实验室武汉430062 湖北大学资源环境学院武汉430062 神农架国家公园管理局湖北神农架林区442421 咸宁市林业科学院林业与生态研究所湖北咸宁437100

以亚热带山地泥炭藓沼泽湿地植被为例,利用无人机航拍、全景摄影、Unity 3D、Maya三维建模、3D Max等技术,将泥炭藓的形态构造、泥炭藓湿地的生态功能、植被环境、群落物种组成及植被的演替等核心要素虚拟仿真,形成操作性、交互性、沉... 详细信息

以亚热带山地泥炭藓沼泽湿地植被为例,利用无人机航拍、全景摄影、Unity 3D、Maya三维建模、3D Max等技术,将泥炭藓的形态构造、泥炭藓湿地的生态功能、植被环境、群落物种组成及植被的演替等核心要素虚拟仿真,形成操作性、交互性、沉浸感强的虚拟仿真实验。通过操作,学生可身临其境地观察了解泥炭藓的结构特征,熟悉泥炭藓湿地植被的生态功能及主要植物种类,掌握其含水量、地下水位、泥炭沉积测年等调查测量方法,归纳隐域性植被地理分布与演化规律,强化对湿地植被保护重要性的认知并探讨其保护策略。

关键词：泥炭藓沼泽湿地隐域性植被虚拟仿真实验教学

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鄂西亚高山泥炭藓沼泽湿地的植物多样性

鄂西亚高山泥炭藓沼泽湿地的植物多样性

作者：马广礼华中师范大学

学位级别：硕士

泥炭藓沼泽多分布于北半球的温带到负极带地区,在我国,泥炭藓沼泽主要发育在大、小兴安岭和长白山等地。在亚热带,大面积的泥炭藓沼泽较为少见。2005～2006年,科考人员在地处亚热带的鄂西七姊妹山、二仙岩和寒池等地先后发现了三处亚高... 详细信息

泥炭藓沼泽多分布于北半球的温带到负极带地区,在我国,泥炭藓沼泽主要发育在大、小兴安岭和长白山等地。在亚热带,大面积的泥炭藓沼泽较为少见。2005～2006年,科考人员在地处亚热带的鄂西七姊妹山、二仙岩和寒池等地先后发现了三处亚高山泥炭藓沼泽。本文经2005～2006年的野外调查,对鄂西三处泥炭藓沼泽湿地的植物多样性做了初步研究,主要结论如下:1、在3处的泥炭藓沼泽湿地共收集高等植物201种(含变种),隶属64科的130个属。其中七姊妹山沼泽湿地41科94种,二仙岩沼泽湿地51科111种,寒池沼泽湿地42科94种。201种植物中属于湿地物种的有32科50属65种,仅占物种总数的32.34%,表明鄂西泥炭藓沼泽湿地中分布较多的非湿地物种。2、鄂西泥炭藓沼泽湿地植物群落类型丰富,在3处泥炭藓沼泽湿地共发现18个泥炭藓沼泽群丛和7个由泥炭藓沼泽逆向演替而来的非泥炭藓群丛。其中七姊妹山分布9个泥炭藓沼泽群丛,二仙岩分布7个泥炭藓沼泽群丛,寒池分布6个泥炭藓沼泽群丛。3、鄂西泥炭藓沼泽的泥炭藓植物含水量为94.71%左右。泥炭藓的生物量在泥炭藓沼泽群丛的草本生物量中占据最主要的位置,泥炭藓的生物量大小基本决定其所在群丛草本生物量的大小。4、3地各泥炭藓沼泽群丛的总盖度都接近100%,泥炭藓的平均盖度为89.66%。75%的泥炭藓沼泽样地中泥炭藓的重要值要明显大于其上层的优势种的重要值。总体而言,泥炭藓在鄂西3泥炭藓沼泽群丛中占据着支配地位。5、Patrick丰富度指数(R)、Simpson优势度指数(C)、Shannon-Wiener多样性指数(H′)和Pielou均匀度指数(J)等4种群落物种α多样性指数从不同的侧面反映了鄂西3地泥炭藓沼泽湿地植物群落的物种多样性特征。比较3地草本泥炭藓沼泽群落的4种多样性指数,七姊妹山泥炭藓沼泽植物群落具有最大丰富度指数、多样性指数和均匀度指数,最小的优势度指数;而二仙岩泥炭藓沼泽植物群落具有最大的优势度指数,最小的丰富度指数、多样性指数和均匀度指数。6、沿二仙岩草甸向泥炭藓沼泽内部逐渐过渡时,β多样性越来越小,物种替代的速率逐渐减小,群落逐渐趋于稳定,说明二仙岩泥炭藓沼泽由外部草甸向沼泽内部延伸植物群落所受人为活动的影响逐渐减小。7、植物多样性受威胁现状为:泥炭藓的破坏性采收、挖沟排水引起泥炭藓沼泽的退化、采矿业引起泥炭藓沼泽的退化、农业活动使泥炭藓沼泽面积缩减及植被生境破碎化、旱生植物入侵泥炭藓沼泽。

