删除或更新信息,请邮件至freekaoyan#163.com(#换成@)

基于无人机影像的草方格生态恢复区植被空间格局演化研究

本站小编 Free考研考试/2021-12-31

摘要:理解植物群落组成结构的演化对于阐明荒漠化的过程与驱动机制、制定有效的干旱区生态系统恢复措施具有重要价值。研究干旱区植物群落的空间格局的演化过程有助于深入理解荒漠化和生态恢复的过程与机理。目前大量研究关注于植被退化过程中的群落组成结构变化,而对于生态恢复过程中的植物群落空间格局演化的研究尚不多见。干旱区生态系统中植物通常较为稀疏且个体较小,准确提取植物的分布往往需要分辨率极高的遥感数据。近年来,低空无人机遥感技术的快速发展为精细尺度上植被空间格局的研究提供重要技术支持。利用2 cm空间分辨率的低空无人机遥感数据结合地面群落调查,在精细尺度上研究了宁夏沙坡头草方格生态恢复区内植物群落的空间格局变化。研究结果表明,沙坡头地区草方格生态恢复工程实验区域,相对于未实施生态恢复工程的裸露沙丘区域,植物物种多样性和植被盖度显著提高。恢复工程实施4年后,平均植被盖度增加3倍,物种丰富度增加1倍。在植被恢复过程中,随着植被盖度的增加,植被斑块表现出规模上升、破碎化程度下降、形状复杂化、空间自相关减弱等格局特征变化。这些空间格局特征的变化表明大型植被斑块趋于恢复,整体微环境的改善有利于单独生长的植物个体存活,整体上生态系统退化为裸地的风险降低。利用低空无人机遥感手段,对草方格生态恢复工程的植被恢复过程进行了详细、高分辨率的空间格局调查及分析,结合地面群落调查,从多个方面证明了草方格生态恢复措施的有效性。基于无人机的系统格局连续长期监测有助于深入理解干旱区生态恢复机理,对于科学开展荒漠化生态恢复措施也具有重要价值。



Abstract:Understanding the temporal variation of plant community composition is one of the prerequisites to address desertification process and its driving factors and to further develop the effective measures for ecosystem restoration in arid region. Investigating the spatial pattern dynamics of plant communities may help to improve our understandings of vegetation degradation and restoration processes. Till now numerous studies have focused on the changes of community composition during vegetation degradation processes, whereas few studies paid concern to the spatial pattern dynamics of plant communities during the ecological restoration processes. Plants in arid ecosystems are usually sparse with relatively small individual size, which require high-resolution remote sensing data to accurately extract the plant distribution pattern. Recently, the rapid development of unmanned aerial vehicles (UAVs) remote sensing technology has allowed an opportunity for the studies on vegetation spatial pattern variation at fine-scale. In this study, we investigated the spatial pattern changes of plant communities in the ecological restoration sites in the Shapotou area, Ningxia Hui Autonomous Region using both high-resolution remote sensing data of UAVs with 2 cm spatial resolution and ground community survey. The results showed that the implementation of the straw checkerboards in Shapotou has significantly improved the plant species diversity and vegetation coverage compared to those of un-restored areas. After four years of implementation, the average vegetation coverage increased by three times and the species richness increased by one time. During the vegetation restoration process, the vegetation patches have shown a significant transformation in pattern features such as increased patch size, decreased fragmentation rate, complicated shape, and weakened spatial autocorrelation. The changes in these spatial pattern characteristics indicate that (1) The large-scale vegetation patches were in a recovery process. (2) The improvement of microenvironment was conducive to the survival of individual plants. (3) The risk of ecosystem degradation to bare land has been reduced. In this study, we assessed the vegetation spatial pattern variation during the restoration processes in detail using UAV remote sensing technology. Combined with thoroughly ground community survey, the effectiveness of straw checkerboards has been proven in multiple perspectives. The continuous long-term monitoring of the system pattern based on UAVs is valuable and necessary for understanding the ecological restoration mechanism in arid region and for future science-based ecological restoration measures in desertification control.





PDF全文下载地址:

