史植物地理学”发生了革命,促使学者们重新考虑植物分布类型。20世纪70年代以来,出现了不少以“生物地理学”命名的著作,其中都有植物地理的内容。随着科学新理论的出现和新的研究手段的采用,植物地理学正面临变革。这种变革的两个最明显的趋势是:由定性走向定量,描述配合实验。认识植物是研究和利用植物的前提。植物地理学不仅 以种为基本的研究单位,同时也常应用更高级的分类单位进行分析。
专科相对好写。。。不知你是做设计还是要只写论文可以写你们地区某个公园的植物景观设计分析、某小区的植物景观设计、老城区或商业区的植物设计 也可以写一些特殊区域的,比如 工厂、矿区或者医院,这些地方在做植物设计的时候都有额外的要求。
【地理与植物】研究地球表面植被空间分布规律的学科。又称地植物学。地理学和植物学的边缘学科。属于自然地理学的分支学科,常与动物地理学(Zoogeography)合称为生物地理学(biogeography)。生物作为自然环境的有机成分,形成地球上非常活跃的特殊结构——生物圈。生物圈乃是地球上所有生物及其生活领域的总和,它占有大气圈的底部、水圈和岩石圈的上部,厚度约为20km。实际上生物的大部分个体繁衍于地表上下约100m厚的范围内,因此对于整个地球来说,这仅仅是很薄的一层“生物膜”。生物物种的多样性远远超过无机物质的类型,已知现存植物50万种、动物150万种、微生物10万种,生物种类总数可能超过500万种,这不仅构成人类生活必需的生物资源,更维持着全球生态平衡。二、植物地理学发展简史植物地理知识的萌芽十分古老。中国,公元前六世纪前的《诗经》记载有植物分布的知识,提到“山”与”低下的湿地”生长着不同的植物。特别是对“枢”(刺榆)和“榆”这两种性质非常相近的榆科树木,当时已观察到它们分布的生境不同:一在山地,一在于原。公元前六世纪《考工记》中,已提出因地形、气候差异,中国植物南北分布存在的界限。公元前五世纪《管子·地员》中,已述及山地植物的垂直分布现象以及阴、阳坡的差异,还记载了随地形变化的植物分布,列举了从水中到陆地依次更替的12种植物。公元前三世纪的地理著作《尚书·禹贡》已有植被水平地带分布的记载。东晋时期稽含所著《南方草木状》中,则提出南岭为中国植分布的一条界限。西方 最早关于植物分布的记述公元前334~前332年间古希腊学者泰奥弗拉斯托记述在《植被历史》和《关于植被的论文》中。植物地理学作为一门科学出现于18世纪末到19世纪初德国的洪堡,把植物地理的知识系统化,被称为“植物地理学之父”。他发表的著作中,首先提出了植物地理学的概念,并指出了植物分布对气候的依赖性。在这期间,达尔文提出了通过自然选择的物种起源、进化的理论,给植物地理学带来深刻影响,使生物分布规律的解释具备了正确的理论基础。19世纪末~20世纪初,俄国土壤学家道库恰耶夫建立了关于自然地带的学说,促进了植被地带性规律的研究。至20世纪上半期,植物地理学逐步发展为3个分支:①区系植物地理学。包括植物种类地理学和历史植物地理学。研究植物的起源、分布和变化历史。②植物生态地理学。在植物生态学的基础上,研究植物分布的环境原因与规律。③植物群落地理学或植被地理学。研究植物群落、植被带以及各种植被类型在地球表面的分布、形成、变化和发展趋向等。 20世纪60年代,随着“板块构造说”的出现,魏格纳于1912年提出的“大陆漂移说”受到广泛重视。板块构造说和大陆漂移理论在60年代和70年代初,广泛为生物地理学家所接受,解释了许多植物的分布现象,并使传统的“历史植物地理学”发生了革命,促使学者们重新考虑植物分布类型。20世纪70年代以来,出现了不少以“生物地理学”命名的著作,其中都有植物地理的内容。随着科学新理论的出现和新的研究手段的采用,植物地理学正面临变革。这种变革的两个最明显的趋势是:由定性走向定量,描述配合实验。认识植物是研究和利用植物的前提。植物地理学不仅以种为基本的研究单位,同时也常应用更高级的分类单位进行分析。
1 森林植被保护对可持续发展的重大作用[3 ]森林是地球上陆地生态系统的主体,生态系统的各个要素如土壤、水、空气、气候、物种繁衍和多样化等等,均与森林的存在和发展紧密相关。森林不仅为人类提供木材和林产品,而且具有吸收二氧化碳,释放氧气,调节气温,增加空气湿度和降雨,生产和保护土壤,涵养和保护水源,调节水循环,防止水土流失,防风固沙,优化气候及野生动植物多样性等多种生态功能。因此森林直接维系着地球生态和人类的生存和发展。2 森林植被破坏对人类社会发展所造成的恶果2. 1 温室效应去森林消耗自然界二氧化碳的能力,使地球表面温度升高。科学家预测到21世纪中叶,二氧化碳浓度增加一倍,全球平均气温升高1. 5℃~310℃,高纬地区气温升高4℃~10℃,引起两极冰川融化,海平面将上升0. 5米到1. 4米,沿海地区及城市将难逃淹没厄运[ 2 ] 。2. 2 气候异常,旱涝灾害[ 2 ]森林植被破坏一方面使土地丧失保水功能,空气中缺乏蒸发的水分而降雨稀少,出现气候干旱,水资源短缺;失去森林对太阳幅射的遮挡,天气变得炎热高温,造成农作物失收,从而引发饥荒。另一方面减弱了土壤的渗水性,缩短了水分在地表停留时间,导致雨季时发生洪涝灾害[ 4 ] 。2. 3 水土流失[ 1 ]大面积砍伐森林造成水土流失的后果:其一是大量表层耕作土壤流失、地力下降、作物减产。中国每年流失50多亿吨土壤中,含氮、磷、钾肥料4千多万吨,相当于中国肥料工业年产量1 /2。其二是淤积水库,缩减利用功能和寿命。建国以来全国水库库容已淤积1000 亿M3 ,占同期总库容25% ( 1993年) 。其三是淤塞江河湖泊[ 2 ] 。2. 4 动、植物资源灭绝,生物多样性减少[ 2 ]森林植被的毁坏,破坏了生态系统的自动调节能力,引起生态失调甚至造成生态系统崩溃。物种灭绝对生态系统的打击是极其沉重的。首先,灭绝的物种切断了食物链之间构成的生物网,引起多米诺骨牌式的连锁反应,使更多生物灭绝;其次,物种灭绝破坏了生态系统内生物之间的相互制衡,此消彼长近一步破坏生态平衡;第三,物种灭绝削弱了生态系统内各具特长的众多物种相互补充以提高自身适应环境的能力和抵御外界侵袭及重新恢复构造的能力;森林的破坏使自然界亿万年发展历史形成的物种大量消亡,生物灭绝将直接威胁人类的生存发展。3 森林植被遭到大规模破坏的原因3. 1 为了满足人口增长对粮食的需求人们大量地砍林开荒,加剧林地土壤侵蚀,严重损害森林植被的再生和恢复能力,造成对森林的严重破坏。3. 2 人口增加对林产品的强劲需求诱发过量采伐人口增长相应引起建筑、家具等对木材林产品需求的迅速扩大,造成林业的过量采伐,森林消耗量大大超过其生长量,森林资源陷于枯竭。3. 3 工业污染排放带来的酸雨对森林植被造成的损害酸雨是矿物燃料燃烧和冶炼过程中产生的硫和氮的氧化物排入大气,与水汽化合生成二氧化硫和氮氧化物,它们与降水化合构成酸性雨。酸雨的直接损害是侵蚀树叶,阻碍树木呼吸,造成土壤酸化变质,腐蚀树木根系。3. 4 中国在森林资源和生态环境的价值认识上指导思想和政策失误造成政策失灵和管理失灵建国后曾长时期实行的错误人口政策是中国社会发展中典型的政策失误,造成人口几乎翻两番。目前的诸多社会经济、环境资源问题无不与剧增的人口有关。80年代以前“以粮为纲”的农业发展战略违背了因地制宜的生态经济原则,破坏农林之间相互促进的内在关系,造成森林资源环境的大破坏。“剪刀差”政策虽然加速工业基础的发展,却打击了森林资源环境保护的积极性,造成耗竭性开发利用,将林业当作单纯性原材料生产部门,重采伐,轻抚育,造成采伐大于更新,森林面积逐年缩小,生态环境不断恶化。不合理的资源定价方式导致资源市场价格严重扭曲,表现为自然生态资源无价,资源产品低价。使用者无须支付环境成本就可以开发利用资源环境,将生态环境损失转嫁社会和他人承担,造成森林资源开发利用的“外部不经济性”。在资源与环境管理上的制度和法律法规不健全,缺乏权威性的统一管理体制,各地方各部门为局部利益抢夺资源和推诿责任,造成资源名为国有实为无主,破坏资源、破坏生态环境的现象屡有发生而执法部门难于遏止。3. 5 生产技术科学水平落后粗放式开发,缺乏替代能源研究。中国对森林资源的开发利用技术上落后,林地与蓄积量比例低,造林成活保存率、成林成材率都很低。原木制材损耗过高,工艺落后,综合利用率低,浪费严重。缺乏对替代能源的研究开发,造成对森林资源和生态环境的压力持续增大。4 要提倡环境保护与可持续发展战略[ 3 ]环境保护可持续发展由思想的形成到战略的提出。从1962年美国海洋生物学家R·卡逊发表《寂静的春天》和1972年由多国科学家组成的罗马俱乐部出版《增长的极限》,到1972年6月5日联合国的“斯德哥尔摩人类环境会议”提出可持续发展的思想和1987年联合国环发委员会研究报告《我们共同的未来》首次正式提出可持续发展的定义:“即满足当代人的幸福,又不对后代人满足其需要的能力构成危害的发展”,再到1992年6月联合国里约热内卢环发大会提出全球可持续发展战略,可持续发展经历由观念的形成到全球战略的提出和行动纲领付诸实施的阶段,得到许多国际组织和各国政府的赞同。可持续发展思想的产生是由于人类在社会发展实践中认识到,传统的经济发展虽然带来巨大财富,同时也造成严重的资源滥用和破坏[ 3 ] ,并危及人类今后的生存和发展。可持续发展与生态资源保护两者关系密切[ 3 ] :要实现可持续发展就必须保护和改善人类赖以生存和发展的自然环境;同时资源环境保护也离不开可持续发展,经济发展中产生的环境问题,只能在经济发展中解决。可持续发展是人类对于发展的认识飞跃和正确抉择。5 建立建全可持续发展的森林资源管理体系[ 3 ]5. 1 改变传统经济增长模式,将森林资源和生态环境的保护纳入国民经济增长范畴传统的国民生产总值(GDP)作为宏观经济增长指标忽视了经济社会系统对森林生态的影响,没有将经济增长带来对森林资源和生态环境的消耗和破坏所造成的影响及损失考虑在内,往往助长以环境和自然资源的迅速消耗加快经济产出的增长方式。因此在计算国民生产增长值时,应在国民生产总值(GDP)中减去生态环境损失和自然资源(资本)存量,才能真实反映经济发展。5. 2 将森林资源及生态环境纳入市场经济轨道,实行森林的资源环境资本化和价格合理化[ 1 ]长期以来,中国在森林资源问题上存在着“产品高价,原料低价,环境无价”的严重价格扭曲现象,其主要根源是自然资源生态环境无价的观点及其派生的不合理定价方法,它既影响了资源开发部门生产积极性,阻碍这些部门技术改造和技术进步,也导致森林资源的滥用和浪费,再加上资源环境成本的外部不经济性,结果造成市场失灵。为了发挥市场调节资源利用者积极性的作用,保障森林资源的持续利用,必须将资源及产品开发利用中造成的环境破坏成本纳入价格体系,使外部成本内在化。5. 3 完善资源产权制度一是建立健全资源资产管理制度,强化森林资源的国家所有权。森林是国家重要财富,应当建立和实施有效的资产管理制度[ 3 ] ,防止国有资源部门化和地区化,造成国有资源流失。二是实行资源资本化,使所有权与经营使用权分开,对资源使用者实行资源有偿使用和转让,在市场价值规律的作用下,促使资源使用者保护森林资源。5. 4 保持稳定的森林资源基础,建立以合理利用资源为核心的发展战略森林资源保持合理存量水平,一要保持一定比例的森林覆盖率。国内外专家研究认为,一国的森林覆盖率必须达到30%并分布均匀,才能具备比较完善和明显的整体生态功能。而中国目前森林覆盖率只有12%,要实现森林资源的可持续利用、植树造林,任重道远。二要建立一定面积的自然保护区,保持一定比例的自然原生地,以保持生物多样性。按国家总体水平的标准,自然原生地应保持在5%以上,中国已达到4%,除了继续扩大保护区面积外,还应加强对自然保护区的有效管理。合理利用森林资源。中国森林环境问题本质上主要是由于资源不合理利用和浪费造成的。人们长期把森林资源看成无价的公共物品,对资源不合理利用和浪费无动于衷。因此必须认识到中国资源短缺的严重现实,建立以合理利用资源为核心的发展战略,才能有效减缓经济发展和人口增长对资源和环境的压力,保证森林资源的可持续发展。6 实现森林资源可持续发展的措施6. 1 法制是森林资源可持续发展的有力保障可持续发展是持续的稳定发展,必须依靠长期稳定的基本政策才能保证有效实施,只有法律的稳定性才能满足发展对政策稳定性的基本要求[ 3 ] ;可持续发展是一种全面的发展,涉及众多领域、行业和部门,既要求经济上的数量增长,又要求发展所需的质量改善,因此各有关利益主体之间的利害关系错综复杂,必须运用法律才能予以调整;6. 2 法制建设包括法律和制度的建立及完善[ 1 ]一方面是森林资源和生态环境法律体系的建立和完善。中国的宪法、中国参加的国际条约、生态环境资源保护的基本法律及其具体实施规定,已形成基本的法律保障体系。另一方面是管理制度的建立和完善,禁止滥砍乱伐,贯彻造管并举,造多于伐,采育结合,综合利用的方针。通过政府部门自上而下的建立一整套森林资源管理体制实施管理。6. 3 实现森林资源可持续发展的经济手段[ 5 ]经济手段是通过价格、税收、财政、信贷等经济杠杆调节经济活动与森林资源保护之间关系,从影响成本和效益入手, 使得价格反映全部社会成本[ 5 ] ,通过确立环境和资源的合理价格,促进资源的有效利用和合理配置,促使资源环境使用人的行为符合可持续发展的需要,达到改善生态环境和森林资源持续利用的目标。经济手段是多方面的[ 5 ] ,包括:在市场条件下,建立环境税收制度、资源有偿使用制度、生态补偿税费制度、资源政策定价等。依靠价值规律和供求关系强化森林植被保护。6. 4 依靠科学技术进步保护森林资源生态环境在环境恶化与经济发展两难境地中寻求可持续发展,依靠科学技术进步无疑占有重要地位,应当把现代科学技术和现代化管理作为森林资源持续发展的主要支柱,将森林资源保护纳入科学技术进步轨道[ 1 ] 。因此一要确认森林资源在国民经济中重要位置,逐渐加大政府保护的投入比重;二要加强环保的科研和开发,发挥科技在环保工作中的支持作用;三要做好科技成果的评价和推广,使科研成果通过技术市场尽快投入到实用中产生效益。6. 5 可持续发展中的公众参与[ 1 ]公众参与对可持续发展战略实施起着重要作用。人类是森林资源的使用者和受益者,也是破坏者。为了实现森林资源的可持续发展,要求人们改变思想,建立可持续发展世界观,用符合可持续发展的方法改变破坏森林植被的行为。公众参与是实现可持续发展的重要手段[ 1 ] 。可持续发展战略是一项系统工程,涉及众多领域和行业,群众参与至关重要。在中国,通过教育和宣传普及环保思想,通过公众讨论和建议参与立法,通过群众和舆论监督参与执法,特别是全民义务植树运动,树立了公众参与可持续发展战略实施的典范。
城市湿地植物群落构建与景观设计研究~~~~各种语言论文代写、发表、翻译、现存论文提供~~~~一、立项的背景和意义湿地(Wetland),是地球上独特的生态系统,是陆地生态系统与水生生态系统之间的过渡性生态系统,是一种特有的土地资源和生境,是重要的物种基因宝库。国际《拉姆萨尔湿地公约》(Ramsar Converntion,伊朗1971)给地球表层湿地下的定义是:湿地(Wetland)系指不论其为天然或人工、长久或暂时之沼泽地、湿原地、泥炭地或水域地带,带有或静止、或流动、或为淡水、半咸水或咸水水体者,包括低潮时水深不超过6m的水域,并以水成土和土壤水分饱和为其主要特征。1992年1月,中国加入联合国《拉姆萨尔湿地保护公约》(LWWPC)。同时在同年6月制订的《中国21世纪议程》中,将湿地保护和合理利用列入议程并为优先项目。2000年3月,国家林业局编制并公布了《中国湿地保护行动计划》。湿地保护与利用的概念,已经从“湿地作为水禽及其栖息地”上升到新的高度,即“保护湿地,更是为了保护其独特的生态、社会和经济功能,特别是保护湿地在提供淡水资源、蓄洪防旱、控制环境污染等方面的功能和效益。”湿地由于其特殊的水文条件,支持了独特的适应此条件的生物系统,具有丰富的生物多样性和很高的自然生产力。植被(Vegetation)是湿地的显著标志,沼泽(Marshland)是湿地的主要类型。湿地与森林、海洋并称为地球的三大生态系统,是自然界最重要的生态系统之一,由湿生、沼生和水生植物、动物、微生物及其与上述生命形成有关的非生命的水、光、热、无机盐等组成,这些要素互相联系、互相制约,形成了一个动态平衡的生态系统,它具有涵养水源、调节气候、均化洪水、促淤造陆、降解污染物的功能,被称为地球之“肾”;同时由于湿地生态系统特殊的水、光、热等条件,其初级生产力高,能量积累快,成为许多重要野生水生动植物的生长栖息之地,尤其是鱼类和珍稀水禽的栖息与繁衍区域,它对保护生物多样性和为人类提供生产、生活资源方面发挥了重要作用。城市与水、城市与湿地有着不解之缘,大凡世界上的绝大多数城市都有湿地(水系),如北京的海(北海、中海和南海),上海的江(黄浦江),济南的湖(大明湖),而杭州兼具江(钱塘江)、湖(西湖)、河(运河)和溪(西溪),世界上的著名城市如纽约、东京、日内瓦、巴黎和堪培拉也是如此。但是,正由于湿地具有多种生态功能和社会经济价值以及诱人的吸引力,湿地正越来越受到人们的关注和影响。随着我国人口的增长、城市化加速和经济的快速发展,为了追求短期效益,许多地区的湿地,特别是城市湿地(Urban Wetland)正受到严重地影响,主要表现在对城市湿地盲目地开垦和侵占、工业和生活污水随意排放、湿地面积急剧减少、湿地动植物逃离和死亡、湿地生态系统严重干扰、湿地景观的破坏。城市(Urban)和城市边缘(Suburban)湿地,受城市化、工业化影响最深,破坏程度最大。如何在搞好城市建设、实现城市经济的可持续发展同时,保护、恢复和改善城市湿地的生态系统,还湿地之本来面貌,已成为城市湿地生态恢复的当务之急,也是城市规划中的当务之急,而在城市湿地生态恢复中,植被的恢复和湿地植物群落构建是最基础的,也是最被关注的,从一定意义来讲,植物群落能否得到科学地营造,直接关系到城市湿地建设和城市湿地景观构建的原动力。浙江省是我国东南沿海经济发达的省份,经济发展和人民生活水平在全国都处于前列,浙江省委、省政府提出,要提前基本实现现代化,实施“蓝天、碧水、绿地、清净”工程,建设“绿色浙江”,全面进行生态省建设,建立全面小康社会,这给园林绿化建设提出了更高的要求,生态省建设首先是绿化建设,城市湿地的绿化建设是生态省建设的客观要求和重要组成部分,本课题立足浙江,面向全国,通过对我省重要城市湿地植物群落构建的研究,提出城市湿地植物景观营造的方法和途经,保护、恢复和改善城市湿地的生态系统,改善城市湿地的景观,为中国城市边缘湿地的可持续利用做出了有益的尝试,为生态省建设和“绿色浙江”建设服务,为城市化推进服务,为全面建设小康社会服务。二、国内外研究现状和发展趋势湿地是目前国际众多学者关注的前沿研究领域,还没有形成完整的科学体系,但近年来发展得非常迅速,国内外对湿地的研究主要集中在湿地水文、湿地植物资源调查、湿地水污染、湿地分类、湿地鱼类、湿地鸟类等方面的研究。在湿地水文学研究方面:1869年,湖泊学创始人福艾专著《湖泊学专长概论》,奠定了湿地研究的开始;1923年,瑞士全国水文局领导人、日内瓦大学理学院院长兼地质学教授高莱写就的权威性《湖泊学》专著,主要对湿地水文学进行研究,专著中记载了距今100年前后的湿地水文研究深度。在湿地土壤研究方面:1979年,Cowardin等专家开始将“水成土”(hydric soil)术语引入到湿地土壤研究,20多年间,专家们对水成土的理化性质特别是其生物地球化学过程进行了深入研究。著名的有Mausbach and Richardson(1994);Richardson et al.(1994);Vepraskas(19994);Hurt et al.(1998);and Vepraskas and Sprecher(1997);杨青、吕先国(1998)研究了湿地基底呼吸活动;白军红、余国营等(2001)利用统计学定量研究湿地土壤养分的空间异质性等。在湿地植物研究方面:1999年,朗惠卿主编《中国湿地植被》,比较全面地介绍了我国湿地植被的专著,首次全面、系统地记述了我国湿地植被的植物区系、植物生态、植物群落,并对植被分类、分布、区划以及形成、结构、演替过程、生产力与营养物循环深入探讨;2001年美国学者朱莉K.克朗克和M.修伯翰芬尼斯(Julie 和 Fennessy)合作出版了《湿地植物――生物学和生态学》(Wetland plants: biology and ecology),对湿地植物群落生态学、湿地生物化学和植物作为湿地生态完整性的进行研究;陈吉泉研究了河岸植被特征及其在生态系统和景观中的作用(1996);汤庚国、李湘萍、谢继步等对江苏湿地植物的区系特征及其保护与利用进行研究(1997);李湘萍、汤庚国、王定胜等研究了江苏湿地植物群落学特征及其分布和演替规律91998);顾长明等对安徽湿地与生物多样性保护开展研究(2003)。在城市湿地研究方面:还刚刚开始,1999,陈运生对浙东湿地的古地理环境研究作了研究;杨学军、唐东芹提出了城市地区湿地生境类型的生态绿化与对策(2001);2002,陈久和以杭州西溪湿地为例对城市边缘湿地的可持续利用进行研究。人类对城市湿地研究较迟,作为现代城市湿地生态设计的研究却是上个世纪才开始,1925年荷兰生物学家蒂济(Jaques P. Thijsse)和园艺师西普克斯()在布罗门代尔(Bloemendaal)2公倾土地上创造了一座乡土植物的的园林,种植了一些湿地植物。随着经济快速发展和城市化的加剧,环境的迅速恶化,迫使人们在考虑对于自然湿地索取同时,开始重视如何保护湿地,增加城市生物多样性,于是在上个世纪90年代初,上海率先开展了生态园林的研究,其中有一部分专门研究城市湿地。上个世纪90年代末,北京市园林科研所的陈自新和北京林业大学苏雪痕等园林专家开始进行北京城市园林绿化生态效益的研究,课题科学地分析了植物景观的生态效益,测定了近百种植物的环保效应和环境适应性,并提出了不同环境下的多种植物种植结构方式,达到了世界先进的水平,为园林环境生态设计的科学化作出了新的贡献。在理论研究突破同时,实践上也进行了大胆地尝试,广东中山岐江公园、北京土城遗址公园、杭州西湖西进等城市湿地公园建设正如火如荼地开展。但从国内外城市湿地研究来看,对城市湿地植物群落构建和定量化设计还未见报道,而这却是丰富城市生物多样性,特别是城市水生植物和城市水生动物最直接也是最基础的,我们希望通过对城市湿植物群落构建进行研究,进一步丰富城市生物多样性,改善城市湿地景观,让“地球之肾”发挥健康机能,为人类服务。参考文献1、中国花经,陈俊愉,程绪珂主编,上海文化出版社,1990╱82、中国高等植物,傅立国等主编,青岛出版社, 2000╱103、陈久和:《试论城市边缘湿地的可持续利用———以杭州西溪湿地为例》,浙江社会科学2002年第6期,第181-183页。4、余国营:《论湿地研究的若干基本科学问题》,《地理学报》2002年第2期,第25~26页。5、陈运生:《浙东湿地的古地理环境研究》,《地理科学》1999年第3期,第35~36页。6、陈桥驿.浙江地理[M].杭州:浙江教育出版社,2001.116.7、顾长明等,安徽湿地与生物多样性保护研究,安徽农业大学学报,2003,30(3):323-3288、汤庚国,李湘萍,谢继步,等,江苏湿地植物的区系特征及其保护与利用,南京林业大学学报,(4):47-529、江苏植物研究所.江苏植物志.南京:江苏人民出版社,197710、刘昉勋,等.江苏海岸沙生植被的研究.植物生态学与地植物学学报、1986。10(2):115-12311、刘昉勋,等.江苏海滩植被演替的研究.植物资源与环境,1992,1(1):13-1712、林文棣.中国海岸带林业.北京:海洋出版社、199313、陈宜瑜.中国湿地研究.长春:吉林科学出版社,199514、刘厚田.湿地生态环境.生态学杂志,1996,15(1):75—7815、殷康前,倪晋仁.湿地研究综述.生态学报,1998,18(5):439~、国家林业局等编制.中国湿地保护行动计划.北京:中国林业出版社,、陈吉泉.河岸植被特征及其在生态系统和景观中的作用.应用生态学报,1996,7(4).18、许木启,黄玉瑶.受损水域生态系统恢复与重建研究.生态学报,1998,18(5).19、李湘萍,汤庚国,王定胜等.江苏湿地植物群落学特征及其分布和演替规律.南京林业大学学报,1998,22(1).20、杨学军,唐东芹,城市地区湿地生境类型的生态绿化与对策,林业科技通讯,2001•721、Kenneth , Douglas T. Shaw, Kurt W. Weiler. Hydrologic design of a wetland:advantages of continuous modeling. Ecological Engineering 4(1995)99-11622、Richardson,J. L. 2001. Wetland soils:genesis,hydrology,landscapes and classification23、Cronk,J. K. and M. Siobhan Fennessy. plants:biology and ecology24、Gopal, Brij. \iodiversity in wetlands:assessment,function and conservation.三、研究开发内容和技术关键1、研究内容①、城市湿地类型和湿地植物调研现状进行分析,对国内(以长江三角地区为主)主要城市湿进行较为系统的调查研究,通过目前城市湿地的景观现状、生态特色和植物应用,分析城市湿地类型的多样性和可应用湿地植物的丰富性。②、城市湿地植物群落构建研究构建城市湿地植物群落模型,研究湿地群落的安全性、稳定性、景观丰富性和美感可变性。总结出不同类型城市湿地的植物群落特色。③、城市湿地生态效益评价选择不同类型的城市湿地,测定湿地植物的生长量、光饱和点、光补偿点,建立光响应曲线,建立绿量回归方程,对城市湿地进行生态效益进行评估。④、城市湿地植物景观设计选育适合长江三角洲地区的特色湿地植物30-50种,根据测定的生长指数、光响应曲线和绿量回归方程,初步定量地开展湿地植物景观设计,克服城市湿地植物应用的随意性和设计的模糊性。⑤、城市湿地植物快繁技术研究结合长江三角洲地区,选育城市湿地特色植物8-10种,利用现代先进植物繁育技术和设施,进行快繁技术研究和产业化开发。2、技术关键①城市湿地植物群落构建。自然界的植被群落是植物经过长期自然选择和演替的结果,而人工湿地植物群落不仅受湿地植物“装配式”地模仿自然构建,还受到水位、城市负载的影响,使得群落构建可变性和复杂性。②城市湿地植物景观设计。通过生长、生态因子测定,利用生态位的原理进行城市湿地植物定量设计,因受环境影响,测定数据会有偏差,导致设计的非唯一性和不确定性,富有挑战性。目前,我们已经制定了初步研究计划和方案,吸取森林植被群落和城市陆地植物定量设计的经验,从我省城市湿地的实际出发,吸收国内外各种先进经验,通过认真测定、科学分析,结合不同类型湿地实际,解决好我们的城市湿地群落的不稳定性和景观丰富性,攻克技术难关。四、预期目标(主要技术经济指标、应用或产业化前景)1、主要技术经济指标①发表湿地相关学术论文3-5篇,城市湿地专著1本②选育城市湿地特色植物30-50种,并进行扩繁;③测定20-25种湿地植物光响应曲线和绿量回归方程;④城市湿地植物设计样板工程(示范湿地)1-2处。2、应用或产业化前景① 可以整体改善城市湿地景观的单调性和生态脆弱性;② 提高城市湿地生物多样性和功能可持续性;③ 增加城市湿地经济效益、生态效益和社会效益;④ 改善城市环境,减缓城市矛盾,提高城市的品位。本研究的产业化主要是利用湿地植物素材、造景技术、设计品牌、模型指标等进行城市湿地的植物景观设计,推广湿地植物素材、群落模型、数据指标,引导城市湿地开发和生态建设。五、研究方案、技术路线、组织方式与课题分解1、研究方案本课题根据群落理论和生态原理开展城市湿地植物群落构建,其研究方案主要包括以下三方面:①、城市湿地植物调查和指标测定②、城市湿地植物群落构建和景观设计③、城市湿地植物快繁技术研究生态效益评价2、技术路线3、组织形式(1)、项目研究体系结构和组成本项目的主要研究人员由浙江林学院园林、植物、生态等专业科研人员组成,为了使学科完整性和利于工作开展,适当邀请校外协作单位人员参加研究和样板湿地建设,共同团结、高效、严谨的课题研究组,其构成简单示意如下:城市湿地植物群落构建研究项目组织方式示意图(2)、项目实施的组织、管理、方法及步骤成立课题组,由浙江林学院蔡建国博士主持,北京林业大学博士生导师苏雪痕教授担任顾问。课题组在项目下达以后,首先召开课题组会议,明确分工、落实任务、各司其职、分头执行。在项目执行中,做到月月互通情况,半年一次汇报,一年一次汇总检查。项目研究中期全面检查,找出问题,及时寻求解决办法,保证项目研究顺利进行。项目结题,通过技术验收鉴定,达到预定的技术目标。4、课题分解子课题一:城市湿地类型和湿地植物子课题二:城市湿地植物生态效益评价子课题三:城市湿地植物群落构建和设计子课题四:城市湿地植物快繁技术研究计六、计划进度安排在项目实施年限为2005年1月-2008年12月,共3年。分步实施:1、2005年1-10月:城市湿地调研分析;湿地植物选育和引种栽培。2、2005年11月-2006年10月,城市湿地植物选择和指标测定;城市湿地植物群落模型研究。3、2006年11月-2008年5月,城市湿地植物群落构建和试点;城市湿地植物景观设计;城市植物快繁技术研究。4、2008年6月-12月,材料总结和论文撰写;课题结题和验收。七、现有工作基础和条件课题组具有较强的技术力量和基础条件。◆浙江林学院具有较强的科研力量,课题组成人员从事科研工作多年,曾主持和参与研究的项目有省科委重点课题,国家自然科学基金、省自然科学基金、省教委、省林业厅种苗站等研究项目10多项,并有多项成果获奖。浙江林学院现已有试验湿地和苗木基地,并有组织培养设备和设施齐备的温室。园林植物与观赏园艺学科是重点学科,设备先进,基础好。◆主持人蔡建国博士:师从我国园林植物开发和园林植物造景权威苏雪痕教授,从事园林植物研究10余年,曾先后主持和参与省科委、浙江省自然科学基金、省教委、省林业厅种苗站项目多项,并如期完成研究任务,主持和参加研究的成果多次获奖,先后发表论文多篇,并主持和参与安排及参与了多个良种基地、花木基地的建设工作,并使这些场均能成功建成并取得良好效果。近几年开展城市植物配置、植物优化、城镇绿化技术集成与示范等方面的科研项目,并主持完成多项城市绿化规划设计任务。◆课题组主要成员都是从事湿地植物、园林植物育种、景观生态、园林效益评估、园林设计和试验分析等教学、科研多年,对城市湿地和湿地植物较为了解。◆已完成的相关课题和成果已发表相关论文多篇,已完成和在研相关课题5个(“浙江省城市林业结构调整及优化技术研究”、“杭州市道路行道树及公共绿地树种规划”、“城市绿化观赏花木新优品种引繁与开发研究”、“滨海特色园林植物引繁与开发研究”和“农村小城镇绿化工程集成技术应用与示范研究”),完成有关规划设计项目多项。◆仪器设备城市湿地植物群落构建研究项目仪器一览表仪器名称 型 号 数 量 价格(元) 备 注照度计 ST-85 2 1860 租用负氧离子测定仪 1 16000 租用叶面积测定系统 AM-100 1 52705 租用温、湿、光照记录仪 HOBO H8系列 3 6000 租用数码相机 CANON 1 7000 已有笔记本电脑 NEC 1 15000 已有手持GPS定位仪 2 4000 已有八、经费预算预计所需的研究经费为15万元,具体见下表。城市湿地植物群落构建研究项目经费预算经费开支预 算(万元) 设备费 能源材料费 试验外协费 资料印刷费 会议及调研费2.4 1 租赁费 鉴定验收费 人员经费 管理费 其他费用1 1 0 1 1