关键词：泥炭藓沼泽物种组成多样性生物量七姊妹山二仙岩寒池

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鄂西七姊妹山泥炭藓沼泽生物区系地理研究

鄂西七姊妹山泥炭藓沼泽生物区系地理研究

作者：宛晶湖北大学

学位级别：硕士

七姊妹山泥炭藓沼泽位于湖北省恩施州宣恩县境内东部,呈斑块状分布于海拔1650-1950m不等的60个小区域,总面积为30.63hm2。本文选择七姊妹山泥炭藓沼泽的动植物作为研究对象,在广泛深入调查和查阅大量文献资料的基础上,采用生物分类学、... 详细信息

七姊妹山泥炭藓沼泽位于湖北省恩施州宣恩县境内东部,呈斑块状分布于海拔1650-1950m不等的60个小区域,总面积为30.63hm2。本文选择七姊妹山泥炭藓沼泽的动植物作为研究对象,在广泛深入调查和查阅大量文献资料的基础上,采用生物分类学、植物地理学、动物地理学以及生态学等相关学科的理论与方法,从区系组成、区系分区、地理联系、区系性质等方面对七姊妹山泥炭藓沼泽生物区系特征进行了较为深入的研究,为七姊妹山国家级自然保护区的泥炭藓沼泽生物资源监测和管理工作提供了重要的基础资料,亦为探寻我国亚热带泥炭藓沼泽生物区系的地理特征提供了科学依据。主要研究结果如下： (1)区系组成丰富鄂西七姊妹山泥炭藓沼泽共有高等植物67科128属196种(包含变种),陆栖脊椎动物16目39科59属68种。高等植物中,苔藓植物有2科2属2种,蕨类植物有6科7属8种,种子植物有59科119属186种;陆栖脊椎动物中,两栖类有2目5科5属8种,爬行类有1目2科4属5种,鸟类有9目24科40属45种,兽类有4目8科10属10种。相对七姊妹山国家级自然保护区面积而言,七姊妹山泥炭藓沼泽面积尺度相对较小,其生物区系较为丰富。泥炭藓、灯笼树、耳叶杜鹃、箭竹、野灯心草、大理苔草、棘胸蛙、棘腹蛙、王锦蛇、金腰燕、红嘴蓝鹊等优势种类在本区生物区系中起着重要作用。 (2)大科、大属贫乏,单种科、单种属优势明显种子植物59科中含10种及以上的大科为蔷薇科和忍冬科2科,含1种的单种科有24科;119属中含6种及以上的大属仅荚蓬属、悬钩子属和杜鹃属3属,含1种的单种属有83属。陆栖脊椎动物39科中含5种及以上的大科仅画眉科1科,含1种的单种科有23科;59属中含5种及以上的大属没有,含1种的单种属多达52属。表明七姊妹山泥炭藓沼泽生物区系大科、大属贫乏,且有向单种科、单种属方向集中的特征。 (3)区系地理成分复杂七姊妹山泥炭藓沼泽种子植物59科的地理成分划分为6个分布区类型和3个变型;119属的地理成分划分为11个分布区类型,此外还有6个变型。本区陆栖脊椎动物10科代表性科的分布型有6个,既有北方的科,也有南方的科;除不易归类种外,其余各种分布区类型划分为6个,既有古北型、东北型,也有东洋型、南中国型和喜马拉雅-横断山区型,同时含有季风型。不同的区系地理成分在七姊妹山泥炭藓沼泽相互渗透,充分显示了该地区生物区系地理成分的复杂性。 (4)区系特有类群较贫乏本区高等植物中,没有中国特有科,仅1个中国特有属,为星果草属;陆栖脊椎动物中,中国特有种有黄斑拟小鲵、大鲵、华西蟾蜍、峨眉林蛙、经甫树蛙、锈链腹链蛇、灰胸竹鸡、红腹锦鸡、酒红朱雀、小麂和复齿鼯鼠11种,占总种数的16.18%。从七姊妹山泥炭藓沼泽分布的中国特有科、属、种的数量组成来看,该生物区系的特有类群较贫乏。 (5)生物区系具有过渡性特征七姊妹山泥炭藓沼泽种子植物区系从科级水平上看,热带成分15科,温带成分19科;属级水平上,热带地理成分21属,温带地理成分78属。本区陆栖脊椎动物由东洋界种、古北界种和广布种组成,其中东洋界种占绝对优势。动物区系从科级水平上看,其代表性科组成主要为南方亚热带代表性科,北方型中仅有少数类群,科的地理成分以世界分布类型为主,具有较明显的亚热带性质;种级水平统计指出,北方型占总种数的10.30%;南方型占总种数的70.58%,其中东洋型、南中国型和喜马拉雅-横断山区型分别占总种数的35.29%、23.53%和11.76%。综上,七姊妹山泥炭藓沼泽植物区系具有温带性质,且有亚热带向温带过渡的特点;动物区系具有亚热带性质,北方类型地理成分的存在表明本区南北动物成分具有过渡性。

关键词：植物区系动物区系地理成分七姊妹山泥炭藓沼泽