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。
我自己收藏的,不知道是不是你要找的植被指数 概念:利用卫星不同波段探测数据组合而成的,能反映植物生长状况的指数。植物叶面在可见光红光波段有很强的吸收特性,在近红外波段有很强的反射特性,这是植被遥感监测的物理基础,通过这两个波段测值的不同组合可得到不同的植被指数。差值植被指数又称农业植被指数,为二通道反射率之差,它对土壤背景变化敏感,能较好地识别植被和水体。该指数随生物量的增加而迅速增大。比值植被指数又称为绿度,为二通道反射率之比,能较好地反映植被覆盖度和生长状况的差异,特别适用于植被生长旺盛、具有高覆盖度的植被监测。归一化植被指数为两个通道反射率之差除以它们的和。在植被处于中、低覆盖度时,该指数随覆盖度的增加而迅速增大,当达到一定覆盖度后增长缓慢,所以适用于植被早、中期生长阶段的动态监测。蓝光、红光和近红外通道的组合可大大消除大气中气溶胶对植被指数的干扰,所组成的抗大气植被指数可大大提高植被长势监测和作物估产精度。 详解: 植被指数主要反映植被在可见光、近红外波段反射与土壤背景之间差异的指标,各个植被指数在一定条件下能用来定量说明植被的生长状况。在学习和使用植被指数时必须由一些基本的认识: 1、健康的绿色植被在NIR和R的反射差异比较大,原因在于R对于绿色植物来说是强吸收的,NIR则是高反射高透射的; 2、建立植被指数的目的是有效地综合各有关的光谱信号,增强植被信息,减少非植被信息 3、植被指数有明显的地域性和时效性,受植被本身、环境、大气等条件的影响 一、RVI——比值植被指数:RVI=NIR/R,或两个波段反射率的比值。 1、绿色健康植被覆盖地区的RVI远大于1,而无植被覆盖的地面(裸土、人工建筑、水体、植被枯死或严重虫害)的RVI在1附近。植被的RVI通常大于2; 2、RVI是绿色植物的灵敏指示参数,与LAI、叶干生物量(DM)、叶绿素含量相关性高,可用于检测和估算植物生物量; 3、植被覆盖度影响RVI,当植被覆盖度较高时,RVI对植被十分敏感;当植被覆盖度<50%时,这种敏感性显著降低; 4、RVI受大气条件影响,大气效应大大降低对植被检测的灵敏度,所以在计算前需要进行大气校正,或用反射率计算RVI。 二、NDVI——归一化植被指数:NDVI=(NIR-R)/(NIR+R),或两个波段反射率的计算。 1、NDVI的应用:检测植被生长状态、植被覆盖度和消除部分辐射误差等; 2、-1<=NDVI<=1,负值表示地面覆盖为云、水、雪等,对可见光高反射;0表示有岩石或裸土等,NIR和R近似相等;正值,表示有植被覆盖,且随覆盖度增大而增大; 3、NDVI的局限性表现在,用非线性拉伸的方式增强了NIR和R的反射率的对比度。对于同一幅图象,分别求RVI和NDVI时会发现,RVI值增加的速度高于NDVI增加速度,即NDVI对高植被区具有较低的灵敏度; 4、NDVI能反映出植物冠层的背景影响,如土壤、潮湿地面、学、枯叶、粗超度等,且与植被覆盖有关; 三、DVIEVI——差值环境植被指数:DVI=NIR-R,或两个波段反射率的计算。 1、对土壤背景的变化极为敏感; 四、SAVITSAVIMSAVI——调整土壤亮度的植被指数:SAVI=((NIR-R)/(NIR+R+L))(1+L),或两个波段反射率的计算。 1、目的是解释背景的光学特征变化并修正NDVI对土壤背景的敏感。与NDVI相比,增加了根据实际情况确定的土壤调节系数L,取值范围0~1。 