这里所说的园路,是指绿地中的道路、广场等各种铺装地坪。它是园林不可缺少的构成要素,是园林的骨架、网络。园路的规划布置,往往反映不同的园林面貌和风格。例如,我国苏州古典园林,讲究峰回路转,曲折迂回而西欧古典园林凡尔赛宫,讲究平面几何形状。下面是笔者在设计公园、人工森林所考虑的几方面问题,供读者参考讨论。园路的功能园路和多数城市道路不同之处,在于除了组织交通、运输;还有其景观上要求:组织游览线路;提供休憩地面,园路、广场的铺装、线型、色彩等本身也是园林景观一部分。总之,园路引导游人到景区,沿路组织游人休憩观景,园路本身也成为观赏对象。回想杭州胡绪渭先生在讲解花港观鱼牡丹园时,对"梅影坡"的分析论述是极有启发意义的;对着梅桩,铺砌其倒影的地面。此情此景,让人浮相联翩,流连忘返。园路的类型和尺度一般绿地的园路分为几种:●主要道路。联系全园,必须考虑通行、生产、救护、消防、游览车辆。宽7~8米。●次要道路。沟通各景点、建筑,通轻型车辆及人力车。宽3~4米。●林荫道、滨江道和各种广场。●休闲小径、健康步道。双人行走1.2~1.5米,单人0.6一l米。健康步道是近年来最为流行的足底按摩健身方式。通过行走卵石路上按摩足底穴位达到健身目的,但又不失为园林一景。这里要强调的有三点:一是,园路的铺装宽度和园路的空间尺度,是有联系但又不同的两个概念。旧城区道路狭窄,街道绿地不多,因此路面有多宽,它的空间也有多大。而园路是绿地中的一部分,它的空间尺寸既包含有路面的铺装宽度,也有四周地形地貌的影响。不能以铺装宽度代替空间尺度要求。一般园林绿地通车频率并不高,人流也分散,不必为追求景观的气魄、雄伟而随意扩大路面铺砌范围,减少绿地面积,增加工程投资。倒是应该注意园路两侧空间的变化,疏密相间,留有透视线,并有适当缓冲草地,以开阔视野,并借以解决节假日、集会人流的集散问题。园林中最有气魄、最雄伟的是绿色植物景观,而不应该是人工构筑物。二是,园路和广场的尺度、分布密度应该是人流密度客观、合理的反映。上述的路宽,是一般情况下的参考值。"路是走出来的",从另一方面说明,人多的地方,如游乐场、入口大门等,尺度和密度应该是大一些;休闲散步区域,相反要小一些,达不到这个要求,绿地就极易损坏。60~70年代上海市中心的人民公园草地,被喻为金子铺出来的,就是这个原因。现在很多规划设计,反过来夸大第五立面、铺砌地坪的作用,增加建设投资,也导致终日暴晒,行人屈指可数,于生态不利,不能不说是一种弊病。当然,这也和园林绿地的性质、风格、地位有关系。例如,动物园比一般休息公园园路的尺度、密度要大一些;市区比郊区公园大一些;中国古典园林由于建筑密集,铺装地往往也大一些。建筑物和设备的铺装地面,是导游路线的一部分,但它不是园路,是园路的延伸和补充。三是,在大型新建绿地,如郊区人工森林公园,因为规模宏大,几千亩至万亩,要分清轻重缓急,逐步建设园路。建园伊始,只要道路能达到生产、运输的要求,例如,每200~500米,其密度就可以了。随着园林面貌的逐步形成,再建设其他园路和小径、设施,以节约投资。初期建设也以只建园路路基最为合理有利,如南汇的滨海人工森林公园。园路的线型(1)规划中的园路,有自由、曲线的方式,也有规则、直线的方式,形成两种不同的园林风格。当然采用一种方式为主的同时,也可以用另一种方式补充。仔细观察,上海杨浦公园整体是自然式的,而入口一段是规则式的;复兴公园则相反,雁荡路、毛毡大花坛是规则式,而后面的山石瀑布是自然式的。这样相互补充也无不当。不管采取什么式样,园路忌讳断头路、回头路。除非有一个明显的终点景观和建筑。(2)园路并不是对着中轴,两边平行一成不变的,园路可以是不对称的。最典型例子是浦东世纪大道:100米的路幅,中心线向南移了10米,北侧人行道宽44米,种了6排行道树。南侧人行道宽24米,种了两排行道树;人行道的宽度加起来是车行道的两倍多。(3)园路也可以根据功能需要采用变断面的型式。如转折处不同宽狭;坐凳、椅处外延边界;路旁的过路亭;还有园路和小广场相结合等等(见图)。这样宽狭不一,曲直相济,反倒使园路多变,生动起来,做到一条路上休闲、停留和人行、运动相结合,各得其所。(4)园路的转弯曲折。这在天然条件好的园林用地并不成问题:因地形地貌而迂回曲折,十分自然,不在话下。而上海一般就不是这样。为了延长游览路线,增加游览趣味,提高绿地的利用率,园路往往设计成婉蜒起伏状态,但是上海园林用地的变化不大,往往一马平川而根据不足。这时就必须人为地创造一些条件来配合园路的转折和起伏。例如,在转折处布置一些山石、树木,或者地势升降,做到曲之有理,路在绿地中;而不是三步一弯、五步一曲,为曲而曲,脱离绿地而存在。陈从周说:"园林中曲与直是相对的,要曲中寓直,灵活应用,曲直自如。"以明•计成的话要做到:"虽由人作,宛如天开。"(5)园路的交叉要注意几点:▲避免多路交叉。这样路况复杂,导向不明。▲尽量靠近正交。锐角过小,车辆不易转弯,人行要穿绿地。▲做到主次分明。在宽度、铺装、走向上应有明显区别。▲要有景色和特点。尤其三叉路口,可形成对景,让人记忆犹新而不忘。(6)园路在山坡时,坡度≥6,要顺着等高线作盘山路状,考虑自行车时坡度≤8,汽车≤15;如果考虑人力三轮车,坡度还小,为≤3。人行坡度≥10%时,要考虑设计台阶。园路和等高线斜交,来回曲折,增加观赏点和观赏面,未尝不是好事。(7)安排好残废人所到范围和用路。园路的铺装建议采块料-砂、石、木、预制品等面层,砂土基层即属该类型园路。这是上可透气,下可渗水的园林--生态--环保道路。之所以如此建议,是基于下面几点考虑:(1)符合绿地生态要求。可透气渗水,极有利于树木的生长,同时减少沟渠外排水量,增加地下水补充。(2)与园林景观相协调。自然、野趣,少留人工痕迹。尤其是郊区人工森林这种类型绿地,粗犷一些并无不当。(3)新建园林,尤其上海园林,往往因地形变更,土方工程使部分、甚至大部分园路、广场处于新填土之上。(4)园林绿地建设是一个长期过程,要不断补充完善。这种路面铺装适于分期建设,甚至临时放个过路沟管,抬高局部路面,也极容易不必如刚性路面那样开肠剖肚。(5)园林绿地除建设期间外,园路车流频率不高,重型车也不多。(6)是我国园林传统做法的继承和延伸。块料路面的铺砌要注意几点:□广场内同一空间,园路同一走向,用一种式样的铺装较好。这样几个不同地方不同的铺砌,组成全园,达到统一中求变化的目的。实际上,这是以园路的铺装来表达园路的不同性质、用途和区域。□一种类型铺装内,可用不同大小、材质和拼装方式的块料来组成,关键是用什么铺装在什么地方。例如,主要干道、交通性强的地方,要牢固、平坦、防滑、耐磨,线条简洁大方,便于施工和管理。如用同一种石料,变化大小或拼砌方法。小径、小空间、休闲林荫道,可丰富多采一些,如我国古典园林。要深入研究园路所在其他园林要素的特征,以创造富于特色、脍炙人口的铺装来。例如,杭州的竹径通幽,苏州五峰仙馆与鹤所间的仙鹤图与环境融洽一体,诗情画意,跃然纸上。明•计成在《园冶》中对此早有论述"惟所堂广厦中,铺一慨磨砖,如路径盘蹊,长砌多般乱石,中庭式宜叠胜,近砌亦可回文,八角嵌方选鹅子铺成蜀锦。"□块料的大小、形状,除了要与环境、空间相协调,还要适于自由曲折的线型铺砌,这是施工简易的关键;表面粗细适度,粗要可行儿童车,走高跟鞋,细不致雨天滑倒跌伤、块料尺寸模数,要与路面宽度相协调;使用不同材质块料拼砌,色彩、质感、形状等,对比要强烈。□块料路面的边缘,要加固。损坏往往从这里开始。□侧石问题。园路是否放侧石,各有己见。笔者认为要依实而议定:①看使用清扫机械是否需要有靠边;②所使用砌块拼砌后,边缘是否整齐;③侧石是否可起到加固园路边缘的目的;④最重要的,是园路两侧绿地是否高出路面,在绿化尚未成型时,须以侧石防止水土冲刷。□建议多采用自然材质块料。接近自然,朴实无华,价廉物美,经久耐用。甚至于旧料、废料略经加工也可利用为宝。日本有种路面是散铺粗砂,我们过去也有煤屑路面;碎大理石花岗岩板也广为使用,石屑更是常用填料。如今拆房的旧砖瓦,何尝不是传统园路的好材料。按虹桥花园使用情况,厚150毫米以上块石路面(通车),包含至铺砌完成,价150元/平方米以内,弹街石价100元/平方米以内(以上未包含前期已施工碎石垫层)足比使用砼路而便宜。园路与种植(1)与园路、广场有关的绿化形式有:中心绿岛、回车岛等;行道树;花钵、花树坛、树阵;两侧绿化。(2)最好的绿化效果,应该是林荫夹道。郊区大面积绿化,行道树可和两旁绿化种植结合在一起,自由进出,不按间距灵活种植,实现路在林中走的意境。这不妨称之为夹景;一定距离在局部稍作浓密布置, 形成阻隔,是障景。障点使人有"山重水复疑无路,栖口暗花明又一村"的意境。城市绿地则要多几种绿化形式,才能减少人为的破坏。在车行园路,绿化的布置要符合行车视距、转弯半径等要求。特别是不要沿路边种植浓密树丛,以防人穿行时刹车不及。(3)要考虑把"绿"引伸到园路、广场的可能,相互交叉渗透,最为理想:使用点状路面,如旱汀步、间隔铺砌;使用空心砌块,目前使用最多是植草砖。波兰有种空心砖,可使绿地占铺砌面2/3以上。在园路、广场中嵌入花钵、花树坛、树阵。(4)园路和绿地的高低关系。设计好的园路,常是浅埋于绿地之内,隐藏于绿丛之中的。尤其是山麓边坡外,园路一经暴露便会留下道道横行痕迹,极不美观,因此设计者往往要求路比"绿"低,但不一定是比"土"低。由此带来的是汇水问题,这时园路单边式两侧,距路l米左右,要安排很浅的明沟,降雨时汇水泻入的雨水口,天晴时乃是草地的一种起伏变化。(5)城市道路的绿化,与道路的性质相关有很大不同,如高速公路、高架路、景观大道、步行街等,这是另一个题目的文章了。标签:作者 zhuwei528 阅读全文 | 评论(2) | 人气(44) | 引用(0) | 推荐 | 保存日志2006-07-17 18:55:09水生植物水生植物:湿生植物:旱柳、垂柳、棉花柳、沙柳、蒿柳、皂柳、小叶杨、辽杨、沙地柏、圆柏、侧柏、水杉、楝、枫杨、白蜡树、连翘、榆、裂叶榆、榔榆、乌桕、樱花、杜仲、栾树、木芙蓉、木槿、夹竹桃、爬山虎、葡萄、紫藤、紫穗槐、柽柳、毛茛、水葫芦苗、长叶碱毛、沼生柳叶、柳叶莱、毛水苏、华水苏、薄荷、陌上菜、婆婆纳、豆瓣菜、蔍草、水毛花、扁杆蔍草、水莎草、花穗水莎草、球穗扁莎草、红磷扁莎草、竹节灯心草、小花灯心草、小灯心草、细灯心草、扁蓄、习见蓼、红蓼、丛生蓼、酸模叶蓼、柳叶刺蓼、小箭叶蓼、杠板归、刺蓼、戟叶蓼、大戟叶蓼、虎杖、白茅、拂子茅、大叶章、菵草、长芒棒头、野古草、荻、薏苡、牛鞭草、湿生匾蕾、挺水植物:水葱、芦苇、藕、慈菇、宽叶泽苔草、泽泻、荷花、千屈菜、香蒲、鸭舌草、雨久花、菖蒲、梭鱼草、稻、水笔仔、水仙、水芹菜、茭白笋、芋、田字草、芦苇、荸荠、荆三棱、针蔺、水烛、伞莎草、宽叶香蒲浮水植物:浮萍、水葫芦、睡莲、芡实、王莲、萍蓬草、凤眼莲、莕菜、莼菜、黄花狸藻、浮水蕨、龙骨瓣莕菜、沉水植物:金鱼藻,水车前标签:作者 zhuwei528 阅读全文 | 评论(0) | 人气(19) | 引用(0) | 推荐 | 保存日志2006-07-17 18:54:06居住区绿化植物配置居住区绿化植物配置居住区绿化是直接为居民经常利用与享受的一种绿化系统。居住区的绿化规划,不仅要体现当代人们的文明程度,而且更主要的还要有一定的超前意识,使之与现代化城市建设相适应,力求在一定时期内尽量满足人们对环境质量的不同要求。居住区绿地设计时要求以生态学理论为指导,以再现自然,改善和维持小区生态平衡为宗旨,以人与自然共存为目标,以园林绿化的系统性、生物发展的多样性、植物造景为主题的可持续性为使命,达到平面上的系统性、空间上的层次性、时间上的相关性。充分考虑居民享用绿地的需求,建设人工生态植物群落。有益身心健康的保健植物群落,如松柏林、银杏林、香樟林、批把林、柑橘林、榆树林;有益消除疲劳的香花植物群落,如栀子花丛、月季灌丛、丁香树丛、银杏———桂花丛林等以及有益招引鸟类的植物群落,如海棠林、火棘林、松柏林等,可选择在小区边缘整块绿地上安排或与居住区中心绿地融合设计。利用植物群落生态系统的循环和再生功能,维护小区生态平衡。乔木、灌木与藤蔓植物结合,常绿植物和落叶植物,速生植物和慢生植物相结合,适当地配植和点缀时令开花花卉草坪。在树种的搭配上,既要满足生物学特性,又要考虑绿化景观效果,要绿化与美化相结合,树立植物造景的观念,创造出安静和优美的人居环境。在统一基调的基础上,树种力求变化。创造出优美的林冠线,打破建筑群体的单调和呆板感。注重选用不同树形的植物如塔形、柱形、球形、垂枝形等,如雪松、水杉、龙柏、香樟、广玉兰、银杏、龙爪槐、垂枝碧桃等,构成变化强烈的林冠线;不同高度的植物,构成变化适中的林冠线;利用地形高差变化,布置不同的植物,获得相应的林冠线变化。通过花灌木近边缘栽植,利用矮小、茂密的贴梗海棠、海桐、杜鹃、金丝桃等密植,使之形成自然变化的曲线。在栽植上可采取规则式与自然式相结合的植物配置手法。一般区内道路两侧各植1至2行行道树,同时可规则式地配置一些耐阴花灌木,裸露地面用草坪或地被植物覆盖。其他绿地可采取自然式的植物配置手法,组合成错落有致,四季不同的植物景观。在种植设计中,充分利用植物的观赏特性,进行色彩组合与协调,通过植物叶、花、果实、枝条和干皮等显示的色彩,在一年四季中的变化为依据来布置植物,创造季相景观。做到一条带一个季相,或一片一个季相,或一个组团一个季相,。如由迎春花、桃花、丁香等组成的春季景观;由紫薇、合欢、花石榴等组成的夏季景观;由桂花、红枫、银杏等组成的秋季景观;由腊梅、忍冬、南天竹等组成的冬季景观。梅苑发贴: 8832003-09-27 17:14--------------------------------------------------------------------------------园林水景植物配置设计水是园林艺术中不可缺少的、最富魅力的一种园林要素。古人称水为园林中的“血液”、“灵魂”。古今中外的园林,对于水体的运用非常重视。在各种风格的园林中,水体均有不可替代的作用。早在三千多年前的周代,水就成为我国园林游乐的内容,在中国传统园林中,几乎是“无园不水”。有了水,园林就更添活泼的生机,也更增加波光粼粼、水影摇曳的形声之美。所以,在园林规划建设中,重视对水体的造景作用、处理好园林植物与水体的景观关系,不但可以营造引人入胜的景观,而且能够体现出真善美的风姿。水体在风景园林中的作用在园林诸要素中,以山、石与水的关系最密切。中国传统园林的基本形式就是山水园。“一池三山”、“山水相依”等都成为中国山水园的基本规律。大到颐和园的昆明湖,以万寿山相依,小到“一勺之园”,也必有岩石相衬托,所谓“清泉石上流”也是由于山水相依而成景的。所以,古人论风景必曰山水,李清照称:“山光水色与人亲”。园林水体可赏、可游、可乐。大水体有助空气流通,即使是一斗碧水映着蓝天,也可使人的视线无限延伸,在感观上扩大了空间。园林中各类水体,无论其在园林中是主景、配景,无一不借助植物来丰富景观。水中、水旁园林植物的姿态、色彩,所形成的倒影,均加强了水体的美感。先贤们将水的本性以拟人化的手法评价归结为德、仁、义、智、勇、善、正的品德。孔子认为水无私给予万物,“似德”;所到之处有生命成长,“似仁”;下流曲折而循其理,“似义”;浅者流行,深者不测,“似智”;赴百仞之谷不疑,“似勇”;其万折必东“似意”。同时,水能“不清以人,鲜洁以出”,洗净污浊,与人为善;水至量必平,最“公正”。不同的水体构筑物可以产生不同的水态;以水环绕建筑物可产生“流水周于舍下”的水乡情趣;亭榭浮于水面,恍若神阁仙境;建筑小品、雕塑立于水中,便可移情寄性;水在流动中,与山石、河岸、塘堤产生摩擦,发出各种声音。“山石有清音”是悦耳的美感;“惊涛拍岸,卷起千堆雪”则气势磅礴。水声,增添了天然韵律与节奏,显示空间的乐感美。总之,水是构成园林景观、增添园林美景的重要因素。纵观当今许多园林景观设计与建设,都无一不借助自然的或人工的水景,来提高园景的档次和增添实用功能。各类水体的植物配置不管是静态水景,或是动态水景,都离不开花木来创造意境。1.水边的植物配置水边植物配置应讲究艺术构图。我国园林中自古水边主张植以垂柳,造成柔条拂水,同时在水边种植落羽松、池松、水杉及具有下垂气根的小叶榕等,均能起到线条构图的作用。但水边植物配植切忌等距种植及整形式或修剪,以免失去画意。在构图上,注意应用探向水面的枝、干,尤其是似倒未倒的水边大乔木,以起到增加水面层次和富有野趣的作用。2.驳岸的植物配置驳岸分土岸、石岸、混凝土岸等,其植物配置原则是既能使山和水融成一体,又对水面的空间景观起着主导作用。土岸边的植物配置,应结合地形、道路、岸线布局,有近有远,有疏有密,有断有续,曲曲弯弯,自然有趣。石岸线条生硬、枯燥,植物配置原则是露美、遮丑,使之柔软多变,一般配置岸边垂柳和迎春,让细长柔和的枝条下垂至水面,遮挡石岸,同时配以花灌木和藤本植物,如变色鸢尾、黄菖蒲、燕子花、地锦等来局部遮挡(忌全覆盖、不分美、丑),增加活泼气氛。
zi ji cha
不同于传统的物理学和化学,生态学被看作是系统性的科学,所以普遍认为生态学是反还原的。下面是我为大家整理的生态学教学论文 范文 ,供大家参考。
《 园林生态学教学改革 方法 》
摘要
受过去陈旧的教学模式影响,当前的园林生态学教学中还存着很多弊端,阻碍了教学进步,急需改革。在此以环境设计专业为例,提出一些改革建议,包括教学观念和内容的更新、先进 教学方法 的应用、实践课的增加,以及师生综合素质的提升。
关键词 环境设计;教学改革;园林生态学
环境设计专业涉及城市规划、室内设计、园林建设和公共艺术设计等领域,因实用性较为突出,具有极强的实践性。而传统的教学存在很多弊端,如缺少实践锻炼、教学方法单一等,因此教学效果并不理想。随着经济不断发展,城市园林建设、室内装潢等行业备受重视,这就对环境设计教学提出了新的要求。教学方法对教学效果有着直接影响,针对以往教学方法太过单一的缺陷,应进行改革,掌握多种方法并能够灵活运用[1]。
1更新教学观念和内容
理念更新
现代 教育 非常注重学生的自主学习能力和实践操作能力,所以首先,应转变陈旧的教学观念,坚持生本理念,提高学生在课堂上的地位,突显其主体性。利用有效手段,激发学生兴趣,调动起积极主动性,转被动学习为主动学习,从而成为课堂的主人。教师作为辅助者和引导者,要敢于接受新知识,并进行新的尝试。环境设计专业经常需要人工绘图、搭配色彩、提出新创意,并熟练操作计算机等基本技能,而学生之间必然存在着差异性,需要教师了解学生兴趣和心理规律,真正地体现以生为本理念。其次,学习理论知识的主要目的是在实践中应用,环境设计专业的目的是培养出更多的实用型人才,所以要重视实践。以室内设计课程为例,需要学生掌握辨别装饰材料、熟悉施工流程的能力,若只传输知识,学生很难理解。但若是带领学生在材料市场或施工场地学习,将会取得更好效果。
内容设计
教学内容的选择和设计同样重要,首先,课程要和专业紧密结合,环境设计的范围其实很广,涉及领域较多,尤其是在基础课上,必须结合专业设计,体现出较强的专业性[2]。如在学习色彩搭配时,不妨增加光与色彩之间的关系等内容,让学生了解在今后设计时如何根据光线选择颜色;而在设计 素描 课上,应增加室内空间、家具结构等写生内容,使学生尽早适应实际生活,而不是仅仅在学习理论。其次,教学内容要根据社会需求和市场而加以调整,不可与实际相脱节。例如,环保节约是当今时代的主题,在建筑设计或者室内设计教学上上都要突出绿色生态这一特点。教学内容要具有针对性,根据岗位工作要求,形成健全的内容体系。
2积极引进新教学方法
具体的教学方法直接影响着教学效率和质量,必须予以高度重视,方法不能过于单一,而且一定要有效,能够取得进步。随着教育改革的深入,许多新方法都经受住了考验,应用越来越多,在此主要介绍以下2种方法。
项目教学法
项目教学法是把课堂教学活动视为一个完整的项目,按照规范的流程、操作要求逐步完成。通常要经过项目选择、项目实施、能力转化、能力提高几个阶段,部分高校采取此方法,结合现代化技术,获得了极大的成功。教师发挥引导作用,根据教学内容设计多个项目,然后引导学生根据自己的擅长选择合适的项目。接下来的设计、实施工作就要学生独立完成,最后展示成果,增强学生的成就感。例如,园林植物景观规划项目,植物在园林中的作用不言而喻,既是景观,又起着绿色环保的作用[3]。实际中的规划工作涉及多个部门,首先是要对项目进行策划,考虑其可行性和合理性;确定项目后,需初步规划方案,根据其用途、性质以及可能带来的各种效益综合考虑;然后对方案进行修改,直到满意后,开始施工图的设计;最后一步是对施工图进行变更。在此过程中,尽量遵循实际岗位要求,提前熟悉岗位环境,使自己的操作能力进一步提升。
实例教学法
上面已经说到,环境设计是针对的具体项目、具体工程,理论知识必然是要用到实际案例中的,而且具体案例不同,所采用的技术、方法、要求等也有差异。从另一个角度来看,部分理论知识比较抽象,不好理解,需要借助实际案例进行分析。世界上有很多经典的建筑、雕塑、室内格局,都是著名设计师的作品,有许多可借鉴之处。国内也有很多案例值得借鉴,如植物对污水具有净化作用。那么如何净化,具体如何操作,又会取得怎样的效果是教师必须考虑的问题。此时不妨以石家庄“清源节流行动”为例,通过分析洨河水污染的处理方案和具体 措施 ,使学生更深刻地理解相关理论知识。除了提供实践 经验 ,案例教学还有很多优势,比如可以反映行业最新动态、可以提高学生科学设计的意识、发挥模范作用引导学生进步等。
其他方法
目前,各高校环境设计专业教学还有很多优秀的方法,如角色扮演法,试着让学生扮演教师讲课;头脑风暴法,鼓励学生提问,培养其创新意识,集思广益,以得到更多更好的创意;实践-理论-实践法,即先通过实践让学生初步了解理论知识,并主动去 总结 探究,然后针对重点难点加以讲解,再把整个理论知识串起来,加深记忆。课堂结束后,再次应用于实践,操作技能会有很大的提升[4]。
3提高实践实训课比重
为了使学生把理论知识转化为自身技能,并用于解决实际问题,必须增加实践实训课的比重,争取每一个学生都能有足够的实践机会。就环境设计专业而言,创意无比关键,所以实践课程要以培养学生的创新意识和创造力为主。加大投资,建立起专业的实训室,除了实训中常用的画板、画笔等基础物,还要注重氛围的营造和整体结构的设计,包括选材、形状和风格等,都要结合专业课程和企业需求考虑,尽量保持一致。除了动手操作区域,实训室内还应有材料存储区、教学示范区、作品展示区、现代化信息技术区等。当确定一个项目后,搜集材料、独立思考、动手操作、作品展示、最终评价等工作最好都能在实训室内完成,一来可充分利用资源,二来能够提高学生的工作效率。部分学生 想象力 很丰富,经常能想出很新颖的创意,但缺乏平台展示。所以,学校要经常办一些实践活动,鼓励学生参加,给他们一展身手的机会。例如,举办校级技能大赛、原创作品比赛、模拟实践设计活动等,在寒暑假也可以组织学生到企业参观实习。实际教学证明,很多优秀设计师都是在此类活动中积累了大量经验,而且对市场需求更加了解,所以设计水平要高于一般的学生。
4提高师生的综合素质
教学质量的提高离不开师生的努力。教师在新的教育环境中退居幕后,其实责任更重,要真正提高环境艺术设计专业教师的业务水平,就必须大力培养双师型教师。积极鼓励专业教师参加相关的专业培训与研讨会,吸收新知识与新理念;鼓励专业教师参与社会行业的职称评定;有目的的让专业教师进入相关企业挂职锻炼,提高教师的实际工作技能与经验,确保其在未来的教学工作中能够将最新、最好、最实际的技能传授给学生;鼓励专业教师多参与实际工程项目,并以实际项目为任务,驱动教学的实际案例对学生进行教授,在亲身经历项目过程的同时,把实际工作的经验与技能同学生一起分享,达到务实教学、增加学生实践经验的目的[5]。学生亦是如此,除了深入理解环境设计专业,了解该专业的社会现状,还要养成独立思考、仔细观察、认真总结的习惯,强化自身创新意识,学习计算机等现代技术,提高自身综合能力;同时,要完善自身道德素质,以便将来能够更好地胜任岗位工作。
5结语
环境设计是理论和实践结合紧密的一个专业,在实际中有着广泛应用,包括室内设计、园林规划、建筑设计等。教学过程中,为了使学生快速吸收理论知识,提高自身技能,需对以往的教学进行科学改革。
参考文献
[1]袁方.关于教学改革的思考——以环境艺术设计专业为例[J].魅力中国,2010,22(27):154-155.
