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荒漠植被蒸腾过程是研究干旱区生态水文过程的关键一环。当前对植物蒸腾过程模拟的发展方向是光合-气孔导度-蒸腾过程耦合模型,将植物叶片的水碳交换过程通过气孔导度模型耦合起来,从而反映植物生理生态对植物蒸腾的影响特征,也揭示水分胁迫是如何影响植物生长过程的。中国干旱区水分环境是特殊的,温带荒漠植物的生理生态对干旱环境下水分条件的响应过程也是独特的,这决定了荒漠植物蒸腾过程特征的独特性,也使得当前先进的水碳耦合蒸腾模拟方法针对中国荒漠植物需要进行有针对性的修改。这些修改的关键包括对干旱区荒漠植物SPAC水分运动过程、植物水分胁迫的生理生态响应规律和荒漠植物气孔导度变化规律等的理解和模拟。相关的国内研究近些年已经有了一些开展,部分领域也得出了许多有意义和可以借鉴的结论。但是围绕蒸腾模型建立所必需的一些水碳交换过程规律的深入认识和模拟等方面,目前的研究没有比较好的支撑,还需要进一步深入研究。 相似文献
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生态位理论与方法在城市研究中的应用 总被引：33，自引：2，他引：33
引入生态学重要基础理论生态位理论,认为其在城市研究中有重要作用。表现在:生态位态势变化及生态位大小能够反映城市一般发展规律和城市特征,生态位适宜度可为城市经济发展方式的选择提供依据,生态势理论有助于城市发展动力机制的解释,生态位扩充则是城市空间结构发展和演化的生态学解释,而生态位重叠和分离理论对城市产业布局及其调整有很好的指导作用。 相似文献
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土地利用生态位理论构建与应用 总被引：3，自引：0，他引：3
借鉴生态位理论在土地利用方面应用研究的基础上,明确界定了土地利用生态位的概念与内涵,系统构建了土地利用生态位的态势理论、扩充与压缩理论、适宜度理论和构建理论,并建立了相关测度模型。以兰州市为例,分析了兰州市土地利用数量生态位变化情况,结果表明:1997-2006年期间,兰州市土地利用数量生态位的"势"与"态"变化差异较大,说明兰州市随着人口数量的增加、区域经济的快速发展、工业化城镇化进程的加快对土地的利用效率提高的同时,生态建设与环境破坏并存。同时,在1997-2006年兰州市耕地、牧草地数量生态位内总体上处于压缩状态,而林地、建设用地数量生态位总体上处于扩充状态;兰州市各县区土地利用生态元生态位扩充压缩度差异较大,反映土地利用生态位空间变化特征。 相似文献
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极端干旱条件下胡杨叶片气孔导度模拟 总被引：2，自引：0，他引：2
《干旱区地理》2016,(3)
植物叶片气孔是控制水分和CO_2出入通道,是植物水分蒸腾和气体交换门户。在对气孔的环境响应机理认识不足时,模拟成为最有效和适宜的工具而受到广泛关注。基于Li-COR 6400便携式光合作用测定系统,采集了2014年6~9月额济纳绿洲荒漠河岸胡杨林生长季内实测叶片气孔导度数据,运用学术界广泛用于估算气孔导度对环境因子响应的两个模型:Jarvis模型和BWB模型,分别对胡杨叶片的气孔导度进行了模拟,并将模拟结果与实测数据进行比较。研究结果发现:由Jarvis模型模拟的气孔导度值其均方根误差、相对误差和平均绝对误差(0.047、0.011、0.002)均小于BWB模型各值(0.075、0.447、0.061),而决定系数Jarvis模型(0.665)大于BWB模型(0.365)。说明对于极端干旱条件下的中幼龄胡杨林,Jarvis模型的模拟精度较高,由其模拟的叶片气孔导度值更接近基于Li-COR 6400便携式光合作用系统测定的真实值。分析其原因在于:在干旱半干旱气候条件下,土壤含水量和气温决定了植物气孔的开闭,进而限制了CO_2的同化速率,这与BWB模型的构建前提不一致。 相似文献
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开封市的城市生态位变化分析 总被引：17，自引：0，他引：17
城市生态位作为生态学重要理论之一,用于分析城市生态不同功能模块间竞争、演化等现象。通过以开封市不同功能模块为研究对象,在各模块污染指数和适宜度指数的基础上,运用生态位理论和方法,探讨改革开放以来,特别是近十年来开封市不同功能模块生态位格局变化规律,并对变化的原因进行了分析。研究结果表明：(1) 1994~2003年开封市自然生态环境系统各模块生态位呈上升趋势的有大气环境模块、城市绿化模块,而呈下降趋势的有水环境模块、声环境模块。(2) 1994~2003年开封市经济系统各模块生态位呈上升趋势的是第三产业模块,呈下降趋势的是第二产业模块,而变化不大的是第一产业模块。(3) 1994~2003年开封市社会系统各模块适宜度生态位呈上升趋势的有社会基础设施模块、社会资源配置模块、社会生产与保障模块,而呈下降趋势的只有人口模块。(4) 国家政策体制的改革是改革开放以来特别是近十年来开封市各功能模块生态位发生变化的最直接和最根本的原因。该研究不但对城市不同功能模块的宏观规划、经济发展和环境保护有具体的指导意义,而且对拓展城市生态学理论、研究复合生态系统的内在作用机制也同样具有重大的理论和现实意义。 相似文献
