为分析和掌握南水北调中线干渠生态系统结构与功能的特征参数,根据2015~2019年中线干渠鱼类资源调查数据及实测的鱼类生物学参数数据,应用Ecopath with Ecosim 6.6软件构建了Ecopath食物网模型.模型由18个功能组组成,包括了初级生产者...为分析和掌握南水北调中线干渠生态系统结构与功能的特征参数,根据2015~2019年中线干渠鱼类资源调查数据及实测的鱼类生物学参数数据,应用Ecopath with Ecosim 6.6软件构建了Ecopath食物网模型.模型由18个功能组组成,包括了初级生产者、初级消费者、主要鱼类和有机碎屑等.结果显示:中线干渠生态系统规模总流量、总生产量和总消耗量分别为19186.330,8947.857和1106.002(t/(km2·a)),食物网主要由4个整合营养级(1.00~3.71)构成,最高营养级为大型肉食性鱼类鱤(3.71).食物网能量传递主要有两条途径,分别为牧食食物链和碎屑食物链,两者传递的能量相当,但牧食食物链传递效率是碎屑食物链的近两倍.交互营养分析结果表明,捕食者对其饵料生物的影响一般为抑制作用,碎屑生物量的增加对大部分功能组的影响为正效应,小型上层鱼类对浮游动物生物量起抑制作用.从各功能组之间的生态位重叠来看,各功能组间捕食者生态位重叠现象不普遍,重叠指数适中,部分肉食性鱼类的捕食者生态位重叠指数达到1.对生态系统总体特征分析发现,中线干渠生态系统的总初级生产量与总呼吸量的比值(P/R)、总初级生产量与总生物量的比值(P/B)、Finn's循环指数(FCI)和Finn's平均路径长度(FML)都表明该生态系统处于发展的幼态期,抵抗外界干扰的能力差.此外,中线干渠生态系统对初级生产力的利用率很低,导致过多的营养物质未进入更高营养级的食物链中进行循环,造成系统能量流动的滞缓.因此,根据生物操纵理论,可通过优化和完善鱼类群落结构,增强对系统初级生产力的利用效率,促进物质循环和能量流动,维持生态系统稳定.展开更多
生物量是反映农作物产量和生长健康状况的主要指标,然而直接进行农作物生物量估测不仅耗时耗力,而且具有破坏性。由于遥感技术在植被生物量反演中的方便、快捷及有效性,近年来不少研究者开始关注采用遥感技术进行农作物生物量的反演。...生物量是反映农作物产量和生长健康状况的主要指标,然而直接进行农作物生物量估测不仅耗时耗力,而且具有破坏性。由于遥感技术在植被生物量反演中的方便、快捷及有效性,近年来不少研究者开始关注采用遥感技术进行农作物生物量的反演。小麦是包括中国在内的许多国家的主要粮食作物,寻找合适的小麦生物量精确估测方法在其产量估测中具有重要意义。以试验区小麦整个生长期内获取的5景全极化Radarsat^-2数据及同步的地面调查数据为基础,分析了Freeman-Durden和H/A/α两种极化分解的相关极化参数与其生物量的相关关系,并在此基础上构建了4种传统经验回归模型和随机森林(RF)非参数模型反演小麦生物量。另外,根据农作物散射的物理基础,结合Freeman-Durden分解参数,还构建了表面散射与整体散射能量比值参数、体散射与总体散射能量比值参数、体散射与表面散射比值参数和二次散射与整体散射能量比值参数(Odd/Span,Vol/Span,Vol/Odd and Dbl/Span)四个参数参与极化参数对小麦生物量的敏感性分析。研究中提取的各极化参数根据播后天数在各地块内取均值以降低随机性对提取的极化参数的影响,共计95块小麦地块用于研究。研究结果表明:Freeman-Durden分解的参数中,体散射分量、表面散射分量及这两者与总散射能量的比值、这两者的比值均表现出与小麦生物量的高相关性(R2>0.55);相比Freeman-Durden分解的参数,H/A/α分解参数中除反熵外,熵和散射角均表现出与生物量的高相关性(R2>0.70)。另外,小麦生物量反演模型的可行性研究结果表明:4种经验回归模型中,二次多项式和对数模型更适合采用极化参数对小麦生物量的反演。该类方法反演小麦生物量的最佳均方根误差为77.94g·m^-2,相对误差为29.05%。尽管采用随机森林的重要性参数排序中,H/A/α分解中的H和α参数也排序靠前,但是在单因子的经验回归中,其反演结果的误差较大,均方根误差为101.74g·m^-2,相对误差为37.91%。尽管如此,大多数非参数随机森林参数重要性排序结果与极化分解参数与生物量相关分析的结果基本一致,采用随机森林反演。小麦生物量的精度也有明显提高,均方根误差为54.53g·m^-2,相对误差为20.32%。展开更多