[2]张榕泉,吴海燕,夏建红,等.高职院校环境艺术设计专业基础课程教学改革探讨:以闽西职业技术学院为例[J].剑南文学,2012,24(10):170-172.
[3]吴玉琴.园林生态学教学改革探讨[J]绿色科技,2011,20(7):245-246.
[4]季玲.信息时代的教学改革模式初探——以环境设计专业为例[J].时代教育,2013,22(15):173.
[5]高松伟,刘力扬.高职院校环境设计专业在信息时代面临的改革及对策[J].教育,2014,15(8):85-86.
《 珠子参生态学和生物学特性研究 》
摘要:
目的调查研究珠子参生态学和生物学特性。方法通过对珠子参生态环境的调查,栽培珠子参物候期及生长发育的观测,种子沙藏处理,定期对根状茎的切片观察等。结果珠子参适生于年均温12~16℃、年降水量800~1200mm、荫蔽度70%~80%的阔叶林下,土壤肥沃疏松pH5~的微酸性土壤中。珠子参的生长随着叶数目的增多,株高、根茎粗、叶面积、株冠均增大。整个植株完成一年的生长发育约需190d。种胚属高低温型。在15℃下发育最好,满胚后再转入5℃低温处理60d即裂口。裂口种子10℃培养5d就开始萌发。5月20日~8月15日为地下根茎的快速生长期,8月16日~9月30日为地下根茎的分化期。开花植株与不开花植株的根茎发育不同。结论本研究为珠子参的规范化 种植 提供了理论依据。
关键词:珠子参;生态学特性;生物学特性;叶数目
珠子参(Burk.)为五加科人参属植物,是一种较为重要的濒危药用植物[1]。其主要化学成分为皂苷类,还含有糖类、挥发油类、微量元素等多种类型化合物[2-6]。其根状茎入药为珠子参,有补肺,养阴,活络,止血、抗肿瘤、保护心脑血管系统、抗炎镇痛、提高免疫力等功能[7,8];其地上部分入药称参叶,能清热、生津、利咽,有滋补强壮之效[9]。也有人进行了珠子参的野生资源和生态环境调查及植物生长特性的研究[10-12]。近年来由于过度采挖,野生资源日渐枯竭,满足不了用药的需要。为此,笔者在地处巴山区的陕西省镇坪县进行了引种栽培试验,并对其生态学和生物学特性进行了研究,旨在对其规范化栽培技术研究提供理论依据。
1材料与方法
材料
试验地设在陕西省镇坪县海拔为840m和1300m的两个地块,栽培面积分别为700m2和600m2。以野生珠子参根状茎为繁殖材料,以根状茎的节结大小进行简单分类,分畦栽植,密度25cm×20cm。搭棚遮阴,透光率30%。选用栽培两年的植株为实验材料。
方法
调查研究珠子参在陕西的野生分布及生态环境条件。
在珠子参生长期内每日用湿度计和温度计对栽培地的温湿度及10cm处地温进行测量记录。
在栽培地里,以叶的数目为类群划分的依据,各选30株,定株定点观测。用直尺和游标卡尺对植株的植物学性状进行测量。
采集8月上中旬成熟的种子,水浸泡24h后取下沉者。将种子与湿砂混合,每个处理600粒。先放25~32℃室温下10d后分别转入5、10、15、20、25℃及实验室等6种条件下培养。每10d取种子观察胚的发育情况。
观察移栽植株根茎形态变化,并定时切取根茎尖端固定;切片观察根茎发育情况。
2结果与分析
生态环境的调查
珠子参是人参属中分布较广的种,我国的甘肃、陕西、安徽、浙江、贵州、广西、四川、云南、西藏等省区均有分布。在陕西省分布于关山林区和秦巴山区各县,主产于宁陕、洋县、陇县、石泉、镇坪、平利、汉阴、南郑、宁强、佛坪等县。生于海拔1000~2200m间的林下或草丛中。
该区气候属于北亚热带、温带温热湿润气候区。年平均气温12~16℃,元月份平均气温0~℃,七月份平均气温19~28℃,日均温≥10℃,稳定持续180d,无霜期210~240d,年平均降水量800~1200mm,森林荫蔽度70%~80%,相对湿度75%~85%。本区群峰突兀,沟壑纵横,山大谷深,地势复杂,气候多异,水热资源丰富,植被覆盖率高,自然条件优越,为珠子参的生长发育提供了有利的条件。珠子参为阴生植物,对光敏感,要求荫蔽度为70%~80%,处于不同生长年限和发育阶段的植株对光照的反应有差异。
珠子参1~2枚复叶的幼苗,要求照光量小,若直光照射,则生长缓慢,植株矮化,叶片衰老,叶缘变黄变红,而搭棚遮荫后,此病理现象逐渐消失;3~5批复叶的植株可耐受一定强度的直光照射;在野生条件下荫蔽度大的林下,珠子参植株纤细,叶片薄而淡黄绿,生长发育迟缓,叶子易产生锈病等病斑,所以人工栽培珠子参时一定要搭荫棚,让透光率达20%~30%。珠子参喜冬暖夏凉,四季温度变化较小的气候。
出苗期到营养生长快速期气温在℃,10cm处地温在℃之间,此时地下根茎处于休眠期;从开花期到枯萎期气温在℃,10cm处地温15~℃之间,地下根茎进入生长分化期;当气温降至℃以下,10cm处地温低于℃时,地上部分枯萎,地下根茎也进入休眠期。
降水不仅为珠子参的生长提供水分,而且也能调节温湿度,对其生长发育有着重要作用。陕西省镇坪县年平均降水量为1015mm,年平均自由水面蒸发量为,自然植被蒸发量,降水量大于蒸发量,所以气候呈现湿润多雨的特点。满足了珠子参的生长要求,但夏季多暴雨,并有短暂的大风,秋雨连绵,对珠子参的生长发育造成一定的影响,如暴雨冲刷地面土壤,使根状茎裸露,打落了未成熟的果实,打破叶片,折断或冲走植株,特别是6~9月气温较高,若 雨水 较多,湿度过大,可造成植株生病,根茎腐烂等现象。
珠子参适宜生长在山区林下,土壤为山地棕壤或黄棕壤。土层较厚,腐殖质丰富,含水量高,质地疏松,透水透气性良好,pH5~的微酸性土壤中。如果土壤粘性过大,易使植株发病,土壤中石块较多时,则架空植株,影响生长,甚至造成死亡。不同海拔高度、坡向、坡度等地貌条件所造成的小气候,对珠子参的栽培、生长发育、田间管理,质量和产量都有影响。珠子参在秦岭分布在海拔1000~2200m间,而在大巴山的分布下限为1200m。随着海拔的升高,由于气候各因子的综合作用的结果,使高海拔处的珠子参生长发育明显的推迟。珠子参的生长坡度不定,一般在10°~45°之间;坡向一般为阴坡或半阴坡,在林缘或谷底也有生长。人工栽培应选坡度在15°左右,坡向阴坡或半阴坡的山地、林下,过陡则操作不便,水土流失严重,过缓则积水泡根。珠子参植物群落复杂,乔、灌、草种类丰富,荫蔽度70~80%。
产区调查表明主要伴生的木本植物有:毛叶五加、红茴香、蜀五加、米面翁、火棘、铁扫帚、含笑、常春藤、短枝六道木、尖叶绣线菊、漆树、茅栗、栓皮栎、辽东栎、白桦、川鄂小檗、蔷薇、盐肤木、荚蒾、忍冬、华桔竹、马桑等。主要伴生的草本植物有:吉祥草、羊齿天门冬、大花糙苏、重楼、鬼灯擎、白酒草、粗齿天南星、玉竹、开口箭、陕西鳞毛蕨、贯众、宁陕耳蕨、珍珠菜、腺药珍珠菜、缬草、山酢酱草、三肋虾脊兰、窝儿七、八角莲、红三七、黄水枝、大叶金腰子、城口唐松草、细辛、对叶细辛、红毛七、汉中防己、铁筷子、大花绣球藤、鱼腥草等。地被植物为茂密的苔类和藓类植物。从野外调查可以看出,在不同的分布区、海拔高度,珠子参的伴生植物有一定的差别,攀缘的藤本植物占有一定的优势。
生长发育特性
珠子参为多年生宿根直立草本,高5~68cm。掌状复叶轮生于茎顶。小叶片阔椭圆形、椭圆形、长椭圆形或披针形。笔者对大量栽培的珠子参的形态观察表明:珠子参的叶形变异颇大,同一植株上叶的形状、数目也有差异;根状茎变化多样,有的根茎前端呈竹鞭状,后面又呈串珠状。
珠子参的生长发育与叶数目有一定关系。随着叶数目的增多,株高、根茎粗、叶面积、株冠均增大。除未见一批叶植株开花外,其余均开花结实,但开花结实率随叶数目的增多而相应提高,地下根茎则变得粗短。栽培珠子参的物候变化:在日均温低于10℃时越冬芽已开始萌动,随着温度的升高,芽的活动加速。
当日均温超过10℃,在3月25日越冬芽就露出地表。4月上旬叶片由皱至平滑,叶色由浅绿转至黄绿色;4月中旬至5月中旬为地上茎叶的快速生长期;4月下旬至5月中旬花梗开始快速伸长;5月12日第一朵花开放,5月中旬至6月上旬为开花期;5月27日结出第一个果实,直至7月1日,果实逐渐发育,进入绿果期;7月2日第一个红果出现,以后逐渐红熟;8月21日始叶片枯黄脱落,茎中空倒伏,开始调萎,到9月13日几乎全部倒苗。5月20日~8月15日为地下根茎的延伸期,8月16日~9月30日地下根茎进入分化阶段。
10月1日以后越冬芽进入缓慢的活动阶段,可视为进入休眠期。地上部分完成一年的生长约需173d,地下根茎形成分化约需133d,整个植株完成一年的生长发育约需190d。
发育生物学特性
珠子参的开花结实与叶的批数有关。一批叶均未见开花,二批叶有部分植株开花结实,但花的败育率较高,三批叶以上植株均开花,其结实率多为10%左右,一般情况下,叶批数越多,开花结实率越高。伞形花序单生于茎顶或数个聚成复伞形花序。全株的开花方式由外向内逐渐开放,约需4~7d全部开放。
每日开花时间为8~19h,盛花期12~15h。开花时,第一瓣先向外裂后,以后第2~5瓣依次向外裂开,开花后花药逐个裂开,自交异交均可孕,第3天花药枯萎,花瓣脱落,第12~14d柱头开裂变成紫红色并枯萎,进入果实发育期。开花第9天子房开始明显膨大,第12~14天为幼果快速发育期,半月后即形成绿色果实,由浅绿转至深绿,再变为紫色,不久即转为鲜红色,熟时紫红色,顶端1/3为黑色,内含种子2(1~3)粒。浆果扁球形,直径5~8mm,果肉厚2~3mm。种子肾形,乳白色,直径3~5mm,千粒重约。种子外种皮坚硬,内种皮呈薄膜状,尖端为脐孔,沿脐孔有结合缝,裂口时从结合缝处裂开,胚根由脐孔处萌发。种子为胚后熟类型,属高低温型。
刚收获的种子胚仅为一团很少分化的细胞。若将采收的种子直播,需要经过20~22个月之久才能解除休眠。因此,掌握种子休眠规律,缩短种胚后熟时间,是珠子参栽培技术研究的关键和重点之一。通过对6种不同温度条件下种胚发育情况的观测,在15℃下种胚发育最好,培养120d就有满胚者,约160d多数种子达到满胚,平均胚率为。再转入5℃低温处理60d开始裂口。将已裂口种子放10℃培养5d就开始萌发。而培养160d时,20℃有个别种子达满胚,多数种子胚为满胚的2/3,5、10、25℃及实验室等条件下胚发育较差,仅为满胚的1/5~1/6。
地下部分的生物学特性
珠子参的地下部分包含根和根状茎。根是由根状茎节上形成的不定根。根状茎横走,为5~17节组成的串珠状,每个节上多有休眠芽存在。着生地上茎叶的节上常生2~9条根,老节上生根或无。根状茎呈不规则球形或略呈纺锤形,直径5~45mm;节间直径3~5mm,长约2~10cm,最长可达40cm。茎叶倒苗后至出苗期间,根茎顶端是一个略膨大的越冬芽。越冬芽在地上茎叶着生的根节上形成。3月底至4月初芽萌发,茎叶先抽出地面并迅速生长。
5月17日地下根茎未见明显的形态变化。5月20日地下根茎先形成突起,其大小约。5月20日~8月15日为地下根茎的快速生长期,8月下旬地上茎叶开始枯萎倒苗,幼根茎直径1~5mm,长约,并在顶端又形成一个新的芽;8月16日~9月30日为地下根茎的分化期,在这段时间内地下根茎的长度变化较小,直径有所增加,且到距顶端3~5mm处节间形成层活动,使该处膨大成节,前端分化成第二年生长的地上部分的各个器官。
次年春该芽又萌发,再形成一个膨大的部分,如此下去,根茎每年伸长一节并形成一个膨大,不断伸长,同时,在膨大处具有次生生长能力,使膨大部分再增大。这样串珠状根茎便形成并不断发展。10月1日以后地下根茎进入缓慢的活动,可视为进入休眠期。地下根茎分化期,开花植株与不开花植株的根茎发育不同。后者根茎的顶端发育成芽,前者根茎的顶端发育成花芽,顶端芽的中间包着的小花序较大,由休眠的腋芽活动形成幼根茎,再继续增加根茎的节数与长度。根状茎的长度、直径与叶的数目有关,一般叶的数目越多,根茎的节间则越加短粗。开花植株的根茎较未开花植株的更短更细。
根状茎的生长与土壤肥力有关,土壤越贫瘠,根状茎就越长;地上茎叶愈小,地下根状茎就愈细愈长;处在土层3~5cm处的根茎的越冬芽比处在较深或较浅土层中的发育快;土温在15~25℃时发育较快,温度偏高或偏低,根状茎的发育就会减慢。在水肥条件较好的情况下,一个节上偶尔可形成2~3个越冬芽,第二年均可正常生长发育。在根茎受损后,同一串根茎节上可形成多个正常发育的越冬芽。若越冬芽受损,其根茎并不死亡,而继续在土壤中休眠,竖年6~9月可形成新的越冬芽。竖年植株地上部分生长叶的批数与当年形成越冬芽的大小成正比,与根茎的直径近乎成正比关系,但与根茎的长短无关。地上茎叶生长的强弱与地上茎着生的节上的须根数目有关,一般须根数目越多,地上茎生长越好;同时与移栽时间、当年的气候、土壤的肥力有关。一般秋季移栽优于春季移栽,一般在土壤肥沃的地方可适当延长珠子参的生长时间。
3结论
珠子参适生于年均温12~16℃,无霜期210~240d,年降水量800~1200mm,相对湿度75~85%,荫蔽度70~80%的阔叶林下,pH5~的微酸性肥沃疏松土壤中。栽培时应根据其生态学特性,选择较为适宜的生长发育小环境进行栽培。山地栽培中应采用遮阴搭棚的办法调节透光度。
根据其种子、根茎的生物学特性,研究解决繁殖方法问题,是栽培工作的难点和重点。种子沙藏先在15℃下培养约160d,再转入5℃低温处理60d后,取出播种出苗率可达91%以上。根状茎的节上有数个休眠芽,可采用适当的方法解除休眠,促其萌发形成新植株,该法可作为提高繁殖系数的优良繁殖方式。同时注意根茎切段不宜少于两节,并注意防腐处理,否则易发生烂根烂芽的现象。总之,进行珠子参的生态与生物学特性研究,可为其规范化栽培技术的研究提供有价值的依据,具有重要的理论意义和实用价值。
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西双版纳民族植物学的初步研究 西双版纳是我国著名的少数民族聚居地区,这里地处热带北缘,森林茂密,气候温暖,植物资源异常丰富。居住在这一地区的傣、哈尼、布朗、拉祜、瑶、基诺等兄弟民族,历史悠久,文化多样,利用植物传统方法和经验十分丰富。 解放前,在反动统治下由于交通极为闭塞,瘟疫流行,毒虫猛兽猖獗,以及民族隔阂等多种原因,植物学者无法进入这一地区工作,仅有个别学者如,吴中伦、王启无等,冒着生命危险进行过短期零星的采集工作,因此,在植物学上基本上是一个空白地区。解放后,由于党和政府十分重视边疆少数民族地区的开发和建设,五十至六十年代初期曾组织过较大规模的热带生物资源综合考察(1954—1960);1959年中国科学院在西双版纳建立了专门的植物学研究机构。随着边疆社会、经济条件的巨大进步,为植物学工作者提供了深入研究当地少数民族植物学知识的有利条件。 民族植物学,或人文植物学(Ethnobotany)一词源出人文贝类学Ethno-Cunchology(研究早期货币的科学),由美国植物学家哈斯伯格()1896年创立。哈斯伯格当时对民族植物学所作的定义是“研究早期人类对植物的利用和土著植物学”。经过一个世纪的研究与探索,民族植物学已发展成为“研究人类与植物直接交互作用的科学”()。其主要研究内容是不同民族、不同地区的人群对植物的意识与利用,及其对植物环境所产生的后果。尤其侧重于无文献记载的人文地理社会和特定的民族文化地区的研究。近半个世纪以来,由于人类对植物原料的需求不断增加和植物在人类精神文化上的重要性被大大提高,进一步刺激了西方学者对民族植物学的极大兴趣。由于植物渗透到人类生活的各个方面,因此民族植物学的研究涉及到一定地区、一定民族的人群与植物的全面关系。包括人们在吃、穿、用、住、草药、文学、艺术、宗教、乃至民俗,民间传说中起重要作用的一切植物;关系到一个社会多方面的行为、结构、及其相伴的整个植物世界。西方学者认为,民族植物学是开发新世界的一个产物,有人把它归属于人文科学下的一个分支;也有人把它归属为经济植物学下的分支;但确切地说,它是位于植物学与人文科学的交叉位置上。植物学家和人文学家从各自的领域在实践民族植物学的研究,在共同编织民族植物学的理论、方法、观点和材料。植物学家进行科学地鉴别环境植物材料的用途、问题,焦点是利用,材料按林奈分类系统排列;人文学家的焦点则是所研究地区人群的见解、地位、及其对周围世界所作的安排()。 笔者五十年代末进入西双版纳从事植物调查研究工作,由于长期定居于当地,有较多机会深入少数民族村寨,采集、调查、学习访问当地民族有关认识与利用植物的独特知识,其中不少是前人没有发现记载过的。本文试图按照民族植物学的研究方法加以整理,作为在我国开展这一工作的一个初步尝试。 一、研究地区 西双版纳位于我国云南省南部,北纬21°10′—22°40′,东经99°55′—101°50′,土地面积19,220平方公里,属热带季风气候、滇南湿热河谷类型;热带森林分布于全区各地,现有森林被覆率高达,是我国现存大片热带原始森林的唯一地区。西双版纳在行政上现划分为三个县十九个公社,即景洪、勐腊、勐海三县,西北部与云南省思茅地区相连,东南部与老挝接界,南部与缅甸毗邻,整个地势北高南低,河流纵横,山间盆地众多。主要山脉为横断山南延部分,哀牢山系由西北向东南纵列,最高山峰为景播大山,海拔2400米,最低处为南腊河下游官累海拔420米,大部分地区海拔高度在500—1000米之间,相对高度一般300—500米左右,澜沧江及其干支流,流沙河、罗梭江、南腊河横贯全境,中小河流及山泉不计其数,水源相当丰富。 本区气候终年温暖,年平均温度20—22℃,大部分地区终年无霜雪,雨量充沛,年降雨量1200—1800毫米,年平均空气相对湿度在70—80%左右,全年划分为干季(3—5月),雨季(6—9月),雾季(10—2月)三个季节。本区由于地处云贵高原南端,垂直高度差异甚大,具有多种类型的植被分布,海拔1000米以下低山河谷地带森林植被呈明显的热带东南亚性质,大多属于热带季雨林,局地分布有以龙脑香料(Diptc-rocar paccac)望天树(Parashorea chincnsis Wang Hsie)为优势的热带雨林群落,山地则以热带山地雨林为主,呈明显的南亚热带常绿林过度性质,以樟科(Lauraceae)、山茶科(Thcaccac)、大戟科(Euphorbiaceae)等科乔灌木为主要成分。近年来,由于大面积垦殖森林,植被类型已急剧演变,大部分森林植被已沦为次生林、灌丛、竹丛和稀树草地所取代。 二、民族及其文化特征 西双版纳是一个多民族地区,在总人口万中,傣族占万,哈尼族(当地称爱尼)万,布朗、拉祜、瑶、基诺等其它少数民族各在3万人口以下〔3〕。傣族聚居于河谷盆地,其它少数民族分散居住于山地。西双版纳各民族都有悠久的历史,自古以来就是祖国各民族大家庭的成员之一,共同创造了中华民族古老的文明,同时又有各自的独特文化传统,特别是在利用植物方面,呈现出强烈的地方色彩和丰富的传统经验,形成利用植物的独特文化。 傣族是西双版纳的主要土著民族,遍布本区各地,主要居住于低山河谷盆地,当地称为“坝子”。傣族有自己的文字、语言、风俗习惯和农业文化传统。傣族自称为“Daizu”,有悠久的历史,远在公元前一世纪,汉文史籍已有关于傣族的记载;据民族学研究,傣族与我国南方的壮、布依、水、侗、黎等民族同出一源,古代通称为“百越”。远在公元前二百多年的后代,傣族的先民就已经居住在今云南西南部广大地区,西双版纳是聚居中心之一,开发西双版纳有着悠久的历史。傣族的语言属于汉藏语系壮傣语族傣语支、西双版纳的傣族操傣泐语、使用傣泐文。西双版纳在傣族语中释意为十二“千田”,“千田”为封建领地的计算单位,每一千田便是一个“版纳”,其面积大小并不等同,相当于行政管理上的一个区。西双版纳自元、明、清各封建皇朝设置土司制度以来,沿袭至解放,直到一九五六年民主改革才彻底结束了封建领主制。漫长的封建领主制度、极为闭塞的交通和富饶的自然资源,使傣族人民长期以来生活在一种自给自足的农业自然经济社会之中。不仅植物资源的保存比较完好,而且民族文化也保存比较完好,是研究民族植物学的理想地区。傣族信奉小乘佛教,某些植物的利用传播直接与宗教文化有关,如贝叶棕、菩提树、铁刀木、鸡蛋花、羯波罗香、孟加拉苹果等。傣族人民有保护森林的良好传统习惯,每一村寨都有自己的“龙山”,划定为禁伐禁猎区,又有人工种植的薪炭林,这样,长期处于自然经济的傣族人民,对于自然界的植物便有较大的依赖性,因而对于当地植物的认识与利用,便成为生产、生活中极为重要的环节。 西双版纳傣族认识与利用植物的文化已经达到了一个相当高度的水平,他们早已有了定耕的农业,种植水稻为主,陆稻次之,同时,也种植少量其它旱地粮、油、棉、果树等农作物;与此同时牛、猪、鸡、鸭等家养动物也以适应于当地自然条件的野牧方式发展了起来。在定居的村寨内,每户农民都拥有面积一到数亩不等的小块家宅园圃,种植多种热带果树(香蕉、芒果、罗望子、柑桔、菠萝蜜),香料(薄荷、罗勒、香蓼、香茅、香露兜、姜花、生姜等)、草药(巴豆、苏仿木、白花丹、血苋、薏苡、儿茶、槟榔、芦子等)、纤维(攀枝花、牛角瓜、九层皮、白榔皮等)、染料(靛叶、密蒙花、红木等)以及竹类、观赏植物等,并且拥有独特的人工种植的薪炭林——铁刀木(Cassia siamea Lam.)作为农村能源的主要供应者。