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土地复垦适宜性评价是确定矿区受损土地再利用的重要前提,为充分利用矿区土地资源、修复受损土地,本研究以西北干旱荒漠区东部4个排土场为研究对象,以排土场平台和边坡为评价单元,以生态用地为复垦利用方向,从地形、土壤条件、区位条件、灌排设施、环境风险5个方面选取影响排土场再利用的指标,构建基于生态位适宜度的土地复垦适宜性评价指标体系,引入障碍度进行排土场障碍因子诊断。结果表明：（1）研究区各单元生态位适宜度指数在0.339-0.751之间,复垦为生态用地的适宜性等级整体偏低。同一排土场平台的适宜度指数（0.511-0.751）普遍比边坡（0.339-0.628）高。（2）各因子对不同单元的障碍度反应不尽相同。影响边坡的主要障碍因子为坡度、砾石含量和排水条件;影响平台的主要障碍因子为土壤条件、排水条件,土壤条件中主要以砾石含量和土壤容重为限制因素。上述方法能够有效用于矿区土地复垦适宜性评价,研究结果可为西北干旱荒漠区露天煤矿排土场复垦和生态重建提供科学决策依据。 相似文献
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荒漠植物雾冰藜和沙米叶片对凝结水响应的模拟实验 总被引：4，自引：2，他引：2
通过模拟凝结水实验,研究了荒漠被毛植物雾冰藜和无毛植物沙米的叶片是否吸收凝结水。试验设计无模拟凝结水、偶尔发生凝结水以及频繁发生凝结水3个处理,每个处理又分干旱条件和人工浇水两组控制试验,研究了模拟凝结水对雾冰藜和沙米枝条相对含水量、水势、净光合速率、气孔导度、基径、地上和地下生物量的影响。结果表明,对于被毛植物雾冰藜而言,模拟凝结水显著提高了人工浇水和干旱条件下的气孔导度和地上生物量,仅提高了干旱条件下植株的水势、相对含水量、净光合速率以及地下生物量;而对于植株的基径有较小的效应。对于无毛植物沙米而言,模拟凝结水对两种水分条件下的枝条相对含水量、水势、净光合速率、气孔导度、基径、地上和地下生物量影响不大。因此,有毛植物雾冰藜的叶片可以吸收凝结水,并且其植株的光合作用、水分关系以及其生长都会对凝结水的发生产生响应,而无毛植物沙米叶片不吸收凝结水。 相似文献
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基于GIS的北京山区优势林分生态位分析 总被引：1，自引：1，他引：0
应用生态位理论,以北京山区森林资源为研究对象,分析优势林分的空间分布及其资源利用和环境适应能力的差异。基于GIS方法,建立优势林分空间分布数据库以及资源梯度信息数据库,分别采用Levins公式和Smith公式,在水分、热量、光照和土壤质量4维环境因子梯度上测定了研究区8个优势林分的生态位宽度,采用Pianka公式测定生态位重叠。结果表明:Smith公式考虑资源可利用性,得到的生态位宽度更能客观地反映优势林分资源空间利用程度;研究区各优势林分重叠度普遍较大,反映了对环境要求的相似性及资源共享的趋势性。 相似文献
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为了解高寒草原羊茅群落植物生态位特征,运用Levins生态宽度指数和Cowell生态位相似性比例,对巴音布鲁克羊茅群落植物生态位宽度及生态位相似性比例进行计算.结果表明:9种植物4个资源维上羊茅的生态位宽度最大,其次为黄花棘豆、委陵菜,说明羊茅对环境的适应能力最强.生态位宽度较大的羊茅和紫花针茅与其他物种生态位相似性比例最高,说明羊茅和紫花针茅与其他物种存在着较大的资源竞争.而生态位较小的物种与其他物种生态位相似性比例较小.放牧使得羊茅群落内物种发生变化,在放牧压力持续增大的情况下,以羊茅和紫花针茅为优势种群的草原将向以黄花棘豆和委陵菜占优的退化方向演替. 相似文献
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气候变化对太行山土壤水分及植被的影响 总被引：9，自引：2，他引：9
在太行山低山区将自然植被移入蒸渗仪,观察当降水分别为常年平均降水量的80%、90%、100%、110%和120%等5种处理条件下,植被生产力和土壤的不同反映。研究发现:受验植被对降水反映敏感,降水每增加10%,植被生产力增加15%左右,预示未来全球变化导致的降水变化会对太行山低山区植被产生影响。同时在利用野外实验结果对WAVES模型进行验证的基础上,模拟了不同温度和降水变化情景下,土壤水分的可能变化趋势。结果表明:增温和减少降水对土壤水分负作用明显,尽管降水增加可改善土壤的水分供应状况,但降水增加10%对土壤水分的正面影响,大体被3 oC的增温抵消。由于模型模拟中采用的是与目前没有改变降水条件的实验相同的植被(LAI),而植被生长在太行山这一半湿润、半干旱地区又受土壤水分控制,因而估计未来气候变化情景下的植被变化与土壤水分的变化趋势相似。 相似文献
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蒋家沟流域土壤湿度变化模拟 总被引：1，自引：0，他引：1