L=0 时,表示植被覆盖度为零;L=1时,表示土壤背景的影响为零,即植被覆盖度非常高,土壤背景的影响为零,这种情况只有在被树冠浓密的高大树木覆盖的地方才会出现。 2、SAVI仅在土壤线参数a=1,b=0(即非常理想的状态下)时才适用。因此有了TSAVI、ATSAVI、MSAVI、SAVI2、SAVI3、SAVI4等改进模型。 小结:上述几种VI均受土壤背景的影响大。植被非完全覆盖时,土壤背景影响较大 五、GVI——绿度植被指数,k-t变换后表示绿度的分量。 1、通过k-t变换使植被与土壤的光谱特性分离。植被生长过程的光谱图形呈所谓的"穗帽"状,而土壤光谱构成一条土壤亮度线,土壤的含水量、有机质含量、粒度大小、矿物成分、表面粗糙度等特征的光谱变化沿土壤亮度线方向产生。 2、kt变换后得到的第一个分量表示土壤亮度,第二个分量表示绿度,第三个分量随传感器不同而表达不同的含义。如,MSS的第三个分量表示黄度,没有确定的意义;TM的第三个分量表示湿度。 3、第一二分量集中了>95%的信息,这两个分量构成的二位图可以很好的反映出植被和土壤光谱特征的差异。 4、GVI是各波段辐射亮度值的加权和,而辐射亮度是大气辐射、太阳辐射、环境辐射的综合结果,所以GVI受外界条件影响大。 六、PVI——垂直植被指数,在R-NIR的二为坐标系内,植被像元到土壤亮度线的垂直距离。PVI=((S R-VR)2+(SNIR-VNIR)2)1/2,S是土壤反射率,V是植被反射率。 1、较好的消除了土壤背景的影响,对大气的敏感度小于其他VI 2、PVI是在R-NIR二位数据中对GVI的模拟,两者物理意义相同 3、PVI=(DNnir-b)cosq-DNr´sinq,b是土壤基线与NIR截距,q是土壤基线与R的夹角。 七、其他 1、根据具体情况改进型:如MSS的DVI = B4-aB2,PVI=(B4-aB2-b)/(1+a2)1/2,SARVI = B4/(B2+b/a);RDVI=(NDVI´DVI)1/2等 2、应用于高光谱数据的VI,如CARI(叶绿素吸收比值指数)和CACI(叶绿素吸收连续区指数)等 VI划分 类型 典型代表 特点 线性 DVI 低LAI时,效果较好;LAI增加爱时对土壤背景敏感 比值型 NDVI、RVI 增强了土壤与植被的反射对比 垂直型 PVI 低LAI时,效果较好;LAI增加爱时对土壤背景敏感 TM资料:专题制图仪资料
遥感原理与应用第一章 电磁波及遥感物理基础名词解释:1、 遥感 2、遥感技术 3、电磁波 4、电磁波谱 5、绝对黑体 6、绝对白体7、灰体 8、绝对温度 9、辐射温度 10、光谱辐射通量密度 11、大气窗口12、发射率 13、热惯量 14、热容量 15、光谱反射率 16、光谱反射特性曲线 填空题:1、电磁波谱按频率由高到低排列主要由 、 、 、 、 、 、 等组成。2、绝对黑体辐射通量密度是 和 的函数。3、一般物体的总辐射通量密度与 和 成正比关系。4、维恩位移定律表明绝对黑体的 乘 是常数。当绝对黑体的温度增高时,它的辐射峰值波长向 方向移动。5、大气层顶上太阳的辐射峰值波长为 μm选择题:(单项或多项选择)1、 绝对黑体的 ①反射率等于1 ②反射率等于0 ③发射率等于1 ④发射率等于0。2、 物体的总辐射功率与以下那几项成正比关系 ①反射率 ②发射率 ③物体温度一次方 ④物体温度二次方 ⑤物体温度三次方 ⑥物体温度四次方。3、 大气窗口是指 ①没有云的天空区域 ②电磁波能穿过大气层的局部天空区域 ③电磁波能穿过大气的电磁波谱段 ④没有障碍物阻挡的天空区域。