在每一个村寨附近的山谷、陡坡上都保留着大面积的热带原始森林,丰富的森林动植物资源是傣族人民采摘野菜、野果、草药、饲料,和狩猎补充动物蛋白的重要来源。森林又是建造竹木结构的傣家竹楼、独木舟、牛车、家具、农具等的天然材料“仓库”,森林被视为自给自足的经济中不可缺少的重要环节而被保存了下来。森林自身的保水保土,涵养农田灌溉用水、调节气候的作用,保持生物种间以及种群个体数量之间平衡的微妙作用,推动着傣族地区水稻——家宅园圃——天然森林农业生态系统缓慢而稳定地发展着。这是西双版纳地区在自然经济条件下,得以长期保持生态平衡的一个重要原因。还应特别提到的是,勤劳而智慧的傣族人民,在与疾病作斗争中早已形成了本民族的医药学——傣医药,在我国《逸周书、王会解》的记载中傣族医药已有一千多年的历史。他们不仅有本民族的医疗方法,而且拥有超过五百个以上药物方剂,以植物药为主,来自三百种以上的药用植物,大多是我国其它地区所没有的,并拥有用傣文编写的专门医药学书籍收载有关的医药学知识,至今尚未加以系统研究整理。 哈尼、布朗、瑶、拉祜、基诺等民族是西双版纳山地的土著民族,他们同样有悠久的历史和本民族的文化传统,从民族起源方面来说,他们与我国南方许多兄弟民族有着共同的起源和血肉的联系。他们都有本民族语言和多种方言,但多数没有文字。他们从前依靠草药、巫医治病,尚未形成本民族的医药学。他们信奉自然崇拜或多神论,十分崇拜山神、树神、兽神等,但没有定耕的农业生态系统,几千年来一直依赖传统的游耕农业——刀耕火种谋生。笔者近年来考察发现,世界热带地区,除了水稻种植区和近代发展橡胶、可可、油棕、咖啡等树艺作物种植业以外,基本上都是这种刀耕火种的游耕农业占主导地位,在我国热带也不例外。西双版纳地处热带、拥有大面积的森林植被,在热带的气候生物土壤环境良好条件下,森林植被经过烧垦种植粮食2—3年以后,丢荒任其自然恢复植被,在一定的条件下是可以恢复地力的,即在一定范围内轮垦森林,七年为一个周期,反复循环,这种粮作——森林休闲轮作制,能够连续数千年地保持了下来,其主要原因在于山区人口的增长缓慢,开垦森林轮作的面积不大,且长期维持在一定比例水平之上,即人口与“植口”(Plant population)的增殖是基本相适应的。同时,山区各族人民以勤劳与智慧相结合,利用热带山地天然植被发展了放养紫胶的技术,经营了大片的茶园、竹林,采集种类繁多的森林产品如省藤、木耳、竹笋、药材、木材以及狩猎等,并以这些林产品向坝区傣族换取多余的粮食,用以补充游耕农业之不足;此外,山地森林还提供了多种野生食用植物,如薯芋属(Dioscorea spp.)、榕树属(Ficus spp.)、蕨类植物等,也补充了一部分食物和荒年救灾之需要。因此,热带山地少数民族与当地森林植物,同样有着相互依存的密切关系,甚至在一定程度上对森林植物有更大的依赖性。 三、研究方法 在党的民族政策的光辉照耀下,边疆少数民族对植物学工作者的访问、调查、采集工作全力的支持与合作,是开展我国民族植物学研究的重要前提和鲜明的特点。傣族是一个有较高文化的民族,乐于同外界进行文化交流,尽管在民间医药知识方面也不是随遇而得,总的来说开放程度比汉族地区要高。山区各兄弟民族同样易于交流,较少保守,但由于交通十分不便,居住分散和语言上的困难,从他们当中获得有关植物学的知识,相对来说不如傣族地区的多。调查工作大体上分为三个阶段:1959—1963年为第一阶段,其中59—60年野生资源植物调查历时7个月;1970—1975年为第二阶段,以调查民间药用植物为主要目标,其中1972年一次调查历时2个月,其它短期调查一般10—15天,共10次以上;第三阶段为1976年以来,进行的多次专项药用植物调查,用材树种调查和一些补充调查,以充实更多的材料。十分有幸的是,在进行民间药用植物调查时,有当地医务工作者(包括当地少数民族医生)一道参加工作。大部分调查资料来自民间第一手材料,笔者亲自参加访问、采集、鉴定整理资料等工作;大多数食用和药用植物经过亲自实践,以作出某些直观判断。调查的地区包括西双版纳三县十九个公社中的十四个公社:勐腊、易武、象明、勐捧、麻木树、勐满、基诺、勐养、景洪、小街、橄榄坝、勐海、勐混等、涉足的村寨百处以上,一般食宿都在调查区的村寨内,与相当多的民间医生、猎人、老农、乡村教师、商业购销人员、基层干部、护林员等进行广泛的接触,其间还参加过两次规模较大的民间医生交流会、草药展览会、和若干次林业、土产专题座谈会,从中得益不浅。 历年调查,采集植物标本共2000余号,以及一些种子、苗木、样品等。标本收藏于中国科学院云南热带植物研究所标本室内,部分民间药物标本保存于云南省思茅地区中草药研究所;种子及活植物均种植于热带植物所植物园内。 四、重要有用植物 历年调查采集的植物,经本所植物分类研究室整理鉴定,某些植物经过化学成分分析和品质鉴定,已被推荐和利用于生产,如绿壳砂仁、灯台树、千年健、锡生藤、车里朴、团花、云南石梓、毛麻楝、依兰香、龙血树、美登木等,更多的种类有待深入的研究。历次调查采集的植物经过研究整理,按照当地民族利用的广度和多度,将其中具有民族文化特征的植物共218种,(按用途计食用86种,药用71种,纤维木材29种,香料、染料、饮料22种,其它10种。)汇集为《西双版纳民族有用植物集要》。植物的排列顺序,有花植物按照哈钦松分类系统,蕨类植物按照秦仁昌系统,以植物学名字母先后为序,每种植物有拉丁名、中名、当地名(按当地民族语注汉语拼音),用途及利用方法简述等。 ——这里提供参考
我国的华北地区由于悠久的农业开发,森林植被遭到了严重的破坏。在20世纪初的时候,山西汾河、滹沱河流域土壤侵蚀之严重,水涝灾害之频繁已经引起了国内外的严重关注。但这并未引起后来国人、尤其是决策者应有的觉悟,导致我国保留较好的东北林区在短时间内遭到迅速的破坏。本文试图就“护林”这种众所周知的“善举”难以成就的原因进行剖析,以期对今天的环境保护事业提供某种借鉴。近二十年来,伴随经济的快速发展,我国政府对资源和环境越来越重视,把环境保护当作一个基本“国策”。目前,正在大张旗鼓地实施天然林保护工程,越来越多的青山和湿地被纳入自然保护区网,这当然是社会进步的一个重要标志,无疑是件值得欣慰的事情。20世纪中,我国森林资源的掠夺性开发历程表明,决策者和生产者如果缺乏长远的眼光,不能遵循森林更替的科学规律,并很好地理解“永续利用”的意义,只凭主观意志,就不能有效地保护资源。因此,提高国人的科学素养,按照科学规律安排生产和建设是至关重要的,因为资源和环境问题毕竟是一个需要从长远和全方位角度考虑的问题。一.近代华北森林破坏的状况我国是一个有着悠久农业开发历史的大国,在长期的农业实践中,我们的祖先积累了丰富的建设家园保护环境的经验。但由于长期强调人口的增长和发展农业种植业,使林地面积不断减少,更由于近数百年来人口压力的缘故,对耕地和薪柴的需求,使森林资源越来越少,我国的自然环境不断恶化,生物多样性面临越来越严重的威胁。这种情况尤以清中期以来最为明显。 众所周知,清代经过所谓的“康乾盛世”之后,我国人口激增,加上从美洲引入了一些适合于山区和高寒地区种植的高产作物如甘薯、玉米和马铃薯等,大量的贫民因此涌进深山老林,毁林开荒,结果使原先并不适于开垦的荒山陡坡也都种上了粮食,使自然环境遭到很大的破坏。当然水患灾害也因此频繁起来。 由于当时政治腐败,社会黑暗,民不聊生,苟延残喘的政府不可能考虑从根本上解决防灾减灾的问题,使得日趋恶化的环境问题不断严重起来。关于这方面的情况,可以很清楚地从近代一些在华考察生物的西方人的著作中看出来。 从19世纪中晚期开始,一些在我国华北等地长期进行考察和博物学收集的西方人如古伯察(E. Huc)、谭微道(A. David)都曾在有关文章中提到他们在内蒙等地所见的森林植被破坏与环境恶化的情形[1]。另外,在20世纪初期的时候,还有一些西方学者指出河北北部承德、东陵等地的森林遭到迅速破坏,随之而来的自然灾害也在不断地加重[2]、[3]。 不惟如此,1930年,我国著名植物学家、林学家刘慎谔先生也曾就东陵森林破坏之情形指出:东陵自前清入关以来,附近诸山辟为禁地二百余年,草木得其自然生长,遍地成林,老树参天,山明水秀,风景不亚于西欧。民国元年以来,东陵开禁,政府设专局(林垦局)从事割伐至今才十余年间,而森林已摧残殆尽。……东陵森林割伐后第一步手续则在焚烧林下草木,次年施种,有灰为肥,收成甚佳。为山林无林木之保护,雨水逐年将昔日林下酿成之沃土渐为冲去,终至岩石露出,山瘦地薄,耕之不利,必至放弃。此时东陵诸山即完全变为今日之西山时期。此所谓“荒山”,“土山”。荒山不仅无益而且有害,夏季大雨时期水不停留,直向山巅下流,沙土岩石悉被冲下,河流加涨,桥梁断截,河道更易,民房种田不择。即以民国十八年西山一带损失论之当以万计,穷民流离,怨声载道,不知者或指为天灾,岂知森林割伐之后,事有必至,理有固然。……东陵在短期内先后得封禁、开禁关系,显出山林之变化,诚足贵也。然当局者之任意割伐,亦足惜也。[4]当然,给人印象更为深刻的是,我国文明发端很早的山西一些经长期开发的农业区的环境恶化状况。20世纪初,黄河流域旱涝灾害频繁。当时有个叫梅耶(F. Meyer)的美国人在山西五台山收集植物标本和作物种子。他发现那一带由于森林破坏很严重,滹沱河、汾河流域的水土流失非常严重。因为这个缘故,水涝灾害频繁发生。他拍了不少反映这种实际情况的照片,同时将这种情况报告给他的雇主——美国农业部外国作物引种处。1908年美国总统罗斯福(T. Roosevelt)在国会上作的一个关于自然保护重要性的报告中,利用他和另外一些人拍的同类照片和相关的文字说明[5],提醒美国人注意在中国发生的不注重自然保护的灾难后果。要求大家保护森林,保护环境,以免重蹈中国的覆辙。其后,在山西南部和中部作过植物调查的瑞典人史密斯,在《中国期刊》中发表过“山西南部和中部植物学调查初步报告”[6]指出:山西的土地被超强度利用,森林遭受严重的过度开发。当地的居民用火和斧子毁坏一切森林。他认为这与时局混乱和政治不良密切相关。其结果是侵蚀加剧,土地砂石化。要重新造林非常困难。在南京金陵大学森林系任教授和森林系研究部主任的美国学者罗德民(W. C. Lowdermilk),曾利用1924和1925两年暑假在山西、河南、陕西等地作过森林考察和水土流失方面的调查,写过《山西森林滥伐和斜坡侵蚀》、《山西土地利用的变迁》等论文。文章列举了大量的事实,指出山西汾河流域的宁武等地区,由于植被被随意破坏,以垦荒种地,导致当地环境恶化。气候干燥时,旱灾严重;一旦下雨,由于缺少涵养水源林,经常洪涝成灾。因为地表径流造成土壤严重侵蚀,河流淤塞,导致平原地区土地、房屋被淹。在陡坡毁林开荒的结果使自然灾害不断加重。他不但写下了大量的文字资料,而且也摄取了大量的图片。生动地记录了我国各地自然植被遭到破坏,土壤受到侵蚀,河流和农田水利设施为泥沙淤积所破坏,自然灾害不断加剧的客观现实。并被作为一种惨痛的教训在国外用于警醒世人。他还提出应该设法恢复森林植被,进行水土保持以减轻自然灾害[7]。可能受罗德民等学者工作的影响,后来于1930年,当时的国民政府行政院公布了“堤防造林及限制倾斜地垦殖办法”。 从上面这个事例中可以看出,当时西方人的这些文章在我国的学者中是产生过一定的影响的,尤其是梅耶的资料经当时美国总统罗斯福在国会上宣讲后,当时也曾由我国林学家向国人作了介绍。环境恶化到被当作反面教材的地步,按理说本国的政府和人民应该警醒,可惜在战乱期间,尽管我国的林学家进行各种宣传、教育以唤醒世人对自然环境破坏导致各种恶果的醒悟。在他们的影响下,当时的政府也制订了一些保护森林植被和植造防护林的措施,有的还进行了初步的工作。但终究缺乏合适的社会大环境,这种关系建设的声音和民众的呻吟都被随时产生的炮火声给淹没了。二.东北地区森林的破坏中华人民共和国成立后,其实森林的覆盖率已经很低。总体而言,东北是唯一农业开发程度较轻、保存较多原始林区的地方。根据林业部门的资料,东北大兴安岭林区有林地面积1500万公顷,森林覆盖率约62%,森林总蓄积量为14亿立方米,是我国最大的林区[8];小兴安岭林区有林地面积为600多万公顷,森林总蓄积为亿立方米;东北东部山地林区有林地面积约1000多万公顷,森林覆盖率为,森林总蓄积量为亿立方米。这3 处林区的林地和蓄积量分别占全国林地总面积11528万公顷和森林总蓄积量亿立方米的27%和30%。按理说应该充分利用有利的社会条件,吸取华北等地森林破坏的严重教训,做好这片“绿宝盆”的维护工作。 解放初期,东北森林的采伐方式普遍采用“强渡择伐”,当地的森林工业干部不同意皆伐的作业方式。根据经验,他们知道,用皆伐方式砍掉红松之后,再长出来的就不是红松[9]。值得一提的是,当时很多学有所长的植物学家和林学家如刘慎鄂等都曾经指出,应该保护森林植被,在林区进行采伐作业时,应该根据森林植被的演替规律,采取合适的采伐方式,以达到合理利用资源、持续利用的目的。 刘慎谔在1954年的一个报告中就森林的采伐应该采取择伐抑或皆伐方式时认为:“……择伐作业的方式,虽然不利于拖拉机的运输。但是采伐方式的目的,首先是为更新服务,保证森林的迅速恢复,不能脱离更新的利益或忽视树种生长的特殊习性,单纯为拖拉机化追求有利条件”。同时还指出:“两者相较,则以来自择伐迹地的补苗更新,优于来自皆伐迹地的植树造林。此则后者不仅在目前受有人力物力的限制,而且将受有采伐循环的影响”[10]。道明了在林区实行择伐的益处。 1957年,这位正直而富有才华的学者在“关于大小兴安岭的森林更新问题”一文中进一步就东北地区森林资源的合理利用提出了自己卓越的见解。文中严肃地指出:“森林更新的研究工作,必须建立在植物生态学和地植物学的基础之上,而不应该看成是一种单纯的林业技术问题。我们强调这一点,因为现在东北林区有大量的采伐迹地不能更新或不易更新,造成严重的破坏现象。有些外宾在参观我们的林区之后,提出忠告说,我们应该对我们的后代子孙负责。但在森林经营部门常常只认为是技术问题,要求提高技术,改进技术……但是我们认为……如果不从生态地植物学的观点找出森林更替演变的全面规律性,只凭主观愿望在技术方面要求改进,则技术就会缺乏理论依据,解决不了森林的更新问题。”文中还就具体的造林问题提出要考虑造林树种的生物特性和林地的立地条件。认为:“正是由于我们在造林方面往往不顾树种的生物特性和林地的立地条件,而选定一种优良树种,逢地皆栽,结果成活率不高,说是技术问题;苗木发育不良,也说是技术问题。……但是否是技术问题,就是疑问。”文中还就当时片面强调机械化皆伐提出不同的看法。他说:“我们只听到说,苏联或其他国家采用的什么采伐方式或什么样的机械化,而不问人家的树种如何?树性如何?生长地点又如何?因而就想机械地搬运过来。在森林工业部门有好多人是这样想法,在森林经营部门有好多人也是这样想法”,但这种想法无疑是片面的,“因为每一树种有每一树种的生物特性,有其每一树种的更新规律性,而不能强求一律,强求就会造成在采伐以后无可弥补的严重损失。” 1963年,刘慎谔在“动态地植物学”一文中,具体就人工植被的建立和自然植被的改造问题,提出了很好的见解。文中反对采用皆伐的作业方式,倡导采取措施,保护森林的天然更新。面对大跃进时期一些盲目主张“皆伐”进行森林人工更新的主张,这位学者指出:“必须重新对人工更新和天然更新的树木生长量进行比较统计,不能象以前那样单凭主观想象和主观愿望”。 因此刘慎谔主张采取择伐,最好是弱度择伐。这样既有利于红松等林内更新的树种更新,也有利于保留林中的幼壮树木,从而缩短森林的采伐周期,使其迅速循环,以保证国家对木材的源源供应。另外,采用择伐还可以保全较好的森林植被,而不象皆伐那样,使林地迅速变成荒山秃岭,造成严重的水旱灾害。他还指出:“近几年来,东北的水灾不是愈来愈轻而是愈来愈重,本年夏季松花江的水位高涨,已经打破过去以前从来没有的记录……近来经过大面积的皆伐作业之后,不能不对东北的水灾直接产生一定的影响,这是值得引起林业当局高度警惕的。”[11] 可悲的是,无论是林区干部的经验,还是这些“首先觉悟者”们的主张并没有引起人们的重视。特别是刘慎鄂这样对东北林区有充分调查,同时知道如何合理利用森林资源的学者的建议并未被当地林业部门的决策者采纳[12],还是规定:“以人工更新为主”。因为:“在领导方面,为了要进行机械化,就强调皆伐作业,认为不同意机械化,好象就是旧脑筋不能接受新事物。……规定的采伐方式,称为‘伐区式皆伐’,现在又改称为‘窄带皆伐’……询之森林经营部门干部的意见,他们说,他们是按照制度办事,上面怎么交代,下面就怎么办,……可是更新的问题是否解决了?好象谁也没有把握。”[13] 事实证明刘慎谔等专家的意见是有道理的。因为当时即使在所谓强度择伐迹地上的红松小苗也常因为遮荫不足而枯死。在皆伐的迹地上上的情况就更为不妙。在皆伐林区,尽管留了一些针叶母树,同时进行了红松的直播造林,但是并没有红松长出,代之出现的是以糠椴、山杨等阔叶树为主的针阔混交林。原因在于红松、云杉、冷杉都是在林内更新,而全光不适于这类树木小苗的生长,因此无法直接恢复。另外,在有些皆伐的迹地中长出的是杂草。结果是“只见砍伐森林,不见恢复森林”。[14]而且情况日趋严重。 当时存在的问题在于不注意以往经验的总结。不根据客观情况,片面强调学习苏联经验,盲目主张皆伐。全然不顾苏联森林面积很广,远非中国可比这样一种实际情况;也不考虑捷克、法国和东德仍然采用择伐的国家的经验。此外,一方面强调采伐工业的速度,提高木材产量。另一方面效率低下和浪费木材的现象却十分严重。有专家指出,我国当时森林资源的利用只有27%,原木的利用率只有50%。而发达国家的原木利用都已利用到80—90%以上。东德的一个教授在看到东北林区内木材的惊人浪费现象时感慨地说:“如果你们说你们的木材不够用的话,你们只要少糟蹋一些,还可以少砍一些,也就等于多生长一些。”其实只要少浪费一些,我们的森林破坏速度也会减缓一些。当时甚至流行放手采伐,然后进行全面人工造林的主张;而全然不顾森林的演替规律,以及当地森林生长缓慢和木材供应的持续性之特点;有人则从一种急攻近利的观点出发,主张放弃生长比较迟缓的针叶树种,通过重新造林以发展速生树种森林来解决木材需求和发展林业,完全不顾国家建设和人民生活中的不同需要。 由于决策者缺乏科学的育林用林思想,诚如有人指出的那样:“在全部伐区的任务,都集中在怎样完成和超额完成采伐任务的观点上”[15]只是抱着迅速进入理想的共产主义社会的良好愿望。充满激情的劳动者为了多快好省地建设社会主义,在缺乏远见的领导指挥下,盲目地模仿苏联做法,使我国仅存的比较完好的东北的原始森林,被一片片地“皆伐”。一个个林业局,一个个林场,把颇有哲理的“斧斤以时进山林”、和“木不中伐,不鬻于市”的古训当作旧观念加以抛弃。无形中充当了可怕的“绿色杀手”。他们在剃头式地砍树过程中,虽然也有大炼钢铁和毁林开荒等盲目的破坏;但另一方面,应当承认,在短期内,林业部门确实为当时国家建设提供了大量的木材和资金,也使自己成为富有的“林大头”。然而这种杀鸡取蛋式的掠夺自然方式,不但使天然林遭到史无前例的迅速破坏,而且也使自己赖以生存的经济发生了很大的危机。 有资料表明,自上个世纪50年代以来,我国东北林区经历着严重的过度采伐。以东北原先森林覆盖率最突出的黑龙江为例,“三江平原从1962年至1976年的14年间,该地区天然林面积减少了25%,……又如,爱辉县的北师河、西峰山、得都县的小兴安等公社,垦荒点建在小兴安岭南部的岭脊,由于毁林开荒使小兴安岭南部的兴安岭主脉,已接近被垦通,成为大小兴安岭天然防护林体系的突破口”。 “由于森林资源的日渐败落和近20余年的集中过量采伐,可采资源已日趋减少,全省48个林业(企业)局,已有35个局已感到难以维持现有生产水平,乌敏河、八面通等12个林业局,可采资源已枯竭,不得不被迫停产而转为经营局。有半数的局不能实现永续利用,积重难返。”[16]在吉林发生的情况也差不多,“1958年至1966年,长白山林区蒙受过量采伐和乱砍滥伐的威胁。十年‘文化大革命’期间的森林过量采伐尤为严重。仅以松江何林业局为例,1971年—1975年的采伐面积较前5年的多1倍,比1958—1962年多5倍。1958—1978年总采伐面积4万多公顷,其中皆伐面积有2万多公顷。虽然采伐基地大多数已更新造林,但已由高大成片的原始林变成低矮的幼丛林。特别是长白山林区的采伐量在60年代达到了高峰,与1930年开采前相比较,在降水量等方面已发生巨大变化。”[17]严酷的现实是,当遍布各地的林业局在不顾一切的向青山杀去的时候,就注定这种杀鸡取蛋式的掠夺行为不能持久。终于在这些林场、林业局一个个刀光闪闪地会师时,这些勤劳的劳动者们终于悲哀地发现,他们的面前已经无树可砍。 森林破坏导致的恶果是非常严重的。以上述的黑龙江省为例,它“致使气候恶化……平均大风日数每年增加22天。……蒸发量是降水量的四、五倍,十年九旱,……泰来、杜蒙、肇源、大庆、齐市(齐齐哈尔),有沙地面积1200万亩,现在洼地盐碱化、岗地沙化、草原退化。杜蒙现有土地,70%是沙地,风剥现象连年发生,1980年5月27日的一场大风,70%的耕地受灾,24万亩毁种”。 “全省的耕地土壤肥力下降,有机质含量以千分之一到千分之二的速度递减,耕地黑土层厚度以每年一厘米的速度递减……近年来全省水土流失面积已达7500万亩,超过全省耕地面积的一半以上,每年流失土量亿立米。黑龙江的森林资源严重破坏还造成松嫩平原、三江平原严重水灾”[18]。 随着他们不得不放下“屠刀”的同时,不但往日的经济繁荣已经不再可见,而且原先的老虎、梅花鹿、山参等珍贵的生物资源也成为昨日黄花[19]、[20]。镜泊湖等名胜,原先应有的瀑布,已经难以再现,湖边的参天大树的无情清除,使这棵东北明珠失去往昔固有深邃、含蓄的富有韵味之美,粼粼的波光没有了树海的掩映、松涛声的协拍,低矮的次生林掩饰不了长湖的悲凉和神伤。从东北这棵明珠经历的沧桑,也使人深深地体会到“风光”—“风景”—“风水”的丢失。更令人难堪的是,大自然开始了狠狠的报复,使东北地区水涝灾害加剧,1998年的洪灾使当地人民遭受了巨大的生命财产的损失。而原先令人自豪的黑土地,也随着日益加剧的侵蚀而面临危机。原来在华北少林地区频繁出现的水涝灾害和严重的土壤侵蚀,仅仅在半个世纪之后又在东北初露端倪。林业部降格为林业局也从一个侧面体现了砍树“林大头”的终结,而环保局成为环保总局也从一个侧面表明原先从资源的过度耗费已经使人们不得不把保护放到了更高的议事日程。三.有关的思考 当然东北林区森林破坏只是我国这方面的一个缩影,实际上,在上个世纪下半叶,我国森林的采育和更新由于缺乏科学的管理和规划,一直在遭受着严重的摧残。1949年,国家计划内的木材产量为567万立方米,到1984年前后,增加到5000万立方米左右[21]。以这种速度砍树,环境恶化恐怕就是意料之中的事了。有人这样写道:“在左的路线影响下,森林资源方面的政策失误,管理不善,致使全国主要采伐林区超量采伐,消耗量大于生长量。到80年代末,出现了森林资源危机和经济危机的严重局面。”[22]充分说明了后果的严重性。 东北林区的破坏,很好地证明,一个地区乃至整个国家,如果不能很好地合理利用资源,缺乏长远的战略眼光,没有长远的打算,那么很快就会酿成灾难。当然首先是自然灾害,处理不当,就会使之发展为社会灾难。因为自然和社会是通过经济加以联系的。应该说东北地区的人们和其他地区的人们一样是勤劳勇敢的。他们也都不缺乏智慧和聪明。那么问题出在哪里呢?很显然,是我们的政策缺乏长远的考虑。也没有使人民真的有“主人翁”的责任感,就是说有保护森林的自觉性。或者说他们过于相信上级,并未考虑到森林的破坏与他们和社会的切身关系,他们只是服从国家的命令,完成上级交给的任务。一旦上级的指示出了问题,他们是不会考虑,或者考虑也不起作用的。 另外,不尊重合理的科学建议,是这块“宝地”遭到迅速破坏的主要原因之一。很显然,假如在开发东被森林资源的时候,稍微考虑一下刘慎谔等林学家的合理建议,采取弱度的“择伐”,那么毫无疑问就能较好地保持森林的天然更新,使其良性循环,完整地维持这个巨大的“绿色金库”,使之更好地发挥应有的长远经济效益和生态效益。按理说,实事求是是唯物主义者的优良传统,但遇到一些具体的决策问题时,一些政府领导却往往忽略了这种应有的基本精神。 大家知道,在东北那种气温低、降水量少的林区,树木的生长和更新是非常缓慢的。只有分期分批把适合开采的林木逐步采伐,同时抚育那些还属于未成熟或幼龄的森林,才能使这种可更新资源达到持续利用的目的。这样做还有另一方面的好处,即保持良好的植物生态群落。中华人民共和国成立以来,国内的造林方式存在着很突出的问题。且不论当时的形式主义,年年造林,年年不见新林出现,常搞些虚幻的数字,自欺欺人;致命的弱点体现在不讲究科学。正如刘慎谔所指出的那样,红松林的更新是有其自身的规律性的,仅凭主观意志结果只是适得其反。 这种情况在全国是普遍存在的。在南方的红壤土丘陵中,马尾松通常能生长在向阳和山梁上,而杉木通常生长在比较潮湿和遮荫的山坳和山坡中。而当地的一些地方干部一般只知道凭着良好的愿望,经常令百姓一座山一座山地把原来的植被砍伐甚至烧掉,然后再种上经济价值较高或生长较快的单一数种。殊不知,违反了植物分布的基本规律,结果常常是事倍功半得不偿失。其实维护原来的植被,合理地进行适当的人工更新,比这种“整齐划一”的造林方式要经济和可行得多。在不适合地方种植不合适的树不能达到理想的结果;至于在不合适的地方造林,胡乱地号召、发动群众做违反树木本身生长规律的事,盲目鼓吹“人定胜天”只能是劳民伤财。 对于森林的爱护,古人已经多有很好的论述,护林碑在我国各地都有。但是为何大家都知道护林的重要,甚至立碑强调它的重要性,为何还是不管用呢?其中很重要的一个原因就是法律的保障方面存在着缺陷,因而生产建设中存在的急功近利、好大喜功的浮躁、短视行为就很容易给包括森林在内的各种资源带来致命的危害。因为开发资源非常容易显露成绩,迅速带来本部门的荣耀和种种经济乃至政治上的好处,而维护资源则是一个需要耐心、进行持久而细致甚至艰苦工作的过程,成绩的显现也要缓慢得多。另外,中华人民共和国成立后,五六十年代的初期和八十年代初期两次的所有制变革也给集体森林带来了严重的破坏。头次是因为公有制使不少农民试图将要成为公有的林木尽量采伐,到手的就是自己的或是小集体的财产。改革开放以后,不少地区的山林又划归私人经营,许多农民生怕以后政策又发生变化,马上把树尽量砍伐,造成了森林的第二次严重破坏。如果我们的森林法从一开始就考虑得全面一点,对业绩的评价体系有更客观的指标,法律能被始终如一地执行,那么那种不计后果的开发方式可能就不会蔓延。 也许我们应该从我国东北林区的破坏吸取这样一个教训,即涉及资源、环境这样一些重大决策的问题,应该避免主观浮躁、急功近利和片面强调部门利益。片面地迎合所谓的“建设需求”。应该充分总结以往的有关国家和地区的发展经验,要有长远的战略眼光,多听取各方面的意见。有严肃的科学理论分析和实验依据,用科学的理论指导实践。使实践符合自然规律。急功近利往往欲速则不达,有时甚至走向劳民伤财的一面。因为这种涉及整个国家和民族利益的问题,需要严谨、科学,忌讳哗众取宠、欺世盗名。一旦处理不好,将带来严重的灾难性后果。不但给国家和人民造成严重的经济财产损失,而且可能使我们的生存环境恶化,失去持续发展的先机,为以后的发展背上承重的包袱,在后人身上造孽。这种教训有过不少,这种失误不是哪个部门和团体对此负责就能了事的,追究个人责任既无可能也无意义。
学术堂整理了十五个植物景观设计方向的论文选题,供大家参考:1.郑州紫荆山公园植物群落美景度评价2.多肉植物在景观园林绿化中的应用3.南宁市彩叶植物研究概况4.合肥滨湖国家森林公园植物配置研究5.浅析园林植物病虫害现状及综合防治6.佳木斯市园林木本植物多样性与应用调查研究7.基于层次分析法的宁夏职业技术学院校园植物景观美学评价8.塔里木盆地园林工程提高植物成活率的途径9.地锦育苗及园林绿化栽培技术10.陕西关中主要城市观花树种花的观赏性状分析11.城市园林植物病虫害的特点及生态控制策略12.广西地区15种典型园林观赏植物的耐阴性及光合特性13.上海常绿树种固碳释氧和降温增湿效益研究14.南京市不同园林植物根际土壤养分和重金属富集特征15.园林道路绿化种植的配置方法探索
专科相对好写。。。不知你是做设计还是要只写论文可以写你们地区某个公园的植物景观设计分析、某小区的植物景观设计、老城区或商业区的植物设计 也可以写一些特殊区域的,比如 工厂、矿区或者医院,这些地方在做植物设计的时候都有额外的要求。
园林论文摘要,这个你可以写一下你要写内容的简单的介绍,比如说包括园林的。建设年代还有他的园林的构造,还有里面的植被。还有它的发展方向等等。
家庭植物养护技术论文篇二 私家花园常用植物养护 摘要: 文章 介绍了园林中灌木的分类,私家花园植物养护的内容以及私家花园的养护与管理进行描述分析。 关键词:私家花园;常用植物;养护;管理 Abstract: the article introduces the classification of the garden shrub, private garden plant maintenance content and private garden maintenance and management of the analysis. Keywords: private garden; Common plant; Maintenance; management 中图分类号: 文献标识码:A文章编号: 1 园林中灌木的分类 园林中灌木一般可分为观花、观果、观枝干等三类。应根据不同的观赏目的采用不同的修剪方法。以观花为主的灌木,广东地区常见的有夜合、含笑、小叶紫薇、红杏、金边瑞香、茶花、黄杨、红果仔、大红花、吊灯花等,它们的花芽都是在头一年枝条上形成的,因此修剪宜在五六月开花过后进行。夏季修剪以疏枝整形为主,剪去交叉枝、徒长枝、密生枝、病虫枝及枯枝,以利通风透光,使养分集中;对花后残留枝梢可截短,促其生长,以利来年多开花。对于夏季开花的灌木,如桂花、九里香、大红花、丁香等,它们是在当年春季发出的新梢上开花,所以修剪在冬季落叶后进行。剪除过密枝、枯枝以及病虫害枝等。疏枝时残桩不能留得过长,一般上切口从分枝点起,按45°倾斜角剪截,切口要平滑。弱枝重剪,强枝轻剪,每个枝条上可保留4~6个芽子,其余部分截去。既能观花又能观果的灌木,如冬青、金银木等,花后适当剪除一些过密枝和病虫枝,使之通风透光,以利结果。 2私家花园植物养护的内容 管理程序:包括淋水、开窝培土、修剪、施肥、除草、修剪抹芽、病虫害防治、扶正、补苗等整套过程。 管理工具: (1)花剪、长剪、高空剪、铲草机、剪草机(2)喷雾器、桶、斗车、竹箕(3)铲、锄、锯子、电锯、梯子(4)燃料、维修费 养护内容 (1)乔木:每年施有机肥料一次,每株施饼肥千克,追肥一次,每棵施复合肥、混尿素千克,采用穴施、及喷洒、水肥等,然后用土覆盖,淋水透彻,水渗透深度10厘米以上,及时防治病虫害,保持树木自然生长状态,无须造型修剪,及时剪除黄枝、病虫枝、荫蔽徒长枝及阻碍车辆通行的下垂枝,及时清理干净修剪物。每周清除树根周围杂草一次,确保无杂草。 (2)灌木、绿篱、袋苗:每季度施肥一次,每667m2施尿素混复合肥10千克,采用撒施及水肥等,施后三小时内淋水一次,每天淋水1次(雨天除外),水渗透深度10厘米以上,及时防治病虫害,修剪成圆形、方行或锥行的,每周小修一次,每月大修一次,剪口平滑、美观,及时清除修剪物,及时剪除枯枝、病虫枝,及时补种老、病死植株,每周清除杂草一次。 (3)草本类:每季度施肥一次,每667m2施尿素混复合肥10千克,采用撒施及水肥等,施后三小时内淋水一次,每天淋水1次(雨天除外),水渗透深度10厘米以上,及时防治病虫害,每周剪除残花一次、清除杂草一次,及时剪除枯枝、黄枝。 (4)台湾草:每季度施肥一次,每667m2施尿素混复合肥10千克,施肥均匀、淋水透彻,水渗透深度5厘米以上,及时防治病虫,及时补种萎死残缺部分,覆盖率达98%以上,每月修剪1-2次。 (5)室内阴生植物:每天浇水一次,每3天抹叶片尘埃一次,保持植物生长旺盛,叶色墨绿光亮,盆身洁净。 3 私家花园的养护与管理 私人花园一般属于高级的别墅区,种植的植物品种多,但总体数量少,一般没有专业的园丁养护管理,都是临时出问题才想办法解决.物业公司只负责别墅区内的公共绿化部分,对于私人别墅的绿化,大多不予管理.私人别墅在初始设计时大多比较粗旷,业主在购买别墅后大多会重新按自己的要求进行二次设计与装饰.通常一些公司在完成业主的私人花园的施工后即收钱走人,不会对其进行任何的维护,因为标准的中国式的别墅花园通常面积较小,对绿化的管理养护要求又很高,利润比较少,所以大多工程公司不愿意做这方面的养护管理,他们更喜欢承接大型的绿化进行养护管理.一方面利润高,另外可以集中养护管理节约成本.别墅业主又大多很忙,时间非常宝贵,没有时间自己打理,一旦发现花园出了问题,再找人解决既浪费精力和钱财又不一定解决问题.比如很多业主会突然发现自己别墅里草坪变成了斑秃,树木的叶片被虫子吃掉或者植物长势不良而不会繁花似锦,这样的私家花园很难和漂亮的别墅相映衬,也无法让业主在空暇时享受花园的休憩功能. 私人花园内的植物,需要根据不同的季节进行不同的养护管理,比如早春季节需要补种一些合适的花草丰富园子里的色彩,如种植郁金香、风信子、水仙在园子里,会让您的别墅百花争艳,更加美丽.同时也需要在植物萌发后施加肥料,促进植物开花结果,健壮生长.到了夏季就要给植物做有害生物的防治了,比如过了五月就开始爆发蚜虫、刺蛾、地老虎、天牛等很多虫害,适当的防治,会让您的私家花园植物生长的更加茂盛,也减少蚊虫的骚扰.病害也有很多,如炭疽病、白粉病、黑霉病等多种病害,植物一旦患病,将使植株的枝叶遭到破坏,不仅难看,也容易使漂亮的植物在慢性病的困扰下死掉.夏季对于病虫害的防治是非常必要的,有效的养护管理会使植物的生长势更加健壮而不易被病虫害侵袭.同时,夏季的水分管理也是非常必要的.不仅要在梅雨季节排水,也要在三伏季节浇水,合理的水分管理对于植物的正常生长和开花结果都非常必要.同时在夏季也可以在院子里种植或摆放一些热带风情的植物,如变叶木,非洲茉莉,袖珍椰子等等,让您的私家花园充满了热带风情.三伏天到来之前,锄草也是非常重要的工作,草的种子可以通过各种方式被带到您的私家花园安家落户,生根发芽后就会疯长,尤其是春季到梅雨季节这段时间,各种杂草如不及时清除,会让您漂亮的私家庭院杂乱不堪,失去原来的色彩.由于庭院内的光照条件、土壤肥力、氧气、二氧化碳等环境因子是有限的,过多的杂草霸占了这些原本供给您喜爱的庭院植物的生长要素,也会对于一些观赏植物的正常生长造成影响。及时的清除杂草,非常重要.当然,您喜爱的观赏草类不要清除,它们是您庭院野趣的一种体现.到了秋季,大多数植物都完成了开花结果的使命,积累养分准备过冬,这时候给予植物施冬肥就很重要,植物吸取的养分越多,越健壮,对冬季的抵抗力也就越强.同时,一些落叶植物开始落叶,一年生草花也开始枯萎,适当的处理这些垃圾,把它们收集整理成腐熟的肥料,既可以让您的小院漂亮,干净,整洁,也可以让您的小花园有了明年的肥料.冬季来临,是不是就没有什么要做的了呢?当然不是,冬季是植物的休眠季节,也是其花芽分化的季节,您的植株明年开多少花长什么形状,其秘密就在于冬季.那么我们就要在冬季开始我们最重要的工作,修剪.虽然在其他季节也要对植物进行修剪,但是冬季的修剪则更有效果.修剪一个漂亮的造型或者合适的高度决定了您花园里植物明年的生长效果. 4 结语 私家庭院的管理与养护实际上是需要大量的专业的工作的,而一些粗心的业主不注意私家庭院植物的养护与管理,自己随便弄弄或者找一些业余的工人代工,都会让您的花园无法表现出一个最理想的效果.如果植物的生长需要没有得到满足,它就会处于一种亚健康状态,既没有表现出它应有的美丽,也非常容易受病虫害的侵袭.所以专业的打理私家花园,会让您拥有一片美丽的小天地,更好的享受家居生活. 看了“家庭植物养护技术论文”的人还看: 1. 常绿植物造型技术论文 2. 关于植物生长的科学论文 3. 果树盆栽技术论文 4. 关于植物的科学论文 5. 关于园艺技术论文范文
植物保护专业本科毕业论文(设计)开题报告
紧张又充实的大学生活即将结束,大学生们马上就要开始最难熬的毕业设计阶段,而我们做毕业设计之前要先写好开题报告,快来参考开题报告是怎么写的吧!以下是我整理的植物保护专业本科毕业论文(设计)开题报告,欢迎大家借鉴与参考,希望对大家有所帮助。
毕业论文题目:
菌寄生真菌纤细齿梗孢蛋白酶基因的克隆与表达
姓名: xx 学号: xxxx
年级: xxx 专业: 植物保护
指导教师:姓名 xxx 职称 教授
学科 植物病理
山东农业大学教务处
20XX年x月x日
一、选题依据(拟开展研究项目的研究目的、意义)
菌寄生(Mycoparasitism)是发生在菌寄生真菌与寄主真菌之间的一种寄生方式,是自然界普遍存在的一种真菌与真菌之间的相互作用。一直以来,生物间相互作用及信号传导的分子机制,是当今生命科学研究的热门。利用菌寄生真菌与寄主真菌作为研究的模式系统来揭示生物相互之间的相互作用机制有重要理论和实践意义。李多川(Li,1996)先生发现纤细齿梗孢(Olpitrichum tenellum)和串珠镰刀菌(Fusarium moniliforme)的菌寄生关系以来,我们实验室试图通过研究纤细齿梗孢和串珠镰刀菌,来建立菌寄生真菌与寄主真菌相互作用机制研究的模式系统,从而揭示菌寄生真菌与寄主真菌之间相互作用的分子机制。纤细齿梗孢(Olpitrichum tenellum)是串珠镰刀菌的一种重寄生真菌,该菌是一种接触性活体重寄生菌,离体试验发现其分生孢子只有在串珠镰刀菌细胞壁提取物刺激下才能萌发。这说明两者之间的重寄生关系是建立在二者识别与互作的分子机制上的(Li,2004)。在纤细齿梗孢和串珠镰刀菌相互作用过程中,几丁质酶、蛋白酶等细胞壁裂解酶可能起到重要作用。其中,蛋白酶在木霉属菌寄生真菌中的功能已经得到初步证明,而纤细齿梗孢的蛋白酶的研究还未见报道。因此,克隆纤细齿梗孢蛋白酶编码基因对于从分子水平上研究重寄生真菌和寄主识别和互作机制有着重要的意义。
二、文献综述内容(在充分收集研究主题相关资料的基础上,分析国内外研究现状,提出问题,找到研究主题的切入点,附主要参考文献)
纤细齿梗孢(Olpitrichum tenellum)是李多川教授分离得到的一种活体营养接触型菌寄生真菌[1~3],其寄主包括Fusarium moniliformeAlternaria alternata等。近年来,我们实验室一直在努力以其为基础研究菌寄生真菌与寄主真菌之间的相互作用的分子机制。经过多年的研究,人们渐渐认识到真菌细胞壁蛋白在细胞与外界的相互作用过程中扮演着重要的角色。细胞壁蛋白研究已经成为生物间相互识别机制研究的热点。鉴于以上原因,我们实验室成功分离纯化了纤细齿梗孢的寄主之一Alternaria alternata菌丝细胞壁上的一种特异性糖蛋白——凝集素,并初步证明其在和孢子吸附过程中起到识别因子的作用[4]。近年来,菌寄生真菌细胞壁裂解蛋白酶在菌寄生过程中的作用被人们逐渐重视起来。克隆和表达菌寄生真菌的蛋白酶编码基因变得很有意义。本研究试图以菌寄生真菌纤细齿梗孢(Olpitrichumtenellum)作为研究材料克隆了其蛋白酶基因。根据氨基酸的保守序列设计兼并引物,然后采用RT-PCR和RACE是一个较为快速、简单和高效的方法。本实验根据同源保守序列设计兼并引物,通过RT-PCR及RACE-PCR的方法,克隆了蛋白酶的编码基因的全长cDNA序列,并对该基因进行了序列分析,为后续试验打下了基础。
由于Olpitrichum tenellum在离开寄主的人工培养基中很难生长,纯化其蛋白酶变得非常困难。因此,我们需要使用外源蛋白表达系统得到蛋白,进一步研究其性质,从而搞清楚其在重寄生过程中的作用。在过去的几十年间,随着DNA重组技术的不断发展,通过构建遗传工程菌株,人们可以较容易地使各种各样的天然酶的基因在微生物系统中高效表达,从而在很大程度上摆脱对天然酶源的依赖。
基因工程的表达系统有原核表达系统和真核表达系统两大类。在原核表达系统中,大肠杆菌表达系统是目前了解最深入,实际应用最为广泛的表达系统。与其他表达系统相比,大肠杆菌表达系统具有遗传背景清楚、目标基因表达水平高、培养周期短、抗污染能力强等特点。在基因表达技术中占有重要的地位,是分子生物学研究和生物技术产业化发展进程中的重要工具[5]。
Pichia pastoris基因表达系统经过十几年发展,已基本成为较完善的外源基因表达系统,具有易于高密度发酵,表达基因在宿主基因组中稳定整合,能使产物有效分泌并适当糖基化,培养方便经济等特点。利用强效可调控启动子AOX1,已高效表达了HBsAg、TNF、EGF、破伤风毒素C片段、基因工程抗体等多种外源基因[6],证实该系统是高效、实用、简便,能提高表达量并保持产物生物学活性的外源基因表达系统。表达系统在生物工程领域将发挥越来越重要的作用,促进更多外源基因在该系统的高效表达,提供更为广泛的基因工程产品[7]。
我们已经分离到蛋白酶的编码基因,本研究中将该基因的去掉信号肽序列的正确阅读框融合于原核表达载体pET-22b(+)和毕赤酵母表达载体pPIC9K上,分别转化 BL21及Pichia pastoris GSxx5,以期在这些菌株中有效表达该基因的编码产物,从而为以后功能研究打下基础。
1 李多川.1998.菌寄生真菌分子生物学研究进展.吉林农业大学学报,20:37~65.
2 21.李多川.1998.菌寄生真菌分子生物学研究进展.微生物学通报,25:345~347.
3 .李多川,沈崇尧.1997.菌寄生菌物与寄主菌物相互作用的研究进展.西北农业学报,6:94~98.
4 张成省,李多川,孔凡玉. alternata菌丝细胞壁凝集素的纯化与特性研究.植物病理学报,35(2):141~147.
5 .xx.何诚,朱运松.1998.甲醇营养型酵母表达系统的研究进展.生物工程进展,18:7~xx.
6 彭毅,杨希才,康良仪.2000.影响甲醇酵母外源蛋白表达的因素.生物技术通报,4:33~36.
7 韩雪清,刘湘涛,尹双.2003.毕赤酵母表达系统.微生物学杂志,3:35~40.