土壤水分状况是形成泥石流的关键性水文因素之一,了解土壤水分的变化状况,对于泥石流的形成机理以及预报预测研究都有重要的科学意义。以云南东川蒋家沟为研究对象,基于水分的物理循环过程并与分布式水文分布模型TOPMODEL相结合,建立起土壤湿度逐日变化模拟模型。从蒋家沟流域2001年的模拟结果来看,基本上能够反映出观测点的表层土壤湿度的取值范围及其基本变化趋势,所构造的模型能够比较好地模拟出流域内土壤湿度逐日变化情况。 相似文献
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以塔里木河下游河岸带生长良好具有代表性的胡杨为供试植被,利用土壤水分特征曲线的分形结合胡杨根系分布函数的方法,对根区土壤水分和根长根系吸水关系进行了研究,确定了土壤水分特征曲线和非饱和土壤导水率。根据干旱区胡杨根系分布特征建立了干旱区胡杨二维根长密度函数。所建根长密度函数在根层近地表处服从抛物面分布,而在根层下部服从指数面分布,并基于二维改进的Feddes模型,建立了胡杨根系吸水的二维数学模型。结果表明,春季、夏季、秋季、冬季实验区胡杨根区土壤水分模拟值与实测值的平均误差依次分别为4.0%、7.2%、5.9%、4.9%,均低于10%,得到了较好的模拟效果。这进一步提升了干旱区植物根系吸水模型的模拟精度,为干旱区自然植被耗水量的计算提供了新的方法和科学依据。因此,该二维模型在干旱区植物耗水计算中具有广泛的应用价值和现实意义。 相似文献
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流域土地覆被变化水文效应的模拟——以长江上游源头区梭磨河为例 总被引：43，自引：3，他引：40
为分析地表覆被变化的水文效应,以半分布式的地形指数模型 (TOPOMODEL) 为基础,对梭磨河流域1960~1999年逐日流量过程进行了模拟。结果表明,对于流域面积2536km2 的梭磨河流域,该模型也能取得较好的模拟结果。模拟了流域40年来气候波动和地表覆被变化对流域水文的影响。最后在4种不同的流域土地覆被情景下模拟了1960~1999年逐日径流过程。对于实际蒸散发与潜在蒸发有300多mm差距的梭磨河流域,在其它条件不变的情况下,随着流域土地覆被和冠层最大截流量的增加,冠层截流蒸发和流域总蒸发增加,植被蒸腾和土壤表面蒸发减少,土壤水分增加而流域水分含量和饱和层含水量减少。地表径流、地表以下径流、总径流减小。重现期小于20年的洪峰流量减小,但对40年一遇的洪峰流量影响很小,甚至有增加洪峰流量的作用。 相似文献
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湿地高等植物初级生产力对全球变化响应的研究进展 总被引：1，自引：0，他引：1
在全球环境变化的背景下,影响湿地高等植物初级生产力的生态因子也在发生着不同程度的变化,大气中CO2浓度升高、气温升高和降水格局变化等已经严重地影响了高等植物的生理生态过程,改变了湿地高等植物的初级生产力。CO2在大气中不断增加,并通过植物光合作用及其他生理代谢作用,在一定程度上影响了湿地高等植物的生长状况和物质积累;气候变暖改变了一些地区的降水格局,从而影响了这些地区湿地的水文情势,使湿地水位波动的频率和幅度不断增加,直接影响了湿地高等植物的初级生产力;温度升高严重影响了湿地土壤中氮的矿化速率以及矿质氮的转化过程,直接影响土壤的供氮能力,进而影响湿地高等植物的初级生产力。回顾了湿地高等植物初级生产力对全球变化响应的研究进程,指出近期湿地高等植物初级生产力对全球变化响应研究的重点方向和领域。 相似文献
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华北石质山区坡地产流模型 总被引：3，自引：0，他引：3
坡地是流域的基本产流单元。对坡地产流模型的研究,可为研究流域的水文过程奠定基础。本文在认识坡地产流规律的基础上,经过对人工模拟降雨试验中取得的产流各个环节(降雨、出流及土壤含水量变化)的数据的分析,建立了一个具有物理机制的简单的坡面产流模型。其中,使用Horton模型模拟入渗和地表产流过程,用水箱模型模拟壤中流过程。模型能够同时对降雨过程中的地表、地下出流和土壤含水量变化过程进行模拟。计算得到的产流总量的误差较小,但在变化过程线上存在一些差异。这些差异主要是由模型对实际情况的简化和假定、数学模拟的局限性、变雨强降雨过程的复杂性等因素引起的。这种分层组合的坡面产流模型对华北石质山区的上层超渗、下层蓄满的产流特征是可行的。本文所做的工作是对华北石质山区分布式水文模型的产流模块的初步尝试。 相似文献
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以渭-库绿洲为例,基于Landsat8 OLI遥感数据,考虑到短波红外特征与土壤水分有很好的关联,将短波红外波段引入可见光-近红外波段构成的传统植被指数中,旨在建立新的植被指数监测土壤水分。基于改进前后共8种植被指数,通过灰色关联分析（GRA）筛选出3种高关联度植被指数,再用偏最小二乘回归（PLSR）进行建模,然后用该模型对研究区土壤水分反演,并对其空间分布格局进一步分析。结果显示：（1）在传统植被指数的基础上引入信息量较大的短波红外,可大幅度降低植被指数间的VIF,消除其多重共线性。（2）通过GRA分析可知,改进后的植被指数与土壤水分之间的关联度均要高于传统植被指数。（3）通过GRA分析筛选出3种高关联度植被指数建立得到精度较高,稳定性较好的PLSR模型,并反演研究区土壤水分分布状况,土壤水分总体上至西向东,由北到南降低,然而土壤水分最小值主要分布在绿洲—荒漠交错带,使得交错带成为“生态裂谷”。研究表明：将短波红外波段引入到可见光-近红外植被指数中,建立的新植被指数可获得较好的土壤水分空间分布反演结果。 相似文献