文摘为分析和掌握南水北调中线干渠生态系统结构与功能的特征参数,根据2015~2019年中线干渠鱼类资源调查数据及实测的鱼类生物学参数数据,应用Ecopath with Ecosim 6.6软件构建了Ecopath食物网模型.模型由18个功能组组成,包括了初级生产者、初级消费者、主要鱼类和有机碎屑等.结果显示:中线干渠生态系统规模总流量、总生产量和总消耗量分别为19186.330,8947.857和1106.002(t/(km2·a)),食物网主要由4个整合营养级(1.00~3.71)构成,最高营养级为大型肉食性鱼类鱤(3.71).食物网能量传递主要有两条途径,分别为牧食食物链和碎屑食物链,两者传递的能量相当,但牧食食物链传递效率是碎屑食物链的近两倍.交互营养分析结果表明,捕食者对其饵料生物的影响一般为抑制作用,碎屑生物量的增加对大部分功能组的影响为正效应,小型上层鱼类对浮游动物生物量起抑制作用.从各功能组之间的生态位重叠来看,各功能组间捕食者生态位重叠现象不普遍,重叠指数适中,部分肉食性鱼类的捕食者生态位重叠指数达到1.对生态系统总体特征分析发现,中线干渠生态系统的总初级生产量与总呼吸量的比值(P/R)、总初级生产量与总生物量的比值(P/B)、Finn's循环指数(FCI)和Finn's平均路径长度(FML)都表明该生态系统处于发展的幼态期,抵抗外界干扰的能力差.此外,中线干渠生态系统对初级生产力的利用率很低,导致过多的营养物质未进入更高营养级的食物链中进行循环,造成系统能量流动的滞缓.因此,根据生物操纵理论,可通过优化和完善鱼类群落结构,增强对系统初级生产力的利用效率,促进物质循环和能量流动,维持生态系统稳定.
文摘生物量是反映农作物产量和生长健康状况的主要指标,然而直接进行农作物生物量估测不仅耗时耗力,而且具有破坏性。由于遥感技术在植被生物量反演中的方便、快捷及有效性,近年来不少研究者开始关注采用遥感技术进行农作物生物量的反演。小麦是包括中国在内的许多国家的主要粮食作物,寻找合适的小麦生物量精确估测方法在其产量估测中具有重要意义。以试验区小麦整个生长期内获取的5景全极化Radarsat^-2数据及同步的地面调查数据为基础,分析了Freeman-Durden和H/A/α两种极化分解的相关极化参数与其生物量的相关关系,并在此基础上构建了4种传统经验回归模型和随机森林(RF)非参数模型反演小麦生物量。另外,根据农作物散射的物理基础,结合Freeman-Durden分解参数,还构建了表面散射与整体散射能量比值参数、体散射与总体散射能量比值参数、体散射与表面散射比值参数和二次散射与整体散射能量比值参数(Odd/Span,Vol/Span,Vol/Odd and Dbl/Span)四个参数参与极化参数对小麦生物量的敏感性分析。研究中提取的各极化参数根据播后天数在各地块内取均值以降低随机性对提取的极化参数的影响,共计95块小麦地块用于研究。研究结果表明:Freeman-Durden分解的参数中,体散射分量、表面散射分量及这两者与总散射能量的比值、这两者的比值均表现出与小麦生物量的高相关性(R2>0.55);相比Freeman-Durden分解的参数,H/A/α分解参数中除反熵外,熵和散射角均表现出与生物量的高相关性(R2>0.70)。另外,小麦生物量反演模型的可行性研究结果表明:4种经验回归模型中,二次多项式和对数模型更适合采用极化参数对小麦生物量的反演。该类方法反演小麦生物量的最佳均方根误差为77.94g·m^-2,相对误差为29.05%。尽管采用随机森林的重要性参数排序中,H/A/α分解中的H和α参数也排序靠前,但是在单因子的经验回归中,其反演结果的误差较大,均方根误差为101.74g·m^-2,相对误差为37.91%。尽管如此,大多数非参数随机森林参数重要性排序结果与极化分解参数与生物量相关分析的结果基本一致,采用随机森林反演。小麦生物量的精度也有明显提高,均方根误差为54.53g·m^-2,相对误差为20.32%。