https://www.ecologica.cn/stxb/article/pdf/stxb201810172245

相关话题/生态 空间 遥感 植物 过程

  • 领限时大额优惠券,享本站正版考研考试资料!
    大额优惠券
    优惠券领取后72小时内有效,10万种最新考研考试考证类电子打印资料任你选。涵盖全国500余所院校考研专业课、200多种职业资格考试、1100多种经典教材,产品类型包含电子书、题库、全套资料以及视频,无论您是考研复习、考证刷题,还是考前冲刺等,不同类型的产品可满足您学习上的不同需求。 ...
    本站小编 Free壹佰分学习网 2022-09-19
  • 宁夏陆地生态系统水分利用效率特征及其影响因子
    摘要:生态系统水分利用效率(WaterUseEfficiency,WUE)是表征生态系统碳水耦合程度的重要指标,能反映生态系统碳水循环规律及其相互作用关系。基于MODIS数据以及宁夏生态系统类型数据,分析2000-2017年宁夏不同生态系统WUE的变化特征,探讨了NPP和ET两种因子对WUE年际与年 ...
    本站小编 Free考研考试 2021-12-31
  • 长三角平原区县域土壤磷素流失风险及其空间不确定性的快速评估
    摘要:磷素是水体富营养化的关键限制因子,其中从农田土壤中流失的磷往往是水体磷素的主要来源。然而,土壤磷素的流失风险不仅与土壤磷素水平直接相关,其他环境因子,如距受纳水体距离、磷肥施用量、地表径流潜力等也强烈影响其流失风险。同时,基于有限样本预测得到的流失风险必然具有一定的空间不确定性。以长三角典型县 ...
    本站小编 Free考研考试 2021-12-31
  • 不同林龄油茶人工林土壤-叶片碳氮磷生态化学计量特征
    摘要:油茶是世界四大木本油料植物之一,在我国有着2000多年的栽培和利用历史。碳(C)、氮(N)、磷(P)化学计量元素是近年来研究的热点,通过C、N、P化学计量我们可以深入了解植物-土壤间元素相互关系,并能揭示土壤养分限制状况。为了解油茶人工林生态系统C、N、P化学计量特征及油茶人工林养分元素限制因 ...
    本站小编 Free考研考试 2021-12-31
  • 城市绿色基础设施生态系统服务供给与需求的空间关系——以西安市为例
    摘要:城市绿色基础设施(UrbanGreenInfrastructure,UGI)是城市自然景观和生态环境的主要营造者,为居民提供关键的生态系统服务。探讨UGI生态系统服务供给及其需求之间的空间关系,对城市生态建设和绿地系统规划具有重要科学意义。本文运用生态系统服务测算的方法基于人口、GDP以及土地 ...
    本站小编 Free考研考试 2021-12-31
  • SolVES模型价值转移方法对不同空间尺度的响应评估
    摘要:随着人类对生态系统服务压力的不断增加,生态系统服务社会价值的评估变得至关重要。利用SolVES模型将太白山国家森林公园的社会价值转移到牛背梁国家森林公园和秦岭山地,评估两者的社会价值并探讨不同尺度下转移结果的差异。结果表明:1)牛背梁国家森林公园游憩价值指数与高程负相关,美学价值指数与高程正相 ...
    本站小编 Free考研考试 2021-12-31
  • 区际农业生态补偿标准及“两横”财政跨区域转移机制——以虚拟耕地为载体
    摘要:探讨以虚拟耕地为载体的区际农业生态补偿原理,从两个层面(省际与省域内部市际)开展区际农业生态补偿支付/受偿面积和财政转移额度的测算,最后提出了以补偿管理平台为中介的"两横"财政转移路径。结果表明:①虚拟耕地调出地区付出了过多的经济、资源和生态代价,需要以虚拟耕地为载体对之进行生态补偿。可以根据 ...
    本站小编 Free考研考试 2021-12-31
  • 国家重点生态功能区转移支付与生态环境保护的协同性分析
    摘要:针对国家重点生态功能区转移支付在资金分配方面存在的不足,选择享受重点生态功能区转移支付的县(市、区)作为典型县域,利用方差分析法和耦合协调度模型,分析了重点生态功能区转移支付与生态环境保护的协同性。结果表明,2017年,不同省份、不同类型生态功能区之间典型县域的生态环境保护支出、环境污染治理支 ...
    本站小编 Free考研考试 2021-12-31
  • 基于资源环境承载力的国家级新区空间开发管控研究
    摘要:随着我国城市工业化和城镇化的快速推进,由于不合理的空间开发导致生态空间被挤占、城市资源环境超载现象日益突出。以资源环境承载力为基础的空间开发管控制度是体现生态优先、绿色发展理念,从源头实现城市经济社会发展和环境协调发展的重要路径。选取国家级新区江北新区为案例地区,通过构建涵盖生态保护重要性、土 ...
    本站小编 Free考研考试 2021-12-31
  • 不同管理模式对农田生态系统服务的影响模拟研究——以太湖流域为例
    摘要:高强度的农业生产给生态环境带来诸多负面影响,如何权衡农田生态系统服务是农业可持续发展面临的重要问题之一。本文以太湖流域稻麦轮作农田生态系统为研究对象,利用基于0-10cm土壤温度、10-20cm土壤温度、水稻生物量和小麦生物量等为目标函数的PEST软件校准APSIM模型,遴选三类重要生态系统服 ...
    本站小编 Free考研考试 2021-12-31
  • 生态学中的植物记忆研究
    摘要:近年来,植物记忆研究为深入理解种群分布格局、群落构建、群落演替等生态学过程提供了新的视角,因此备受生态学家的关注。在介绍生态胁迫记忆、表观遗传记忆、生态记忆、土壤记忆概念的基础上,综述了近几年来相关领域在生态学研究中的最新进展,并提出了植物记忆在生态学研究中值得关注的方向,以期为全面深入的理解 ...
    本站小编 Free考研考试 2021-12-31