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Based on the measurement of L-band ground-based microwave radiometer(ELBARA-III type)in the Qinghai-Tibet Plateau and theτ-ωradiative transfer model,this research evaluated the effects of four soil dielectric models,i.e.,Wang-Schmugge,Mironov,Dobson,and Four-phase,on the L-band microwave brightness temperature simulation and soil moisture retrieval.The results show that with the same vegetation and roughness parameterization scheme,the four soil dielectric models display obvious differences in microwave brightness temperature simulation.When the soil moisture is less than 0.23 m3/m3,the simulated microwave brightness temperature in Wang-Schmugge model is significantly different from that of the other three models,with maximum differences of horizontal polarization and vertical polarization reaching 8.0 K and 4.4 K,respectively;when the soil moisture is greater than 0.23 m3/m3,the simulated microwave brightness temperature of Four-phase significantly exceeds that of the other three models;when the soil moisture is saturated,maximum differences in simulated microwave brightness temperature with horizontal polarization and vertical polarization are 6.1 K and 4.8 K respectively,and the four soil dielectric models are more variable in the microwave brightness temperature simulation with horizontal polarization than that with vertical polarization.As for the soil moisture retrieval based on the four dielectric models,the comparison study shows that,under the condition of horizontal polarization,Wang-Schmugge model can reduce the degree of retrieved soil moisture underestimating the observed soil moisture more effectively than other parameterization schemes,while under the condition of vertical polarization,the Mironov model can reduce the degree of retrieved soil moisture overestimating the observed soil moisture.Finally,based on the Wang-Schmugge model and FengYun-3C observation data,the spatial distribution of soil moisture in the study area is retrieved. 相似文献