三、研究方案(主要研究内容、目标,研究方法、进度):
1、研究内容:
本课题选择纤细齿梗孢(Olpitrichum tenellum)做为研究对象,通过RT-PCR及RACE技术分离克隆了其丝氨酸蛋白酶基因,并进行原核及真核表达,并对其的性质进行了研究,为进一步的研究工作打下基础。
2、研究的目标:
克隆了纤细齿梗孢(Olpitrichum tenellum)的丝氨酸蛋白酶基因,进行原核及真核表达,并对其的性质进行了研究。
3、研究方法:
将纤细齿梗孢(Olpitrichum tenellum)接种到LB培养基上,培养14个小时后,收集菌丝,然后采用总Trizol法提取RNA。再从GenBank数据库中搜索到大量的蛋白酶氨基酸序列,并根据同源性进行分类,分别设计兼并引物。再通过RT-PCR、3’-RACE、5’-RACE获得全长cDNA、DNA克隆,并将其连接到载体上,然后采用电击法将将重组质粒转入到全长cDNA、DNA克隆中,通过透析纯化蛋白酶,最后研究其特性。
四、研究进度:
20xx年5月23日~20xx年5月29日 整理收集资料,并跟着研究生学习基本实验技术。
20xx年5月30日~20xx年6月18日 提取RNA,设计引物、全长cDNA、DNA克隆 。
20xx年6月19日~20xx年7月15日 转化大肠杆菌、毕赤酵母表达,获得纯纯产物,并研究其特性。
20xx年3月~20xx年6月 对实验结果不理想的实验重做,整理实验数据,完成毕业论文,并准备毕业答辩。
五、技术路线:
收集菌丝
总RNA提取
同源序列 设计引物
特性研究
RT-PCR、
3’-RACE、5’-RACE
纯化表达产物
全长cDNA、DNA克隆 转化大肠杆菌、毕赤酵母
四、进程计划(各研究环节的时间安排、实施进度、完成程度)
20xx年5月23日~20xx年5月29日 整理收集资料,并跟着研究生学习基本实验技术。完成实验的1%。
20xx年5月30日~20xx年6月18日 提取RNA,设计引物、全长cDNA、DNA克隆。完成实验的50%。
20xx年6月19日~20xx年7月15日 转化大肠杆菌、毕赤酵母表达,获得纯纯产物,并研究其特性。完成实验的95%。
20xx年3月~20xx年6月 对实验结果不理想的实验重做,整理实验数据,完成毕业论文,并准备毕业答辩。完成100%。
五、导师对文献综述的评语
签字:
20xx年xx月xx日
六、专业意见
专业主任签字:
20xx 年 月 日
七、学院意见
学院(章): 负责人签字:
20xx年xx月xx日
摘要:
针对目前浙江农林大学植物保护研究法实验教学方法、内容及手段等方面存在的一系列问题,提出了相关改革对策:优化实验课程内容,整合实验模块,学生自行设计实验方案等教学方法和手段的改革,以及课程考核方式和时间安排的调整,旨在培养学生的科研兴趣及创新能力。
关键词:
植物保护论文
目前,国内外很多农业院校的植物保护专业均开设了昆虫研究法和植病研究法课程。为优化本科培养方案,浙江农林大学通过调整教学大纲,将植病研究法、昆虫研究法和农药研究法合并成一门植物保护研究法课程。植物保护研究法是植物保护专业重要的专业限选课程之一,是植物保护研究的重要组成部分,也是培养和提高学生专业实验技能和学习兴趣的重要课程,是一门专业性、实践性很强的实验学科。通过这门课程的教学,能使学生掌握植物保护研究的基本方法及基本原理,培养植物保护研究常规操作能力,以及查阅资料、设计实验方案和实际操作能力,提高学生的逻辑思维、整理资料、总结归纳和论文撰写的能力。笔者分析了浙江农林大学植物保护研究法实验教学中存在的问题,提出教学改革内容,并总结了改革成效。
1.实验教学存在的问题
传统实验教学的弊端传统实验教学的主要特征是“灌输式”“填鸭式”,学生在2个小时的实验过程中就是简单地按照实验指导书和实验大纲中的实验方法和步骤依葫芦画瓢,实验完成后,又按照统一的模式填写实验报告。在整个实验过程中,学生无需独立思考和分析,更谈不上发挥创新能力了。因此,很难让学生对实验产生兴趣,培养学生的创造性思维就更无从谈起了。虽然这种传统实验模式简明、清晰,有利于学生对相关结论的认可、理解和记忆,也有利于教师对整个教学过程的控制,教师和学生很轻松愉快地就能完成实验教学任务。学生走上工作岗位后,传统实验教学的弊端立即显现。学生缺乏设计实验的能力,在实验过程中缺乏发现问题、分析问题和解决问题的能力,实验后缺乏正确分析实验结果的能力。因此,传统的实验教学模式急需改革。
实验教学内容系统性不强植物保护研究法是植物保护专业本科学生的一门专业课程,其涉及的内容有昆虫研究法、植病研究法和农药研究法。在以往的实验课程中,只是简单地把这3门课的实验合在一起上,并没有把内容紧密联系在一起,如昆虫实验时,指导教师一般是教授昆虫学科的教师;而在进行植病实验时,则由讲授植病学科的教师指导。这样的实验模式难以使植物病虫害系统联系起来,学生学习专业知识不够系统和深入,容易造成理解上的片面性和孤立性,不利于掌握该专业的系统知识和技能。
实验考核不科学以往实验课程成绩评定的主要依据是实验报告,而每次实验课结束后,学生递交的实验报告只是把实验大纲(包括实验口的、原理、仪器与试剂、内容及方法)原文不动地抄一遍,实验结果更是千篇一律,这样实验就变成了预演过程,学生在实验中缺乏思考,不利于培养发现问题、提出问题、分析问题和解决问题的能力,背离了实验课教学的初衷。同时,还会导致每位学生的实验成绩差异微乎其微,不具有良好的区分度。
2.教学改革内容
重视教学环节在以往的实验课程中,实验教学所需要的实验用具和材料大多数都是实验教辅人员提前准备,导致他们的工作量非常大。让学生参与实验材料的准备和管理,一方面提高了教辅人员的工作效率;另一方面可以让学生对实验过程有全面了解,获得整个科研实践过程的训练,从而养成好的实验习惯,在未来的科研工作中做到计划周密、有条不紊地安排和实施实验计划。同时,在实验教学过程中,必须教育学生认真操作、仔细观察、实事求是地记录实验结果,并对实验进行科学分析。一日_发现弄虚作假的学生,一定要严厉批评,同时帮助他们分析失败的原因,找出解决的方法,有条件的情况下,让其重新做实验,让学生充分意识到科学研究允许失败,但是不能有半l从虚假。提高学生的实践能力实践教学是培养和训练学生实践操作能力,独立分析问题、解决问题能力的重要手段,尤其对于学生创新能力的培养,具有其独特的地位和作用。该项口分别以某种农作物病虫害为主轴展开一系列的实践性实验教学,要求学生自主设计实验和执行各项实验内容,指导教师负责答疑和提供技术帮助。学生通过自己分组、调查、取样、鉴定、查阅资料、讨论制订实验方案和动手实验等一系列步骤,不仅可以很好地将课堂上所学的理论知识与实践相结合,而且还有助于提高自学能力、实践能力和团队协作能力,进一步培养科学思维和创新能力。优化实验教学内容结构将整个实验课程设置成一个综合性的大实验:分别以某个农作物上的病虫害发生规律及防治措施贯穿整个课程。将口前昆虫研究法的昆虫标本的采集与制作、昆虫人工饲养技术、昆虫生态学研究方法、昆虫生理生化研究方法、昆虫分子生物学研究方法和害虫综合治理研究方法5个实验和植病研究法的植物病害调查、植物病原菌分离与鉴定技术、植物病原菌分子生物学鉴定技术、植物病原真菌遗传转化技术和植物病害综合治理技术5个实验合并成1个综合性大实验,将植物病虫害研究以故事的形式紧密地整合在一起,让学生将课堂知识与田间实际应用有机地联系在一起,加深对理论知识的理解,提高学习兴趣。整个实验就是以具体的作物病虫害发生为时间轴,具有很强的连贯性和系统性,学生只有认真完成每一个实验,才能很好地保证后续实验的顺利进行,有助于增强学生的责任感和团队合作精神,同时也改变了学生实验报告千篇一律的`现象。改革成绩评定方式实验课成绩一方面是对学生实验完成好坏的肯定,另一方面也对学生起到了一定的督促作用。为了做到对学生的全面评价,实验成绩除实验报告和考勤成绩外,应将实验过程中学生的学习主动性、动手操作能力、实验结果记录规范性量化纳入成绩考核。在实验过程中,教师应主动观察并记录每个学生的实际动手、操作能力,量化后按一定比例记入总成绩,对那些既有独立操作能力,又有创新意识的学生,适当给予创新学分。实验过程中,学生是否遵守实验室规则、是否具有团队合作精神,实验结束后,学生是否打扫卫生、是否清洗实验器材等,这些看似小问题,但也体现着一个人的品质和素养,做得好的学生也可以适当加分。
3.改革成效
提高学生的专业技能及其对专业知识重要性的认识学生能在同一时间完成植病研究法、昆虫研究法和农药研究法3门实验课程,体现了实验课程很强的连贯性和系统性。学生在实践过程中将这3门课程的相关内容紧密、有机地联系起来,对植物病虫害防治有了更深入的认识,同时也提高了学生的专业技能及其对专业知识重要性的认识。在实验的过程中,强调把学生的动手能力放在首位,让学生更多地参与到实验中,切身体会到所学专业的意义。
培养学生发现、提出、分析和解决问题的能力植物保护研究法实验教学模式具有系统化和整体化特点,同时涉及昆虫研究法、植病研究法、农药研究法等相关学科课程。在实验过程中,学生在对病虫害的认知及其防治等问题的处理上始终处于主体地位,在独立思考、查找资料、咨询专业教师、综合分析之后,拟定出具体的处理方案,能够融会贯通地掌握植物保护学科的理论知识和基本实践技能。
提高指导教师的业务水平新的实验教学模式综合运用了3门相关课程的理论知识,加强了课程的综合实践环节,因此指导教师自身的知识面、操作技术、实践应用和协调能力都需要提升。所以,这种实验教学模式促使教师在教学过程中同学生一起不断学习,丰富专业理论知识,完善专业实践体系,提高发现、提出、分析和解决问题的能力,了解和掌握学科及相关学科的发展动态、研究的新进展、出现的新技术,从而提高了指导教师的业务水平。
4.结语
植物保护研究法在植物保护专业2013级和2014级本科生实验课程教学中进行了实践,通过问卷调查,95%的学生认为在实验过程中有较多的动手机会,激发了自己对实验的兴趣,提高了自己分析和解决问题的能力。因此,认为该教学方法可以发挥学生的主观能动性、拓展学生的科研思路、激发学生的创新创造力和提高学生的独立应用实践能力,具有良好的教学效果。
森林资源调查中SPOT5遥感图像处理方法探讨王照利、黄生、张敏中、马胜利(国家林业局西北林业规划设计院,遥感计算中心,西安710048)本文发表于<陕西林业科技>2005 摘要:目前,多光谱、高空间分辨率的SPOT5卫星遥感数据被广泛应用到森林资源调查中。本文结合SPOT5遥感数据的特点,根据森林资源调查的需要,从遥感数据的正射校正、波段组合、融合处理和数据变换处理等方面探讨了SPOT5数据的处理和信息提取。探讨性地提出了适应于森林资源调查的SPOT5遥感数据处理方法。关键词:SPOT5 遥感数据,森林资源调查、数据处理DISCUSSION ON SPOT5 IMAGE DATA PROCESSING FOR FOREST INVENTORYWang Zhaoli, Huangsheng,Zhangminzhong,Ma Shengli(Northwest Institute for Forest Inventory, Planning &Design, Xi’an China 710048)Abstract: Now days, high spatial resolution and multispectral SPOT5 image data are widely applied in forest inventory in China. Based on the characteristics of SPOT5 image and requirements of forest inventory, this paper discusses the processing procedures of ordering image data, ortho-rectification, image bands composition and image data fusion. The complete steps of image processing for forest inventory are words: SPOT5 image data,forest inventory, data processing前言卫星遥感影像具有空间宏观性、视角广、多分辨率(光谱和空间)、多时相、周期性、信息量丰富等特点,所以卫星遥感影像既可以提供森林资源的宏观空间分布信息又能提供局部的详细信息以及随时间、空间变化的信息等[1]。目前在林业领域卫星遥感数据被广泛的应用于不同尺度层次的森林资源调查、资源监测、病虫害、火灾监测等方面。2002年5月法国SPOT地球观测卫星系列之5号卫星(即SPOT5星)发射。SPOT5遥感数据的多光谱波段空间分辨率为10米(短波红外空间分辨率为20米),但全色波段空间分辨率达到米。SPOT5遥感数据的高空间分辨率和多光谱分辨率为森林资源调查提供了丰富的、可靠的、高精度的基础数据源。从性价比分析,在其他高分辨率遥感数据目前比较昂贵的状况下,SPOT5遥感数据比较适宜应用于大面积的森林资源调查,可大幅度的森林调查的减少外业工作量、提高工作效率。在我国SPOT5卫星数据已被大量地应用于森林资源调查工作中,尤其,是在森林资源“二类”调查中被作基本的森林资源信息源提取各类信息。针对于将多光谱分辨率和高空间分辨率的SPOT5遥感数据应用于森林资源调查的数据处理技术和方法鲜有报道。本文总结工作实践,结合SPOT5遥感数据的特点,根据森林资源调查的需要,从遥感数据的订购、正射校正、波段组合、融合处理和数据变换处理等方面探讨了SPOT5数据的基本处理方法。1.SPOT5卫星遥感数据特点SPOT卫星系统采用线性阵列传感器和推扫式扫描技术,具有旋转式平面镜可以进行倾斜观察获得倾斜图像和立体像对。采用与太阳同步的近极地的椭圆形轨道,轨道高度约832Km,轨道倾角 ,每天绕地球14圈多,重复覆盖周期26天[2]。由于有倾斜观测功能,使重复覆盖周期减少到2-3天。SPOT5卫星载有2台高分辨率几何成像仪(HRG)、1台高分辨率立体成像装置(HRS)和1台宽视域植被探测仪(VGT)。高分辨率几何成像仪的波段选择是总结了多年的研究成果,认为HRG的波段设置(见表1)足以取得辨别作物和植被类型的最佳效果。本文主要探讨HRG高空间分辨率数据的处理。2.SPOT5数据的处理方法和过程SPOT5数据处理工作流程: 遥感数据的订购订购数据时,用户需向数据代理商提供购买区域的四个角的大地坐标或者数据的景号(PATH/ROW)。特别应该注意数据订购时间和用户拿到数据之间有时间差,间隔时间长短因用户的要求、天气、卫星重复覆盖周期而异。相对于其他卫星数据,比较有利的一面是SPOT5卫星装置有旋转式平面镜可以进行倾斜观察,用户可向代理商申请红色编程提前得到调查区域的遥感数据,但要支付编程费。对于遥感数据的时相、云量、入射角、阴影量、是否购买高空间分辨率的全色波段等用户根据自己具体的工作需要向代理商提出限制要求。根据我们对SPOT5遥感数据的使用,对于森林资源调查,北方9,10月份和11月初的遥感影像比较适宜。代理商向用户提供经过处理的不同级别的影像产品,在森林资源调查中建议购买SPOT1A级产品,用户可根据自己的工作需要进行处理,同时也可减少费用。 基础数据准备大比例尺地形图和高精度DEM是进行SPOT5遥感数据高精度正射校正必需的基础地理数据。建议购买1:10000地形图和1:25000数字高程模型(DEM)。将1:1万地形图扫描,扫描分辨率设置为300DPI。将扫描好的地形图进行几何精纠正,纠正精度控制在毫米内。从测绘部门购买的1:1万地形图为北京54坐标系3度分带高斯克吕格投影,而1:万DEM为北京54坐标系6度分带投影。在数据准备时,将校正好的1:1万地形图通过换带转换转成和DEM一致的6度分带投影。对于没有1:1万地形图的地区,建议使用差分GPS接收机采集地面控制点。几何正射校正正射校正过程应用了法国SPOT公司发行的GEOIMAGE软件。GEOIMAGE软件有针对SPOT5卫星数据开发的SPOT5物理模型。模型模块自动读取DEM信息。SPOT 物理模型可读取卫星在获取遥感数据的瞬间状态参数,这些参数存贮在数据的头文件中[3]。卫星状态参数包括:卫星成像瞬间的经纬度、高度、倾角等。卫星状态参数能够帮助提高几何校正的精度。以校正好的1:1万地形图为基准,在影像图上找出和地形图上地物相匹配的明显地物作为地面控制点。在进行正射校正时,应先进行全色波段数据校正,然后以校正好的全色波段数据为基准进行多光谱数据校正。以全色波段数据为基准校正多光谱波段就比较容易校正,且能提高两者的匹配精度。地面控制点应分布均匀,影像的边缘部分布要有控制点分布,同时在不同的高程范围最好都有控制点。地面控制点的数量因地形地貌的复杂程度而定,根据我们的经验,一景60KmX60Km的SPOT5数据,一般地势平缓的地区20个左右控制点即可达到满意的结果,在高山区25个左右控制点就可使正射校正精度满足要求。重采样方法采用双线性内插法。 辐射校正用户购买的SPOT5的各级数据,数据提供商已经根据卫星的记录参数对遥感数据做了辐射校正,即消除了传感器自身引起的、大气辐射引起的辐射噪声。若果影像存在薄雾或地形高差较大引起的辐射误差情况,用户应进一步进行辐射校正处理。薄雾的简单消除原理是基于近红外波段不受大气辐射影响,清澈的水体或死阴影区的数值应为零。从各波段数据中减去近红外波段的水体或阴影的不为零值。地形起伏引起的辐射误差校正公式: f (x,y)=g(x,y)/cosa,g(x,y)为坡度为a的倾斜面上的地物影像;f (x,y)为校正后的影像。由于坡度因子参与校正所以需要DEM支持。 波段组合根据SPOT5数据波谱特征(表1),各波段分别记录反映了植被的不同特征方面:B4(SWIR)短波红外反映植物和土壤的含水量,利于植被水分状况和长势分析;B3(NIR)近红外波段对植被类别、密度、生长力、病虫害等的变化敏感;B2(RED)红光波段对植被的覆盖度、植被的生长状况敏感;B1(VIS)可见光波段对植物的叶绿素和叶绿素浓度敏感。经过比较分析和实际应用发现SPOT5的B3、B4、B2波段组合对植被类型的识别要优于B3、B2和B1的组合。但由于B4波段的空间分辨率为20米,使B342组合对植被空间几何细节表达没有B321组合清晰,例如林缘界线信息表达方面B321要优于B342。 影像数据融合对于购买有高空间分辨率全色波段数据的用户,进行数据融合是必不可少的。影像数据融合能够综合不同波段、不同空间分辨率数据(层)的特征,融合后的数据具有更丰富、更可靠的信息[4]。 根据影像数据融合的水平阶段,影像融合分为:像元级、特征级和决策级三个层次。为了最大限度的从SPOT5遥感数据中提取森林植被信息,应进行像元级的数据融合,将米的全色波段和10米多光谱数据进行融合。融合得到的新数据既具有全色波段数据的高空间分辨率特征又具有多光谱特征。像元级数据融合的方法多种多样,根据数据融合的目的,即最大限度的突显森林植被信息,应选取B4、B3、B2和PAN波段,根据我们的试验Brovey 融合算法方法比较理想:遥感影像地图将融合好的数据按Rfused、Gfused、Bfused组合,叠加上行政界线、公里格网、坐标、比例尺等辅助信息,按1:1万地形图分幅生成1:1万纸质图作为外业手图。3. 结果和讨论 几何精度利用SPOT5物理模型,采用1:1万地形图和万DEM ,经过正射校正处理,可使影像的几何精度控制在2个像元内(<10米),达到1:1万制图标准要求。为以遥感影像为基础信息源提取林分调查因子、区划林班界线生成大比例尺的林相图、森林分布图提供了几何精度保障。 波段选择对于没有全色波段的情况,SPOT5数据的B342组合有利于森林植被类型的识别。在应用遥感技术进行森林资源调查区划中,林分类型信息提取是最为重要的环节,所以B342波段组合是小班区划和外业手图的最佳组合。 融合效果融合数据技术使SPOT5遥感影像既具有全色波段的高空间分辨率又拥有多光谱数据的光谱分辨率,丰富了遥感影像的信息量。采用Brovey算法使SPOT5遥感影像从色彩、纹理等方面增强了影像的可判读性,提高了小班因子正判率和林分小班的区划精度。参考文献1.周成虎,杨晓梅,骆剑承等.《遥感影像地学理解与分析》,科学出版社,北京,2001,.赵英时.《遥感应用分析原理与方法》,科学出版社,北京,.北京视宝卫星图像有限公司.《专业制图工作室GEOIMAGE用户指南》,2004,.Christine Pohl. Geometric Aspects of Multisensor Image Fusion for Topographic Map Updating in The Humid Tropics, ITC Publication, 1996,世纪遥感与GIS的发展来源: 李德仁 时间: 2005-08-11-23:09 浏览次数: 7921世纪遥感与GIS的发展李德仁(武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室,武汉市珞瑜路129号,430079)摘要:在20世纪,人类的一大进步是实现了太空对地观测,即可以从空中和太空对人类赖以生存的地球通过非接触传感器的遥感进行观测,并将所得到的数据和信息存储在计算机网络上,为人类社会的可持续发展服务。在短短的30年中,遥感和GIS作为一个边缘交叉学科已发展成为一门科学、技术和经济实体。本文深入地论述了21世纪中遥感的6大发展趋势和GIS的5个发展特征。关键词:发展趋势;航空航天遥感;地理信息系统;对地观测中图法分类号:P208;随着计算机技术、空间技术和信息技术的发展,人类实现了从空中和太空来观测和感知人类赖以生存的地球的理想,并能将所感知到的结果通过计算机网络在全球流通,为人类的生存、繁荣和可持续发展服务。在20世纪后半叶,遥感和地理信息系统作为一门新兴的科学和技术,迅速地成长起来。1 遥感技术的主要发展趋势 航空航天遥感传感器数据获取技术趋向三多(多平台、多传感器、多角度)和三高(高空间分辨率、高光谱分辨率和高时相分辨率)从空中和太空观测地球获取影像是20世纪的重大成果之一,短短几十年,遥感数据获取手段迅猛发展。遥感平台有地球同步轨道卫星(35000km)、太阳同步卫星(600—1000km)、太空飞船(200—300km)、航天飞机(240—350km)、探空火箭(200—1000km),并且还有高、中、低空飞机、升空气球、无人飞机等;传感器有框幅式光学相机、缝隙、全景相机、光机扫描仪、光电扫描仪、CCD线阵、面阵扫描仪、微波散射计雷达测高仪、激光扫描仪和合成孔径雷达等,它们几乎覆盖了可透过大气窗口的所有电磁波段。三行CCD阵列可以同时得到3个角度的扫描成像,EOS Terra卫星上的MISR可同时从9个角度对地成像。卫星遥感的空间分辨率从Ikonos Ⅱ的1m,进一步提高到Quckbird(快鸟)的,高光谱分辨率已达到5—6nm,500—600个波段。在轨的美国EO-1高光谱遥感卫星,具有220个波段,EOS AM-1(Terra)和EOS PM-1(Aqua)卫星上的MODIS具有36个波段的中等分辨率成像光谱仪。时间分辨率的提高主要依赖于小卫星技术的发展,通过发射地球同步轨道卫星和合理分布的小卫星星座,以及传感器的大角度倾斜,可以以1—3d的周期获得感兴趣地区的遥感影像。由于具有全天候、全天时的特点,以及用INSAR和D-INSAR,特别是双天线INSAR进行高精度三位地形及其变化测定的可能性,SAR雷达卫星为全世界各国所普遍关注。例如,美国宇航局的长远计划是要发射一系列太阳同步和地球同步的长波SAR,美国国防部则要发射一系列短波SAR,实现干涉重访问间隔为8d、3d和1d,空间分辨率分别为20m、5m和2m。我国在机载和星载SAR传感器及其应用研究方面正在形成体系。“十五”期间,我国将全方位地推进遥感数据获取的手段,形成自主的高分辨率资源卫星、雷达卫星、测图卫星和对环境与灾害进行实时监测的小卫星群。 航空航天遥感对地定位趋向于不依赖地面控制确定影像目标的实地位置(三维坐标),解决影像目标在哪儿(Where)是摄影测量与遥感的主要任务之一。在已成功用于生产的全自动化GPS空中三角测量的基础上,利用DGPS和INS惯性导航系统的组合,可形成航空/航天影像传感器的位置与姿态的自动测量和稳定装置(POS),从而可实现定点摄影成像和无地面控制的高精度对地直接定位。在航空摄影条件下的精度可达到dm级,在卫星遥感的条件下,其精度可达到m级。该技术的推广应用,将改变目前摄影测量和遥感的作业流程,从而实现实时测图和实时数据库更新。若与高精度激光扫描仪集成,可实现实时三维测量(LIDAR),自动生成数字表面模型(DSM),并可推算出数字高程模型(DEM)。美国NASA在1994年和1997年两次将航天激光测高仪(SLA)安装在航天飞机上,企图建立基于SLA的全球控制点数据库,激光点大小为100m,间隔为750m,每秒10个脉冲;随后又提出了地学激光测高系统(GLAS)计划,已于2002年12月19日将该卫星IICESat(cloud and land elevation satellite)发射上天。该卫星装有激光测距系统、GPS接收机和恒星跟踪姿态测定系统。GLAS发射近红外光(1064nm)和可见绿光(532nm)的短脉冲(4ns)。激光脉冲频率为40次/s,激光点大小实地为70m,间隔为170m,其高程精度要明显高于SRTM,可望达到m级。他们的下一步计划是要在2015年之前使星载LIDAR的激光测高精度达到dm和cm级。法国利用设在全球的54个站点向卫星发射信号,通过测定多普勒频移,以精确解求卫星的空间坐标,具有极高的精度。测定距地球1300km的Topex/Poseidon卫星的高度,精度达到±3cm。用来测定SPOT 4卫星的轨道,3个坐标方向达到±5cm精度,对于SPOT 5和Envisat,可望达到±1m精度。若忽略SPOT 5传感器的角元素,直接进行无地面控制的正射像片制作,精度可达到±15m,完全可以满足国家安全和西部开发的需求。 摄影测量与遥感数据的计算机处理更趋向自动化和智能化从影像数据中自动提取地物目标,解决它的属性和语义(What)是摄影测量与遥感的另一大任务。在已取得影像匹配成果的基础上,影像目标的自动识别技术主要集中在影像融合技术,基于统计和基于结构的目标识别与分类,处理的对象既包括高分辨率影像,也更加注重高光谱影像。随着遥感数据量的增大,数据融合和信息融合技术逐渐成熟。压缩倍率高、速度快的影像数据压缩方法也已商业化。我国学者在这些方面取得了不少可喜的成果。 利用多时像影像数据自动发现地表覆盖的变化趋向实时化利用遥感影像自动进行变化监测(What change)关系到我国的经济建设和国防建设。过去人工方法投入大,周期长。随着各类空间数据库的建立和大量新的影像数据源的出现,实时自动化监测已成为研究的一个热点。自动变化监测研究包括利用新旧影像(DOM)的对比、新影像与旧数字地图(DLS)的对比来自动发现变化和更新数据库。目前的变化监测是先将新影像与旧影像(或数字地图)进行配准,然后再提取变化目标,这在精度、速度与自动化处理方面都有不足之处。笔者提出了把配准与变化监测同步的整体处理[1]。最理想的方法是将影像目标三维重建与变化监测一起进行,实现三维变化监测和自动更新。进一步的发展则是利用智能传感器,将数据处理在轨完成,发送回来的直接为信息,而不一定为影像数据。 摄影测量与遥感在构建“数字地球”、“数字中国”、“数字省市”和“数字文化遗产”中正在发挥愈来愈大的作用“数字地球”概念是在全球信息化浪潮推进下形成的。1999年12月在北京成功地召开了第一届国际“数字地球”大会后,我国正积极推进“数字中国”和“数字省市”的建设,2001年国家测绘局完成了构建“数字中国”地理空间基础框架的总体战略研究。在已完成1∶100万和1∶25万全国空间数据库的基础上,2001年全国各省市测绘局开始1∶5万空间数据库的建库工作。在这个数据量达11TB的巨型数据库中,摄影测量与遥感将用来建设DOM(数字正射影像)、DEM(数字高程模型)、DLG(数字线划图)和CP(控制点数据库)。如果要建立全国1m分辨率影像数据库,其数据量将达到60TB。如果整个“数字地球”均达到1m分辨率,其数据量之大可想而知。本世纪内可望建成这一分辨率的数字地球。“数字文化遗产”是目前联合国和许多国家关心的一个问题,涉及到近景成像、计算机视觉和虚拟现实技术。在近景成像和近景三位量测方面,有室内各种三维激光扫描与成像仪器,还可以直接由视频摄像机的系列图像获取目标场三维重建信息。它们所获取的数据经过计算机自动处理后,可以在虚拟现实技术支持下形成文化遗迹的三维仿真,而且可以按照时间序列,将历史文化在时间隧道中再现,对文化遗产保护、复原与研究具有重要意义。 全定量化遥感方法将走向实用从遥感科学的本质讲,通过对地球表层(包括岩石圈、水圈、大气圈和生物圈4大圈层)的遥感,其目的是为了获得有关地物目标的几何与物理特性,所以需要通过全定量化遥感方法进行反演。