4、 大气瑞利散射①与波长的一次方成正比关系 ②与波长的一次方成反比关系 ③与波长的二次方成正比关系 ④与波长的二次方成反比关系 ⑤与波长的四次方成正比关系 ⑥与波长的四次方成反比关系 ⑦与波长无关。5、 大气米氏散射 ①与波长的一次方成正比关系 ②与波长的一次方成反比关系 ③与波长无关。问答题:1、 电磁波谱由哪些不同特性的电磁波组成?它们有哪些不同点,又有哪些共性?2、 物体辐射通量密度与哪些因素有关?常温下黑体的辐射峰值波长是多少?3、 叙述沙土、植物和水的光谱反射率随波长变化的一般规律。4、 地物光谱反射率受哪些主要的因素影响?5、 何为大气窗口?分析形成大气窗口的原因,并列出用于从空间对地面遥感的大气窗口的波长范围。6、 传感器从大气层外探测地面物体时,接收到哪些电磁波能量?第二章 遥感平台及运行特点名词解释:1、 遥感平台 2、遥感传感器 3、卫星轨道参数 4、升交点赤经 5、轨道倾角6、近地点角距 7、地心直角坐标系 8、大地地心直角坐标系 9、卫星姿态角10、开普勒第三定理 11、重复周期 12、近圆形轨道 13、与太阳同步轨道14、近极地轨道 15、偏移系数 16、GPS 17、ERTS_1 18、LANDSAT_1 19、SPOT 20、IRS 21、CBERS 22、ZY_1 23、Space Shuttle 24、MODIS 25、IKONOS 26、Quick Bird 27、Radarsat 28、ERS 29、小卫星填空题:1、遥感卫星轨道的四大特点 。2、卫星轨道参数有 。3、卫星姿态角是 。4、遥感平台的种类可分为 、 、 三类。5、卫星姿态角可用 、 、 等 方法测定。6、与太阳同步轨道有利于 。7、LANDSAT系列卫星带有TM探测器的是 ;带有TM探测器的是 。8、SPOT系列卫星可产生异轨立体影像的是 ;可产生同轨立体影像的是 。9、ZY-1卫星空间分辨率为 。10、美国高分辨率民用卫星有 。11、小卫星主要特点包括 。12、可构成相干雷达影像的欧空局卫星是 。选择题:(单项或多项选择)1、 卫星轨道的升交点和降交点是卫星轨道与地球①黄道面的交点②地球赤道面的交点③地球子午面的交点。2、 卫星与太阳同步轨道指①卫星运行周期等于地球的公转周期②卫星运行周期等于地球的自转周期③卫星轨道面朝向太阳的角度保持不变。3、 卫星重复周期是卫星①获取同一地区影像的时间间隔②经过地面同一地点上空的间隔时间③卫星绕地球一周的时间。4、 以下哪种仪器可用作遥感卫星的姿态测量仪①AMS②TM③HRV④GPS⑤星相机。5、 问答题:1、 根据Landsat-1的运行周期,求该卫星的轨道高度。2、 根据Landsat-4/5的运行周期、重复周期和偏移系数,通过计算排出其轨道(赤道处)的分布图。3、 以Landsat-1为例,说明遥感卫星轨道的四大特点及其在遥感中的作用。4、 叙述地心直角坐标系与地心大地直角坐标系的差别和联系。5、 获得传感器姿态的方法有哪些?简述其原理。6、 简述遥感平台的发展趋势。7、 LANDSAT系列卫星、SPOT系列卫星、RADARSAT系列卫星传感器各有何特点?第三章 遥感传感器及其成像原理名词解释:1、遥感传感器 2、探测器 3、致冷器 4、红外扫描仪 5、多光谱扫描仪6、推扫式成像仪 7、成像光谱仪 8、瞬时视场 9、MSS 10、TM 11、HRV 12、SAR 14、INSAR 15、CCD 16、真实孔径侧视雷达17、合成孔径侧视雷达18、全景畸变 19、动态全景畸变 20、 静态全景畸变 21、距离分辨率22、方位分辨率23、雷达盲区24、角隅反射 25、粗加工产品 26、精加工产品27、多中心投影 28、多中心斜距投影填空题:1、MODIS影像含有 个波段,其中250米分辨率的包括 波段。