几何方程式是有显式表示的数学方程,而物理方程一直是隐式。目前的遥感解译与目标识别并没有通过物理方程反演,而是采用了基于灰度或加上一定知识的统计、结构和纹理的影像分析方法。但随着对成像机理、地物波谱反射特征、大气模型、气溶胶的研究深入和数据积累,多角度、多传感器、高光谱及雷达卫星遥感技术的成熟,相信在21世纪,估计几何与物理方程式的全定量化遥感方法将逐步由理论研究走向实用化,遥感基础理论研究将迈上新的台阶。只有实现了遥感定量化,才可能真正实现自动化和实时化。2 GIS技术的主要发展趋势 空间数据库趋向图形、影像和DEM三库一体化和面向对象[2]GIS发展曾经历过栅格、矢量两个不同数据结构发展阶段,目前随着高分辨率卫星遥感数据的飞快增长和数字地球、数码城市的需求,形成了面向对象的数据模型和三库(图形矢量库、影像栅格库和DEM格网库)一体化的数据结构。这样的数据库结构使GIS的发展更加趋向自然化、逼真化,更加贴近用户。以面向应用的GIS软件为前台,以大型关系数据库(Oracle 8i,9i等)为后台数据库管理,成为当前GIS技术的主流趋势。 空间数据表达趋向多比例尺、多尺度、动态多位和实时三维可视化在传统的GIS中,空间数据是以二维形式存储并挂接相应的属性数据。目前,空间数据表达的趋势是基于金字塔和LOD(level of detail)技术的多比例尺空间数据库,在不同尺度表示时可自动显示出相应比例尺或相应分辨率的数据,多比例尺数据集的跨度要比传统地图的比例尺大,在显示不同比例尺数据时,可采用LOD或地图综合技术。真三维GIS的空间数据要存储三维坐标。动态GIS在土地变更调查、土地覆盖变化监测中已有较好的应用,真四维的时空GIS将有望从理论研究转入实用阶段。基于三库一体化的时空3D可视化技术发展势头迅猛,已能再PC机上实现GIS环境下的三维建筑物室外室内漫游、信息查询、空间分析、剖面分析和阴影分析等,基于虚拟现实技术的真三维GIS将使人们在现实空间外,可以同时拥有一个Cyber空间。 空间分析和辅助决策智能化需要利用数据挖掘方法从空间数据库和属性数据库中发现更多的有用知识GIS是以应用导向的空间信息技术,空间分析与辅助决策支持是GIS的高水平应用,它需要基于知识的智能系统。知识的获取是专家系统中最困难的任务。随着各种类型数据库的建立,从数据库中挖掘知识成为当今计算机界一个非常引人注目的课题。从GIS空间数据库中发现的知识可以有效的支持遥感图像解译,以解决“同物异谱”和“同谱异物”的问题。反过来,从属性数据库中挖掘的知识又具有优化资源配置等一些列空间分析的功能[3]。尽管数据挖掘和知识发现这一命题仍处于理论研究阶段,但随着数据库的快速增大和对数据挖掘工具的深入研究,其应用前景是不可估量的。 通过Web服务器和WAP服务器的互联网和移动GIS将推进联邦数据库和互操作的研究及地学信息服务事业随着计算机通讯网络(包括有线和无线网)的大容量和高速化,GIS已成为在网络上的分布式异构系统。许多不同单位、不同组织维护管理的既独立又互联互用的联邦数据库,将可提供全社会各行各业的应用需要。因此,联邦数据库和互操作(federal databases & interoperability)问题成为当前国际GIS联合研究的一个热点。互操作意味着数据库中数据的直接共享,GIS规律功能模块的互操作与共享,以及多点之间的相同工作,这方面的研究已显示出明显的成效。未来的GIS用户将可能在网络上缴纳为其需要所选用数据和软件功能模块的使用费,而不必购买这个数据库和整套的GIS软硬件,这些成果产生的直接效果是GIS应用将走向地学信息服务。目前已兴起的LBS和MLS,即基于位置的服务和移动定位服务,突出地反映了这种变化趋势。它引起的革命性变化使GIS将走出研究院所和政府机关,成为全社会人人具备的信息服务工具。我国目前已有2亿个手机用户,若每人每月为MLS支付10元费用,全国一年的产值将达到240亿。可以预测在不久的将来,地学信息将能随时随地为任何人和任何事情进行4A服务(geo-in-formation for anyone and anything at anywhere and anytime)。 地理信息科学的研究有望在本世纪形成较完整的理论框架体系笔者曾扼要地叙述了地球空间信息科学的7大理论问题[4]:(1)地球空间信息的基准,包括几何基准、物理基准和时间基准;(2)地球空间信息标准,包括空间数据采集、存储与交换标准、空间数据精度与质量标准、空间信息的分类与代码标准、空间信息的安全
森林资源调查中SPOT5遥感图像处理方法探讨王照利、黄生、张敏中、马胜利(国家林业局西北林业规划设计院,遥感计算中心,西安710048)本文发表于<陕西林业科技>2005 摘要: 目前,多光谱、高空间分辨率的SPOT5卫星遥感数据被广泛应用到森林资源调查中。本文结合SPOT5遥感数据的特点,根据森林资源调查的需要,从遥感数据的正射校正、波段组合、融合处理和数据变换处理等方面探讨了SPOT5数据的处理和信息提取。探讨性地提出了适应于森林资源调查的SPOT5遥感数据处理方法。 关键词:SPOT5 遥感数据,森林资源调查、数据处理DISCUSSION ON SPOT5 IMAGE DATA PROCESSING FOR FOREST INVENTORYWang Zhaoli, Huangsheng,Zhangminzhong,Ma Shengli(Northwest Institute for Forest Inventory, Planning &Design, Xi’an China 710048)Abstract: Now days, high spatial resolution and multispectral SPOT5 image data are widely applied in forest inventory in China. Based on the characteristics of SPOT5 image and requirements of forest inventory, this paper discusses the processing procedures of ordering image data, ortho-rectification, image bands composition and image data fusion. The complete steps of image processing for forest inventory are words: SPOT5 image data,forest inventory, data processing 前言 卫星遥感影像具有空间宏观性、视角广、多分辨率(光谱和空间)、多时相、周期性、信息量丰富等特点,所以卫星遥感影像既可以提供森林资源的宏观空间分布信息又能提供局部的详细信息以及随时间、空间变化的信息等[1]。目前在林业领域卫星遥感数据被广泛的应用于不同尺度层次的森林资源调查、资源监测、病虫害、火灾监测等方面。2002年5月法国SPOT地球观测卫星系列之5号卫星(即SPOT5星)发射。SPOT5遥感数据的多光谱波段空间分辨率为10米(短波红外空间分辨率为20米),但全色波段空间分辨率达到米。SPOT5遥感数据的高空间分辨率和多光谱分辨率为森林资源调查提供了丰富的、可靠的、高精度的基础数据源。从性价比分析,在其他高分辨率遥感数据目前比较昂贵的状况下,SPOT5遥感数据比较适宜应用于大面积的森林资源调查,可大幅度的森林调查的减少外业工作量、提高工作效率。在我国SPOT5卫星数据已被大量地应用于森林资源调查工作中,尤其,是在森林资源“二类”调查中被作基本的森林资源信息源提取各类信息。针对于将多光谱分辨率和高空间分辨率的SPOT5遥感数据应用于森林资源调查的数据处理技术和方法鲜有报道。本文总结工作实践,结合SPOT5遥感数据的特点,根据森林资源调查的需要,从遥感数据的订购、正射校正、波段组合、融合处理和数据变换处理等方面探讨了SPOT5数据的基本处理方法。 1.SPOT5卫星遥感数据特点 SPOT卫星系统采用线性阵列传感器和推扫式扫描技术,具有旋转式平面镜可以进行倾斜观察获得倾斜图像和立体像对。采用与太阳同步的近极地的椭圆形轨道,轨道高度约832Km,轨道倾角 ,每天绕地球14圈多,重复覆盖周期26天[2]。由于有倾斜观测功能,使重复覆盖周期减少到2-3天。SPOT5卫星载有2台高分辨率几何成像仪(HRG)、1台高分辨率立体成像装置(HRS)和1台宽视域植被探测仪(VGT)。高分辨率几何成像仪的波段选择是总结了多年的研究成果,认为HRG的波段设置(见表1)足以取得辨别作物和植被类型的最佳效果。本文主要探讨HRG高空间分辨率数据的处理。2.SPOT5数据的处理方法和过程 SPOT5数据处理工作流程: 遥感数据的订购 订购数据时,用户需向数据代理商提供购买区域的四个角的大地坐标或者数据的景号(PATH/ROW)。特别应该注意数据订购时间和用户拿到数据之间有时间差,间隔时间长短因用户的要求、天气、卫星重复覆盖周期而异。相对于其他卫星数据,比较有利的一面是SPOT5卫星装置有旋转式平面镜可以进行倾斜观察,用户可向代理商申请红色编程提前得到调查区域的遥感数据,但要支付编程费。对于遥感数据的时相、云量、入射角、阴影量、是否购买高空间分辨率的全色波段等用户根据自己具体的工作需要向代理商提出限制要求。 根据我们对SPOT5遥感数据的使用,对于森林资源调查,北方9,10月份和11月初的遥感影像比较适宜。代理商向用户提供经过处理的不同级别的影像产品,在森林资源调查中建议购买SPOT1A级产品,用户可根据自己的工作需要进行处理,同时也可减少费用。 基础数据准备 大比例尺地形图和高精度DEM是进行SPOT5遥感数据高精度正射校正必需的基础地理数据。建议购买1:10000地形图和1:25000数字高程模型(DEM)。 将1:1万地形图扫描,扫描分辨率设置为300DPI。将扫描好的地形图进行几何精纠正,纠正精度控制在毫米内。从测绘部门购买的1:1万地形图为北京54坐标系3度分带高斯克吕格投影,而1:万DEM为北京54坐标系6度分带投影。在数据准备时,将校正好的1:1万地形图通过换带转换转成和DEM一致的6度分带投影。 对于没有1:1万地形图的地区,建议使用差分GPS接收机采集地面控制点。 几何正射校正 正射校正过程应用了法国SPOT公司发行的GEOIMAGE软件。GEOIMAGE软件有针对SPOT5卫星数据开发的SPOT5物理模型。模型模块自动读取DEM信息。SPOT 物理模型可读取卫星在获取遥感数据的瞬间状态参数,这些参数存贮在数据的头文件中[3]。卫星状态参数包括:卫星成像瞬间的经纬度、高度、倾角等。卫星状态参数能够帮助提高几何校正的精度。 以校正好的1:1万地形图为基准,在影像图上找出和地形图上地物相匹配的明显地物作为地面控制点。在进行正射校正时,应先进行全色波段数据校正,然后以校正好的全色波段数据为基准进行多光谱数据校正。以全色波段数据为基准校正多光谱波段就比较容易校正,且能提高两者的匹配精度。地面控制点应分布均匀,影像的边缘部分布要有控制点分布,同时在不同的高程范围最好都有控制点。地面控制点的数量因地形地貌的复杂程度而定,根据我们的经验,一景60KmX60Km的SPOT5数据,一般地势平缓的地区20个左右控制点即可达到满意的结果,在高山区25个左右控制点就可使正射校正精度满足要求。重采样方法采用双线性内插法。 辐射校正 用户购买的SPOT5的各级数据,数据提供商已经根据卫星的记录参数对遥感数据做了辐射校正,即消除了传感器自身引起的、大气辐射引起的辐射噪声。若果影像存在薄雾或地形高差较大引起的辐射误差情况,用户应进一步进行辐射校正处理。薄雾的简单消除原理是基于近红外波段不受大气辐射影响,清澈的水体或死阴影区的数值应为零。从各波段数据中减去近红外波段的水体或阴影的不为零值。地形起伏引起的辐射误差校正公式: f (x,y)=g(x,y)/cosa,g(x,y)为坡度为a的倾斜面上的地物影像;f (x,y)为校正后的影像。由于坡度因子参与校正所以需要DEM支持。 波段组合 根据SPOT5数据波谱特征(表1),各波段分别记录反映了植被的不同特征方面:B4(SWIR)短波红外反映植物和土壤的含水量,利于植被水分状况和长势分析;B3(NIR)近红外波段对植被类别、密度、生长力、病虫害等的变化敏感;B2(RED)红光波段对植被的覆盖度、植被的生长状况敏感;B1(VIS)可见光波段对植物的叶绿素和叶绿素浓度敏感。经过比较分析和实际应用发现SPOT5的B3、B4、B2波段组合对植被类型的识别要优于B3、B2和B1的组合。但由于B4波段的空间分辨率为20米,使B342组合对植被空间几何细节表达没有B321组合清晰,例如林缘界线信息表达方面B321要优于B342。 影像数据融合 对于购买有高空间分辨率全色波段数据的用户,进行数据融合是必不可少的。影像数据融合能够综合不同波段、不同空间分辨率数据(层)的特征,融合后的数据具有更丰富、更可靠的信息[4]。 根据影像数据融合的水平阶段,影像融合分为:像元级、特征级和决策级三个层次。为了最大限度的从SPOT5遥感数据中提取森林植被信息,应进行像元级的数据融合,将米的全色波段和10米多光谱数据进行融合。融合得到的新数据既具有全色波段数据的高空间分辨率特征又具有多光谱特征。像元级数据融合的方法多种多样,根据数据融合的目的,即最大限度的突显森林植被信息,应选取B4、B3、B2和PAN波段,根据我们的试验Brovey 融合算法方法比较理想:遥感影像地图 将融合好的数据按Rfused、Gfused、Bfused组合,叠加上行政界线、公里格网、坐标、比例尺等辅助信息,按1:1万地形图分幅生成1:1万纸质图作为外业手图。 3. 结果和讨论 几何精度 利用SPOT5物理模型,采用1:1万地形图和万DEM ,经过正射校正处理,可使影像的几何精度控制在2个像元内(<10米),达到1:1万制图标准要求。为以遥感影像为基础信息源提取林分调查因子、区划林班界线生成大比例尺的林相图、森林分布图提供了几何精度保障。 波段选择 对于没有全色波段的情况,SPOT5数据的B342组合有利于森林植被类型的识别。在应用遥感技术进行森林资源调查区划中,林分类型信息提取是最为重要的环节,所以B342波段组合是小班区划和外业手图的最佳组合。 融合效果 融合数据技术使SPOT5遥感影像既具有全色波段的高空间分辨率又拥有多光谱数据的光谱分辨率,丰富了遥感影像的信息量。采用Brovey算法使SPOT5遥感影像从色彩、纹理等方面增强了影像的可判读性,提高了小班因子正判率和林分小班的区划精度。 参考文献 1.周成虎,杨晓梅,骆剑承等.《遥感影像地学理解与分析》,科学出版社,北京,2001,3-4. 2.赵英时.《遥感应用分析原理与方法》,科学出版社,北京, 3.北京视宝卫星图像有限公司.《专业制图工作室GEOIMAGE用户指南》,2004,68-70. 4.Christine Pohl. Geometric Aspects of Multisensor Image Fusion for Topographic Map Updating in The Humid Tropics, ITC Publication, 1996,世纪遥感与GIS的发展 来源: 李德仁 时间: 2005-08-11-23:09 浏览次数: 79 21世纪遥感与GIS的发展李德仁 (武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室,武汉市珞瑜路129号,430079)摘要:在20世纪,人类的一大进步是实现了太空对地观测,即可以从空中和太空对人类赖以生存的地球通过非接触传感器的遥感进行观测,并将所得到的数据和信息存储在计算机网络上,为人类社会的可持续发展服务。在短短的30年中,遥感和GIS作为一个边缘交叉学科已发展成为一门科学、技术和经济实体。本文深入地论述了21世纪中遥感的6大发展趋势和GIS的5个发展特征。 关键词:发展趋势;航空航天遥感;地理信息系统;对地观测 中图法分类号:P208; 随着计算机技术、空间技术和信息技术的发展,人类实现了从空中和太空来观测和感知人类赖以生存的地球的理想,并能将所感知到的结果通过计算机网络在全球流通,为人类的生存、繁荣和可持续发展服务。在20世纪后半叶,遥感和地理信息系统作为一门新兴的科学和技术,迅速地成长起来。 1 遥感技术的主要发展趋势 航空航天遥感传感器数据获取技术趋向三多(多平台、多传感器、多角度)和三高(高空间分辨率、高光谱分辨率和高时相分辨率) 从空中和太空观测地球获取影像是20世纪的重大成果之一,短短几十年,遥感数据获取手段迅猛发展。遥感平台有地球同步轨道卫星(35000km)、太阳同步卫星(600—1000km)、太空飞船(200—300km)、航天飞机(240—350km)、探空火箭(200—1000km),并且还有高、中、低空飞机、升空气球、无人飞机等;传感器有框幅式光学相机、缝隙、全景相机、光机扫描仪、光电扫描仪、CCD线阵、面阵扫描仪、微波散射计雷达测高仪、激光扫描仪和合成孔径雷达等,它们几乎覆盖了可透过大气窗口的所有电磁波段。三行CCD阵列可以同时得到3个角度的扫描成像,EOS Terra卫星上的MISR可同时从9个角度对地成像。 卫星遥感的空间分辨率从Ikonos Ⅱ的1m,进一步提高到Quckbird(快鸟)的,高光谱分辨率已达到5—6nm,500—600个波段。在轨的美国EO-1高光谱遥感卫星,具有220个波段,EOS AM-1(Terra)和EOS PM-1(Aqua)卫星上的MODIS具有36个波段的中等分辨率成像光谱仪。时间分辨率的提高主要依赖于小卫星技术的发展,通过发射地球同步轨道卫星和合理分布的小卫星星座,以及传感器的大角度倾斜,可以以1—3d的周期获得感兴趣地区的遥感影像。由于具有全天候、全天时的特点,以及用INSAR和D-INSAR,特别是双天线INSAR进行高精度三位地形及其变化测定的可能性,SAR雷达卫星为全世界各国所普遍关注。例如,美国宇航局的长远计划是要发射一系列太阳同步和地球同步的长波SAR,美国国防部则要发射一系列短波SAR,实现干涉重访问间隔为8d、3d和1d,空间分辨率分别为20m、5m和2m。我国在机载和星载SAR传感器及其应用研究方面正在形成体系。“十五”期间,我国将全方位地推进遥感数据获取的手段,形成自主的高分辨率资源卫星、雷达卫星、测图卫星和对环境与灾害进行实时监测的小卫星群。 航空航天遥感对地定位趋向于不依赖地面控制 确定影像目标的实地位置(三维坐标),解决影像目标在哪儿(Where)是摄影测量与遥感的主要任务之一。在已成功用于生产的全自动化GPS空中三角测量的基础上,利用DGPS和INS惯性导航系统的组合,可形成航空/航天影像传感器的位置与姿态的自动测量和稳定装置(POS),从而可实现定点摄影成像和无地面控制的高精度对地直接定位。在航空摄影条件下的精度可达到dm级,在卫星遥感的条件下,其精度可达到m级。该技术的推广应用,将改变目前摄影测量和遥感的作业流程,从而实现实时测图和实时数据库更新。若与高精度激光扫描仪集成,可实现实时三维测量(LIDAR),自动生成数字表面模型(DSM),并可推算出数字高程模型(DEM)。 美国NASA在1994年和1997年两次将航天激光测高仪(SLA)安装在航天飞机上,企图建立基于SLA的全球控制点数据库,激光点大小为100m,间隔为750m,每秒10个脉冲;随后又提出了地学激光测高系统(GLAS)计划,已于2002年12月19日将该卫星IICESat(cloud and land elevation satellite)发射上天。该卫星装有激光测距系统、GPS接收机和恒星跟踪姿态测定系统。GLAS发射近红外光(1064nm)和可见绿光(532nm)的短脉冲(4ns)。激光脉冲频率为40次/s,激光点大小实地为70m,间隔为170m,其高程精度要明显高于SRTM,可望达到m级。他们的下一步计划是要在2015年之前使星载LIDAR的激光测高精度达到dm和cm级。 法国利用设在全球的54个站点向卫星发射信号,通过测定多普勒频移,以精确解求卫星的空间坐标,具有极高的精度。测定距地球1300km的Topex/Poseidon卫星的高度,精度达到±3cm。用来测定SPOT 4卫星的轨道,3个坐标方向达到±5cm精度,对于SPOT 5和Envisat,可望达到±1m精度。若忽略SPOT 5传感器的角元素,直接进行无地面控制的正射像片制作,精度可达到±15m,完全可以满足国家安全和西部开发的需求。 摄影测量与遥感数据的计算机处理更趋向自动化和智能化 从影像数据中自动提取地物目标,解决它的属性和语义(What)是摄影测量与遥感的另一大任务。在已取得影像匹配成果的基础上,影像目标的自动识别技术主要集中在影像融合技术,基于统计和基于结构的目标识别与分类,处理的对象既包括高分辨率影像,也更加注重高光谱影像。随着遥感数据量的增大,数据融合和信息融合技术逐渐成熟。压缩倍率高、速度快的影像数据压缩方法也已商业化。我国学者在这些方面取得了不少可喜的成果。 利用多时像影像数据自动发现地表覆盖的变化趋向实时化 利用遥感影像自动进行变化监测(What change)关系到我国的经济建设和国防建设。过去人工方法投入大,周期长。随着各类空间数据库的建立和大量新的影像数据源的出现,实时自动化监测已成为研究的一个热点。 自动变化监测研究包括利用新旧影像(DOM)的对比、新影像与旧数字地图(DLS)的对比来自动发现变化和更新数据库。目前的变化监测是先将新影像与旧影像(或数字地图)进行配准,然后再提取变化目标,这在精度、速度与自动化处理方面都有不足之处。笔者提出了把配准与变化监测同步的整体处理[1]。最理想的方法是将影像目标三维重建与变化监测一起进行,实现三维变化监测和自动更新。进一步的发展则是利用智能传感器,将数据处理在轨完成,发送回来的直接为信息,而不一定为影像数据。 摄影测量与遥感在构建“数字地球”、“数字中国”、“数字省市”和“数字文化遗产”中正在发挥愈来愈大的作用 “数字地球”概念是在全球信息化浪潮推进下形成的。1999年12月在北京成功地召开了第一届国际“数字地球”大会后,我国正积极推进“数字中国”和“数字省市”的建设,2001年国家测绘局完成了构建“数字中国”地理空间基础框架的总体战略研究。在已完成1∶100万和1∶25万全国空间数据库的基础上,2001年全国各省市测绘局开始1∶5万空间数据库的建库工作。在这个数据量达11TB的巨型数据库中,摄影测量与遥感将用来建设DOM(数字正射影像)、DEM(数字高程模型)、DLG(数字线划图)和CP(控制点数据库)。如果要建立全国1m分辨率影像数据库,其数据量将达到60TB。如果整个“数字地球”均达到1m分辨率,其数据量之大可想而知。本世纪内可望建成这一分辨率的数字地球。 “数字文化遗产”是目前联合国和许多国家关心的一个问题,涉及到近景成像、计算机视觉和虚拟现实技术。在近景成像和近景三位量测方面,有室内各种三维激光扫描与成像仪器,还可以直接由视频摄像机的系列图像获取目标场三维重建信息。它们所获取的数据经过计算机自动处理后,可以在虚拟现实技术支持下形成文化遗迹的三维仿真,而且可以按照时间序列,将历史文化在时间隧道中再现,对文化遗产保护、复原与研究具有重要意义。 全定量化遥感方法将走向实用 从遥感科学的本质讲,通过对地球表层(包括岩石圈、水圈、大气圈和生物圈4大圈层)的遥感,其目的是为了获得有关地物目标的几何与物理特性,所以需要通过全定量化遥感方法进行反演。几何方程式是有显式表示的数学方程,而物理方程一直是隐式。目前的遥感解译与目标识别并没有通过物理方程反演,而是采用了基于灰度或加上一定知识的统计、结构和纹理的影像分析方法。但随着对成像机理、地物波谱反射特征、大气模型、气溶胶的研究深入和数据积累,多角度、多传感器、高光谱及雷达卫星遥感技术的成熟,相信在21世纪,估计几何与物理方程式的全定量化遥感方法将逐步由理论研究走向实用化,遥感基础理论研究将迈上新的台阶。只有实现了遥感定量化,才可能真正实现自动化和实时化。 2 GIS技术的主要发展趋势 空间数据库趋向图形、影像和DEM三库一体化和面向对象[2] GIS发展曾经历过栅格、矢量两个不同数据结构发展阶段,目前随着高分辨率卫星遥感数据的飞快增长和数字地球、数码城市的需求,形成了面向对象的数据模型和三库(图形矢量库、影像栅格库和DEM格网库)一体化的数据结构。这样的数据库结构使GIS的发展更加趋向自然化、逼真化,更加贴近用户。以面向应用的GIS软件为前台,以大型关系数据库(Oracle 8i,9i等)为后台数据库管理,成为当前GIS技术的主流趋势。 空间数据表达趋向多比例尺、多尺度、动态多位和实时三维可视化 在传统的GIS中,空间数据是以二维形式存储并挂接相应的属性数据。目前,空间数据表达的趋势是基于金字塔和LOD(level of detail)技术的多比例尺空间数据库,在不同尺度表示时可自动显示出相应比例尺或相应分辨率的数据,多比例尺数据集的跨度要比传统地图的比例尺大,在显示不同比例尺数据时,可采用LOD或地图综合技术。真三维GIS的空间数据要存储三维坐标。动态GIS在土地变更调查、土地覆盖变化监测中已有较好的应用,真四维的时空GIS将有望从理论研究转入实用阶段。基于三库一体化的时空3D可视化技术发展势头迅猛,已能再PC机上实现GIS环境下的三维建筑物室外室内漫游、信息查询、空间分析、剖面分析和阴影分析等,基于虚拟现实技术的真三维GIS将使人们在现实空间外,可以同时拥有一个Cyber空间。 空间分析和辅助决策智能化需要利用数据挖掘方法从空间数据库和属性数据库中发现更多的有用知识 GIS是以应用导向的空间信息技术,空间分析与辅助决策支持是GIS的高水平应用,它需要基于知识的智能系统。知识的获取是专家系统中最困难的任务。随着各种类型数据库的建立,从数据库中挖掘知识成为当今计算机界一个非常引人注目的课题。从GIS空间数据库中发现的知识可以有效的支持遥感图像解译,以解决“同物异谱”和“同谱异物”的问题。反过来,从属性数据库中挖掘的知识又具有优化资源配置等一些列空间分析的功能[3]。尽管数据挖掘和知识发现这一命题仍处于理论研究阶段,但随着数据库的快速增大和对数据挖掘工具的深入研究,其应用前景是不可估量的。 通过Web服务器和WAP服务器的互联网和移动GIS将推进联邦数据库和互操作的研究及地学信息服务事业 随着计算机通讯网络(包括有线和无线网)的大容量和高速化,GIS已成为在网络上的分布式异构系统。许多不同单位、不同组织维护管理的既独立又互联互用的联邦数据库,将可提供全社会各行各业的应用需要。因此,联邦数据库和互操作(federal databases & interoperability)问题成为当前国际GIS联合研究的一个热点。互操作意味着数据库中数据的直接共享,GIS规律功能模块的互操作与共享,以及多点之间的相同工作,这方面的研究已显示出明显的成效。未来的GIS用户将可能在网络上缴纳为其需要所选用数据和软件功能模块的使用费,而不必购买这个数据库和整套的GIS软硬件,这些成果产生的直接效果是GIS应用将走向地学信息服务。 目前已兴起的LBS和MLS,即基于位置的服务和移动定位服务,突出地反映了这种变化趋势。它引起的革命性变化使GIS将走出研究院所和政府机关,成为全社会人人具备的信息服务工具。我国目前已有2亿个手机用户,若每人每月为MLS支付10元费用,全国一年的产值将达到240亿。可以预测在不久的将来,地学信息将能随时随地为任何人和任何事情进行4A服务(geo-in-formation for anyone and anything at anywhere and anytime)。 地理信息科学的研究有望在本世纪形成较完整的理论框架体系 笔者曾扼要地叙述了地球空间信息科学的7大理论问题[4]:(1)地球空间信息的基准,包括几何基准、物理基准和时间基准;(2)地球空间信息标准,包括空间数据采集、存储与交换标准、空间数据精度与质量标准、空间信息的分类与代码标准、空间信息的安全、保密及技术服务标准以及元数据标准等;(3)地球空间信息的时空变化理论,包括时空变化发现的方法和对时空变化特征的和规律的研究;(4)地球空间信息的认知,主要通过各目标各要素的位置、结构形态、相互关联等从静态上的形态分析、发生上的成因分析、动态上的过程分析、演化上的力学分析以及时态上的演化分析达到对地球空间的客观认知;(5)地球空间信息的不确定性,包括类型的不确定性、空间位置的不确定性、空间关系的不确定性、逻辑的不一致性和信息的不完备性;(6)地球空间信息的解译与反演,包括定性解译和定量反演,贯穿在信息获取、信息处理和认知过程中;(7)地球空间信息的表达与可视化,涉及到空间数据库多分辨率表示、数字地图自动综合、图形可视化、动态仿真和虚拟现实等。目前,这些方面的研究对建立完备的理论尚嫌不足,需要在今后加强这方面的基础研究。 关于遥感与GIS的集成,涉及到GPS和通信技术的集成,本文未作具体讨论,其具体内容可参见文献[4—6]。 3 结语 遥感与GIS在20世纪出现,在21世纪不仅将形成自身的理论体系和技术体系,而且将形成天地一体化的空间信息服务产业,为国民经济建设、国家安全、社会可持续发展和提高人民生活质量做出愈来愈大的贡献。 参考文献: [1] Li D R, Sui H G. Automatic Change Detection of Geospatial Data from Imagery. The International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, 2002,34(II):245—251 [2] 龚健雅. 地理信息系统基础. 北京:科学出版社,2001 [3] 邸凯昌. 空间数据发掘与知识发现(第一版). 武汉:武汉大学出版社,2000. 182 [4] 李德仁,关泽群. 空间信息系统的集成与实现(第一版). 武汉:武汉测绘科技大学出版社,2000. 244 [5] 李德仁,李清泉. 论地球空间信息技术与通信技术的集成. 武汉大学学报(信息科学版),2001,26(1):1—7 [6] 李德
洋河流域遥感图像土地利用分类方法研究 【摘要】遥感影像分类方法的确定是LUCC研究中的关键步骤。文章以洋河流域为研究区,分别进行了非监督分类和监督分类。针对监督分类结果中存在的误差,对水域、植被、城镇与工矿用地三种类型地物的提取分别选择了综合阈值法、植被指数法、DEM数据辅助分析法进行了改进,结果表明改进后的提取结果较监督分类直接得到的结果有了很大的改善。【关键词】遥感图像;监督分类;综合阈值法;植被指数法【中图分类号】TP79 【文献标识码】A【文章编号】1671-5969(2007)16-0164-03一、研究区域概况及图像资料(一)研究区域概况洋河流域是张家口经济发展的中心地带,水资源相对丰富。洋河发源于山西省阳高县和内蒙古兴和县,是永定河上游的一大支流,流域面积约14600km2 。在张家口市流域面积为9762km2,流经万全县、怀安县、张家口市区、宣化县、宣化区、下花园区、怀来县等,干流全长106 km,在朱官屯于桑干河汇合后流至官厅水库,是官厅水库的重要水源。洋河流域形状东西向较长,南北向较短,地形总趋势西北高、东南低。流域的东北、北部和西北沿坝头一带海拔高程1200~1500m之间,西部和南部边界海拔高程一般在500~1000m之间。流域内80%以上为丘陵山区,绝大部分为荒山秃岭。流域内大部分为黄色沙壤土,并有部分砂砾土及黄粘土,沿河川地层厚且较肥沃[1]。(二)信息源遥感信息源的选择要综合考虑其光谱分辨率、空间分辨率、时间分辨率等因素, 这是利用遥感图像进行土地利用分类的关键问题。美国的Landsat TM 图像是当前应用最为广泛的卫星遥感信息源之一,它可提供7个波段的信息, 空间分辨率为30~120m。TM数据源各波段各有特点,可进行不同地物类型的信息提取。相关资料表明TM遥感数据各波段间的信息相关关系为:TM1与TM2,TM5与TM7高度相关,相关系数达以上,信息冗余大,可以考虑不选取TM1波段。另外由于第6个波段的分辨率为120m,不利于地物信息的提取,所以亦不选取TM6波段。一般来说, 选择图像类型时,应考虑研究区域的大小、研究的目的,以及要达到的精度要求,另外不同时相遥感图像的选择对分类精度也具有很大的影响。为了能把水域、城市与工矿用地、林地、耕地、裸地区分开,以洋河流域1987年9月17日的TM图像为信息源进行研究。本文中所使用的遥感图像处理工具为美国ERDAS公司的ERDAS 软件,它是一个功能完整的、集遥感与地理信息系统于一体的专业软件,具有数据预处理、图像解译、图像分类、矢量功能、虚拟gis等多个功能。二、现有遥感图像土地利用分类的主要方法及其分析遥感图像土地利用分类就是利用计算机通过对遥感图像中各类地物的光谱信息和空间信息进行分析,选择特征,并用一定的手段将特征空间划分为互不重叠的子空间,然后将图像中的各个像元划归到各个子空间中以实现分类[2]。按照是否有已知训练样本的分类数据,将其分为非监督分类和监督分类。它们最大的区别在于监督分类首先给定类别,而非监督分类则由图像数据本身的统计特征来确定。(一)非监督分类非监督分类是在多光谱特征空间中通过数字操作搜索像元光谱属性的自然群组的过程,这种聚类过程生成一副有m个光谱类组成的分类图。然后分析人员根据后验知识将光谱类划分或转换成感兴趣的专题信息类[3]。洋河流域内有很多山地,在图像上会产生大量的阴影,导致了像元灰度值的空间变化,这对分类结果有很大的影响。为此可以通过比值运算来去除阴影的影响,使向阳处和背阴处都毫不例外地只与地物的反射率的比值有关。常用算法:近红外波段(TM4)/红外波段(TM3),这样所得到的效果比较好,从原始图像和比值运算后的图像(图像略)中,可以清楚地看到山体阴面的阴影得到了有效的去除。经过比值运算后, 就可以对图像进行非监督分类。得到的分类结果如图1所示。非监督分类只根据地物的光谱特征进行分类,受人为因素的影响较少,不需要对地面信息有详细的了解,但由于“同物异谱、异物同谱”等现像的存在,其结果一般不如监督分类令人满意。比如官厅水库旁边的大量建筑物被分到水体一类。是因为在TM3波段上,水体和建筑物的灰度值相近, 同样在TM7波段上,裸山和建筑物的灰度值也相近。总之,在TM的6个波段上,无论采用哪个波段进行非监督分类,总有几种地物的光谱值接近,因此单纯依靠计算机自动分类取得很好的效果是非常困难的。
森林资源调查中SPOT5遥感图像处理方法探讨王照利、黄生、张敏中、马胜利(国家林业局西北林业规划设计院,遥感计算中心,西安710048)本文发表于<陕西林业科技>2005 摘要: 目前,多光谱、高空间分辨率的SPOT5卫星遥感数据被广泛应用到森林资源调查中。本文结合SPOT5遥感数据的特点,根据森林资源调查的需要,从遥感数据的正射校正、波段组合、融合处理和数据变换处理等方面探讨了SPOT5数据的处理和信息提取。探讨性地提出了适应于森林资源调查的SPOT5遥感数据处理方法。 关键词:SPOT5 遥感数据,森林资源调查、数据处理DISCUSSION ON SPOT5 IMAGE DATA PROCESSING FOR FOREST INVENTORYWang Zhaoli, Huangsheng,Zhangminzhong,Ma Shengli(Northwest Institute for Forest Inventory, Planning &Design, Xi’an China 710048) Abstract: Now days, high spatial resolution and multispectral SPOT5 image data are widely applied in forest inventory in China. Based on the characteristics of SPOT5 image and requirements of forest inventory, this paper discusses the processing procedures of ordering image data, ortho-rectification, image bands composition and image data fusion. The complete steps of image processing for forest inventory are words: SPOT5 image data,forest inventory, data processing 前言 卫星遥感影像具有空间宏观性、视角广、多分辨率(光谱和空间)、多时相、周期性、信息量丰富等特点,所以卫星遥感影像既可以提供森林资源的宏观空间分布信息又能提供局部的详细信息以及随时间、空间变化的信息等[1]。目前在林业领域卫星遥感数据被广泛的应用于不同尺度层次的森林资源调查、资源监测、病虫害、火灾监测等方面。2002年5月法国SPOT地球观测卫星系列之5号卫星(即SPOT5星)发射。SPOT5遥感数据的多光谱波段空间分辨率为10米(短波红外空间分辨率为20米),但全色波段空间分辨率达到米。SPOT5遥感数据的高空间分辨率和多光谱分辨率为森林资源调查提供了丰富的、可靠的、高精度的基础数据源。从性价比分析,在其他高分辨率遥感数据目前比较昂贵的状况下,SPOT5遥感数据比较适宜应用于大面积的森林资源调查,可大幅度的森林调查的减少外业工作量、提高工作效率。在我国SPOT5卫星数据已被大量地应用于森林资源调查工作中,尤其,是在森林资源“二类”调查中被作基本的森林资源信息源提取各类信息。针对于将多光谱分辨率和高空间分辨率的SPOT5遥感数据应用于森林资源调查的数据处理技术和方法鲜有报道。本文总结工作实践,结合SPOT5遥感数据的特点,根据森林资源调查的需要,从遥感数据的订购、正射校正、波段组合、融合处理和数据变换处理等方面探讨了SPOT5数据的基本处理方法。 1.SPOT5卫星遥感数据特点 SPOT卫星系统采用线性阵列传感器和推扫式扫描技术,具有旋转式平面镜可以进行倾斜观察获得倾斜图像和立体像对。采用与太阳同步的近极地的椭圆形轨道,轨道高度约832Km,轨道倾角 ,每天绕地球14圈多,重复覆盖周期26天[2]。由于有倾斜观测功能,使重复覆盖周期减少到2-3天。SPOT5卫星载有2台高分辨率几何成像仪(HRG)、1台高分辨率立体成像装置(HRS)和1台宽视域植被探测仪(VGT)。高分辨率几何成像仪的波段选择是总结了多年的研究成果,认为HRG的波段设置(见表1)足以取得辨别作物和植被类型的最佳效果。本文主要探讨HRG高空间分辨率数据的处理。 2.SPOT5数据的处理方法和过程 SPOT5数据处理工作流程: 遥感数据的订购 订购数据时,用户需向数据代理商提供购买区域的四个角的大地坐标或者数据的景号(PATH/ROW)。特别应该注意数据订购时间和用户拿到数据之间有时间差,间隔时间长短因用户的要求、天气、卫星重复覆盖周期而异。相对于其他卫星数据,比较有利的一面是SPOT5卫星装置有旋转式平面镜可以进行倾斜观察,用户可向代理商申请红色编程提前得到调查区域的遥感数据,但要支付编程费。对于遥感数据的时相、云量、入射角、阴影量、是否购买高空间分辨率的全色波段等用户根据自己具体的工作需要向代理商提出限制要求。 根据我们对SPOT5遥感数据的使用,对于森林资源调查,北方9,10月份和11月初的遥感影像比较适宜。代理商向用户提供经过处理的不同级别的影像产品,在森林资源调查中建议购买SPOT1A级产品,用户可根据自己的工作需要进行处理,同时也可减少费用。 基础数据准备 大比例尺地形图和高精度DEM是进行SPOT5遥感数据高精度正射校正必需的基础地理数据。建议购买1:10000地形图和1:25000数字高程模型(DEM)。 将1:1万地形图扫描,扫描分辨率设置为300DPI。将扫描好的地形图进行几何精纠正,纠正精度控制在毫米内。从测绘部门购买的1:1万地形图为北京54坐标系3度分带高斯克吕格投影,而1:万DEM为北京54坐标系6度分带投影。在数据准备时,将校正好的1:1万地形图通过换带转换转成和DEM一致的6度分带投影。 对于没有1:1万地形图的地区,建议使用差分GPS接收机采集地面控制点。 几何正射校正 正射校正过程应用了法国SPOT公司发行的GEOIMAGE软件。GEOIMAGE软件有针对SPOT5卫星数据开发的SPOT5物理模型。模型模块自动读取DEM信息。SPOT 物理模型可读取卫星在获取遥感数据的瞬间状态参数,这些参数存贮在数据的头文件中[3]。卫星状态参数包括:卫星成像瞬间的经纬度、高度、倾角等。卫星状态参数能够帮助提高几何校正的精度。 以校正好的1:1万地形图为基准,在影像图上找出和地形图上地物相匹配的明显地物作为地面控制点。在进行正射校正时,应先进行全色波段数据校正,然后以校正好的全色波段数据为基准进行多光谱数据校正。以全色波段数据为基准校正多光谱波段就比较容易校正,且能提高两者的匹配精度。地面控制点应分布均匀,影像的边缘部分布要有控制点分布,同时在不同的高程范围最好都有控制点。地面控制点的数量因地形地貌的复杂程度而定,根据我们的经验,一景60KmX60Km的SPOT5数据,一般地势平缓的地区20个左右控制点即可达到满意的结果,在高山区25个左右控制点就可使正射校正精度满足要求。重采样方法采用双线性内插法。 辐射校正 用户购买的SPOT5的各级数据,数据提供商已经根据卫星的记录参数对遥感数据做了辐射校正,即消除了传感器自身引起的、大气辐射引起的辐射噪声。若果影像存在薄雾或地形高差较大引起的辐射误差情况,用户应进一步进行辐射校正处理。薄雾的简单消除原理是基于近红外波段不受大气辐射影响,清澈的水体或死阴影区的数值应为零。从各波段数据中减去近红外波段的水体或阴影的不为零值。地形起伏引起的辐射误差校正公式: f (x,y)=g(x,y)/cosa,g(x,y)为坡度为a的倾斜面上的地物影像;f (x,y)为校正后的影像。由于坡度因子参与校正所以需要DEM支持。 波段组合 根据SPOT5数据波谱特征(表1),各波段分别记录反映了植被的不同特征方面:B4(SWIR)短波红外反映植物和土壤的含水量,利于植被水分状况和长势分析;B3(NIR)近红外波段对植被类别、密度、生长力、病虫害等的变化敏感;B2(RED)红光波段对植被的覆盖度、植被的生长状况敏感;B1(VIS)可见光波段对植物的叶绿素和叶绿素浓度敏感。经过比较分析和实际应用发现SPOT5的B3、B4、B2波段组合对植被类型的识别要优于B3、B2和B1的组合。但由于B4波段的空间分辨率为20米,使B342组合对植被空间几何细节表达没有B321组合清晰,例如林缘界线信息表达方面B321要优于B342。 影像数据融合 对于购买有高空间分辨率全色波段数据的用户,进行数据融合是必不可少的。影像数据融合能够综合不同波段、不同空间分辨率数据(层)的特征,融合后的数据具有更丰富、更可靠的信息[4]。 根据影像数据融合的水平阶段,影像融合分为:像元级、特征级和决策级三个层次。为了最大限度的从SPOT5遥感数据中提取森林植被信息,应进行像元级的数据融合,将米的全色波段和10米多光谱数据进行融合。融合得到的新数据既具有全色波段数据的高空间分辨率特征又具有多光谱特征。像元级数据融合的方法多种多样,根据数据融合的目的,即最大限度的突显森林植被信息,应选取B4、B3、B2和PAN波段,根据我们的试验Brovey 融合算法方法比较理想: 遥感影像地图 将融合好的数据按Rfused、Gfused、Bfused组合,叠加上行政界线、公里格网、坐标、比例尺等辅助信息,按1:1万地形图分幅生成1:1万纸质图作为外业手图。 3. 结果和讨论 几何精度 利用SPOT5物理模型,采用1:1万地形图和万DEM ,经过正射校正处理,可使影像的几何精度控制在2个像元内(<10米),达到1:1万制图标准要求。为以遥感影像为基础信息源提取林分调查因子、区划林班界线生成大比例尺的林相图、森林分布图提供了几何精度保障。 波段选择 对于没有全色波段的情况,SPOT5数据的B342组合有利于森林植被类型的识别。在应用遥感技术进行森林资源调查区划中,林分类型信息提取是最为重要的环节,所以B342波段组合是小班区划和外业手图的最佳组合。 融合效果 融合数据技术使SPOT5遥感影像既具有全色波段的高空间分辨率又拥有多光谱数据的光谱分辨率,丰富了遥感影像的信息量。采用Brovey算法使SPOT5遥感影像从色彩、纹理等方面增强了影像的可判读性,提高了小班因子正判率和林分小班的区划精度。 参考文献 1.周成虎,杨晓梅,骆剑承等.《遥感影像地学理解与分析》,科学出版社,北京,2001,3-4. 2.赵英时.《遥感应用分析原理与方法》,科学出版社,北京, 3.北京视宝卫星图像有限公司.《专业制图工作室GEOIMAGE用户指南》,2004,68-70. 4.Christine Pohl. Geometric Aspects of Multisensor Image Fusion for Topographic Map Updating in The Humid Tropics, ITC Publication, 1996,世纪遥感与GIS的发展 来源: 李德仁 时间: 2005-08-11-23:09 浏览次数: 79 21世纪遥感与GIS的发展李德仁 (武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室,武汉市珞瑜路129号,430079) 摘要:在20世纪,人类的一大进步是实现了太空对地观测,即可以从空中和太空对人类赖以生存的地球通过非接触传感器的遥感进行观测,并将所得到的数据和信息存储在计算机网络上,为人类社会的可持续发展服务。在短短的30年中,遥感和GIS作为一个边缘交叉学科已发展成为一门科学、技术和经济实体。本文深入地论述了21世纪中遥感的6大发展趋势和GIS的5个发展特征。 关键词:发展趋势;航空航天遥感;地理信息系统;对地观测 中图法分类号:P208; 随着计算机技术、空间技术和信息技术的发展,人类实现了从空中和太空来观测和感知人类赖以生存的地球的理想,并能将所感知到的结果通过计算机网络在全球流通,为人类的生存、繁荣和可持续发展服务。在20世纪后半叶,遥感和地理信息系统作为一门新兴的科学和技术,迅速地成长起来。 1 遥感技术的主要发展趋势 航空航天遥感传感器数据获取技术趋向三多(多平台、多传感器、多角度)和三高(高空间分辨率、高光谱分辨率和高时相分辨率) 从空中和太空观测地球获取影像是20世纪的重大成果之一,短短几十年,遥感数据获取手段迅猛发展。遥感平台有地球同步轨道卫星(35000km)、太阳同步卫星(600—1000km)、太空飞船(200—300km)、航天飞机(240—350km)、探空火箭(200—1000km),并且还有高、中、低空飞机、升空气球、无人飞机等;传感器有框幅式光学相机、缝隙、全景相机、光机扫描仪、光电扫描仪、CCD线阵、面阵扫描仪、微波散射计雷达测高仪、激光扫描仪和合成孔径雷达等,它们几乎覆盖了可透过大气窗口的所有电磁波段。三行CCD阵列可以同时得到3个角度的扫描成像,EOS Terra卫星上的MISR可同时从9个角度对地成像。 卫星遥感的空间分辨率从Ikonos Ⅱ的1m,进一步提高到Quckbird(快鸟)的,高光谱分辨率已达到5—6nm,500—600个波段。在轨的美国EO-1高光谱遥感卫星,具有220个波段,EOS AM-1(Terra)和EOS PM-1(Aqua)卫星上的MODIS具有36个波段的中等分辨率成像光谱仪。时间分辨率的提高主要依赖于小卫星技术的发展,通过发射地球同步轨道卫星和合理分布的小卫星星座,以及传感器的大角度倾斜,可以以1—3d的周期获得感兴趣地区的遥感影像。由于具有全天候、全天时的特点,以及用INSAR和D-INSAR,特别是双天线INSAR进行高精度三位地形及其变化测定的可能性,SAR雷达卫星为全世界各国所普遍关注。例如,美国宇航局的长远计划是要发射一系列太阳同步和地球同步的长波SAR,美国国防部则要发射一系列短波SAR,实现干涉重访问间隔为8d、3d和1d,空间分辨率分别为20m、5m和2m。我国在机载和星载SAR传感器及其应用研究方面正在形成体系。“十五”期间,我国将全方位地推进遥感数据获取的手段,形成自主的高分辨率资源卫星、雷达卫星、测图卫星和对环境与灾害进行实时监测的小卫星群。 航空航天遥感对地定位趋向于不依赖地面控制 确定影像目标的实地位置(三维坐标),解决影像目标在哪儿(Where)是摄影测量与遥感的主要任务之一。在已成功用于生产的全自动化GPS空中三角测量的基础上,利用DGPS和INS惯性导航系统的组合,可形成航空/航天影像传感器的位置与姿态的自动测量和稳定装置(POS),从而可实现定点摄影成像和无地面控制的高精度对地直接定位。在航空摄影条件下的精度可达到dm级,在卫星遥感的条件下,其精度可达到m级。该技术的推广应用,将改变目前摄影测量和遥感的作业流程,从而实现实时测图和实时数据库更新。若与高精度激光扫描仪集成,可实现实时三维测量(LIDAR),自动生成数字表面模型(DSM),并可推算出数字高程模型(DEM)。 美国NASA在1994年和1997年两次将航天激光测高仪(SLA)安装在航天飞机上,企图建立基于SLA的全球控制点数据库,激光点大小为100m,间隔为750m,每秒10个脉冲;随后又提出了地学激光测高系统(GLAS)计划,已于2002年12月19日将该卫星IICESat(cloud and land elevation satellite)发射上天。该卫星装有激光测距系统、GPS接收机和恒星跟踪姿态测定系统。GLAS发射近红外光(1064nm)和可见绿光(532nm)的短脉冲(4ns)。激光脉冲频率为40次/s,激光点大小实地为70m,间隔为170m,其高程精度要明显高于SRTM,可望达到m级。他们的下一步计划是要在2015年之前使星载LIDAR的激光测高精度达到dm和cm级。 法国利用设在全球的54个站点向卫星发射信号,通过测定多普勒频移,以精确解求卫星的空间坐标,具有极高的精度。测定距地球1300km的Topex/Poseidon卫星的高度,精度达到±3cm。用来测定SPOT 4卫星的轨道,3个坐标方向达到±5cm精度,对于SPOT 5和Envisat,可望达到±1m精度。若忽略SPOT 5传感器的角元素,直接进行无地面控制的正射像片制作,精度可达到±15m,完全可以满足国家安全和西部开发的需求。 摄影测量与遥感数据的计算机处理更趋向自动化和智能化 从影像数据中自动提取地物目标,解决它的属性和语义(What)是摄影测量与遥感的另一大任务。在已取得影像匹配成果的基础上,影像目标的自动识别技术主要集中在影像融合技术,基于统计和基于结构的目标识别与分类,处理的对象既包括高分辨率影像,也更加注重高光谱影像。随着遥感数据量的增大,数据融合和信息融合技术逐渐成熟。压缩倍率高、速度快的影像数据压缩方法也已商业化。我国学者在这些方面取得了不少可喜的成果。 利用多时像影像数据自动发现地表覆盖的变化趋向实时化 利用遥感影像自动进行变化监测(What change)关系到我国的经济建设和国防建设。过去人工方法投入大,周期长。随着各类空间数据库的建立和大量新的影像数据源的出现,实时自动化监测已成为研究的一个热点。 自动变化监测研究包括利用新旧影像(DOM)的对比、新影像与旧数字地图(DLS)的对比来自动发现变化和更新数据库。目前的变化监测是先将新影像与旧影像(或数字地图)进行配准,然后再提取变化目标,这在精度、速度与自动化处理方面都有不足之处。笔者提出了把配准与变化监测同步的整体处理[1]。最理想的方法是将影像目标三维重建与变化监测一起进行,实现三维变化监测和自动更新。进一步的发展则是利用智能传感器,将数据处理在轨完成,发送回来的直接为信息,而不一定为影像数据。 摄影测量与遥感在构建“数字地球”、“数字中国”、“数字省市”和“数字文化遗产”中正在发挥愈来愈大的作用 “数字地球”概念是在全球信息化浪潮推进下形成的。1999年12月在北京成功地召开了第一届国际“数字地球”大会后,我国正积极推进“数字中国”和“数字省市”的建设,2001年国家测绘局完成了构建“数字中国”地理空间基础框架的总体战略研究。在已完成1∶100万和1∶25万全国空间数据库的基础上,2001年全国各省市测绘局开始1∶5万空间数据库的建库工作。在这个数据量达11TB的巨型数据库中,摄影测量与遥感将用来建设DOM(数字正射影像)、DEM(数字高程模型)、DLG(数字线划图)和CP(控制点数据库)。如果要建立全国1m分辨率影像数据库,其数据量将达到60TB。如果整个“数字地球”均达到1m分辨率,其数据量之大可想而知。本世纪内可望建成这一分辨率的数字地球。 “数字文化遗产”是目前联合国和许多国家关心的一个问题,涉及到近景成像、计算机视觉和虚拟现实技术。在近景成像和近景三位量测方面,有室内各种三维激光扫描与成像仪器,还可以直接由视频摄像机的系列图像获取目标场三维重建信息。它们所获取的数据经过计算机自动处理后,可以在虚拟现实技术支持下形成文化遗迹的三维仿真,而且可以按照时间序列,将历史文化在时间隧道中再现,对文化遗产保护、复原与研究具有重要意义。 全定量化遥感方法将走向实用 从遥感科学的本质讲,通过对地球表层(包括岩石圈、水圈、大气圈和生物圈4大圈层)的遥感,其目的是为了获得有关地物目标的几何与物理特性,所以需要通过全定量化遥感方法进行反演。几何方程式是有显式表示的数学方程,而物理方程一直是隐式。目前的遥感解译与目标识别并没有通过物理方程反演,而是采用了基于灰度或加上一定知识的统计、结构和纹理的影像分析方法。但随着对成像机理、地物波谱反射特征、大气模型、气溶胶的研究深入和数据积累,多角度、多传感器、高光谱及雷达卫星遥感技术的成熟,相信在21世纪,估计几何与物理方程式的全定量化遥感方法将逐步由理论研究走向实用化,遥感基础理论研究将迈上新的台阶。只有实现了遥感定量化,才可能真正实现自动化和实时化。 2 GIS技术的主要发展趋势 空间数据库趋向图形、影像和DEM三库一体化和面向对象[2] GIS发展曾经历过栅格、矢量两个不同数据结构发展阶段,目前随着高分辨率卫星遥感数据的飞快增长和数字地球、数码城市的需求,形成了面向对象的数据模型和三库(图形矢量库、影像栅格库和DEM格网库)一体化的数据结构。这样的数据库结构使GIS的发展更加趋向自然化、逼真化,更加贴近用户。以面向应用的GIS软件为前台,以大型关系数据库(Oracle 8i,9i等)为后台数据库管理,成为当前GIS技术的主流趋势。 空间数据表达趋向多比例尺、多尺度、动态多位和实时三维可视化 在传统的GIS中,空间数据是以二维形式存储并挂接相应的属性数据。目前,空间数据表达的趋势是基于金字塔和LOD(level of detail)技术的多比例尺空间数据库,在不同尺度表示时可自动显示出相应比例尺或相应分辨率的数据,多比例尺数据集的跨度要比传统地图的比例尺大,在显示不同比例尺数据时,可采用LOD或地图综合技术。真三维GIS的空间数据要存储三维坐标。动态GIS在土地变更调查、土地覆盖变化监测中已有较好的应用,真四维的时空GIS将有望从理论研究转入实用阶段。基于三库一体化的时空3D可视化技术发展势头迅猛,已能再PC机上实现GIS环境下的三维建筑物室外室内漫游、信息查询、空间分析、剖面分析和阴影分析等,基于虚拟现实技术的真三维GIS将使人们在现实空间外,可以同时拥有一个Cyber空间。 空间分析和辅助决策智能化需要利用数据挖掘方法从空间数据库和属性数据库中发现更多的有用知识 GIS是以应用导向的空间信息技术,空间分析与辅助决策支持是GIS的高水平应用,它需要基于知识的智能系统。知识的获取是专家系统中最困难的任务。随着各种类型数据库的建立,从数据库中挖掘知识成为当今计算机界一个非常引人注目的课题。从GIS空间数据库中发现的知识可以有效的支持遥感图像解译,以解决“同物异谱”和“同谱异物”的问题。反过来,从属性数据库中挖掘的知识又具有优化资源配置等一些列空间分析的功能[3]。尽管数据挖掘和知识发现这一命题仍处于理论研究阶段,但随着数据库的快速增大和对数据挖掘工具的深入研究,其应用前景是不可估量的。 通过Web服务器和WAP服务器的互联网和移动GIS将推进联邦数据库和互操作的研究及地学信息服务事业 随着计算机通讯网络(包括有线和无线网)的大容量和高速化,GIS已成为在网络上的分布式异构系统。许多不同单位、不同组织维护管理的既独立又互联互用的联邦数据库,将可提供全社会各行各业的应用需要。因此,联邦数据库和互操作(federal databases & interoperability)问题成为当前国际GIS联合研究的一个热点。互操作意味着数据库中数据的直接共享,GIS规律功能模块的互操作与共享,以及多点之间的相同工作,这方面的研究已显示出明显的成效。未来的GIS用户将可能在网络上缴纳为其需要所选用数据和软件功能模块的使用费,而不必购买这个数据库和整套的GIS软硬件,这些成果产生的直接效果是GIS应用将走向地学信息服务。 目前已兴起的LBS和MLS,即基于位置的服务和移动定位服务,突出地反映了这种变化趋势。它引起的革命性变化使GIS将走出研究院所和政府机关,成为全社会人人具备的信息服务工具。我国目前已有2亿个手机用户,若每人每月为MLS支付10元费用,全国一年的产值将达到240亿。可以预测在不久的将来,地学信息将能随时随地为任何人和任何事情进行4A服务(geo-in-formation for anyone and anything at anywhere and anytime)。 地理信息科学的研究有望在本世纪形成较完整的理论框架体系 笔者曾扼要地叙述了地球空间信息科学的7大理论问题[4]:(1)地球空间信息的基准,包括几何基准、物理基准和时间基准;(2)地球空间信息标准,包括空间数据采集、存储与交换标准、空间数据精度与质量标准、空间信息的分类与代码标准、空间信息的安全