2、RADARSAT-1卫星空间分辨率最高可达 ,共有 种工作模式。3、多极化的卫星为 。4、目前遥感中使用的传感器大体上可分为 等几种。5、遥感传感器大体上包括 几部份。6、MSS成像板上有 个探测单元;TM有 个探测单元。7、LANDSAT系列卫星具有全色波段的是 ,其空间分辨率为 。8、利用合成孔径技术能堤高侧视雷达的 分辨率。9、扫描仪产生的全景畸变,使影像分辨率发生变化,x方向以 变化,y方向以 变化。10、实现扫描线衔接应满足 。选择题:(单项或多项选择)1、 全景畸变引起的影像比例尺变化在X方向①与COSθ成正比②在X方向与COSθ成反比③在X方向与COS²θ成正比④在X方向与COS²θ成反比。2、 全景畸变引起的影像比例尺变化在Y方向①与COSθ成正比②与COSθ成反比③与COS²θ成正比④与COS²θ成反比。3、 TM专题制图仪有① 4个波段②6个波段③7个波段④9个波段。4、 TM专题制图仪每次同时扫描①6条扫描线②12条扫描线③16条扫描线④20条扫描线。5、 HRV成像仪获得的影像①有全景畸变②没有全景畸变。6、 SPOT卫星获取邻轨立体影像时,HRV中的平面镜最大可侧旋①10º②16º③27º④32º。7、真实孔径侧视雷达的距离分辨率与①天线孔径有关②脉冲宽度有关③发射的频率有关。7、 径侧视雷达的方位分辨率与①天线孔径有关②天线孔径无关③斜距有关④斜距无关。问答题:1、叙述侧视雷达图像的影像特征2、MSS、TM、ETM+影像各有何特点?3、有哪几种方法可以获得多光谱摄影影像?4、对物面扫描的成像仪为什么会产生全景畸变?扫描角为θ时的影像的畸变多大?5、叙述Landsat-1上的MSS多光谱扫描仪获取全球(南北纬度81°之间)表面影像的过程。6、TM专题制图仪与MSS多光谱扫描仪有何不同?7、SPOT卫星上的HRV推扫式扫描仪与TM专题制图仪有何不同?8、侧视雷达影像的分辨力、比例尺、投影性质和投影差与中心投影航空或航天像片影像有何不同?9、侧视雷达为什么要往飞机侧方发射脉冲并接收其回波成像?如果向飞机或卫星正下方发射脉冲并接收回波成像会是什么情景?10、简述INSAR测量高程的基本原理。第四章 遥感图像数字处理的基础知识名词解释:1、光学影像 2、数字影像 3、空间域图像 4、频率域图像 5、图像采样6、灰度量化7、BSQ 8、BIL 9、BMP 10、TIFF 11、ERDAS 12、PCI 13、3S集成填空题:1、光学图像是一个 函数。2、数字图像是一个 函数。3、光学图像转换成数字影像的过程包括 等步骤。4、图像数字化中采样间隔取决于图像的 ,应满足 (公式)。5、一般图像都由不同的 、 、 、 的周期性函数构成。6、3S集成一般指 、 和 的集成。选择题:(单项或多项选择)1、 数字图像的①空间坐标是离散的,灰度是连续的②灰度是离散的,空间坐标是连续的③两者都是连续的④两者都是离散的。2、 采样是对图像①取地类的样本②空间坐标离散化③灰度离散化。3、 量化是对图像①空间坐标离散化②灰度离散化③以上两者。4、 图像数字化时最佳采样间隔的大小①任意确定②取决于图像频谱的截止频率③依据成图比例尺而定。5、 图像灰度量化用6比特编码时,量化等级为①32个②64个③128个④256个。6、 BSQ是数字图像的①连续记录格式②行、波段交叉记录格式③象元、波段交叉记录格式。问答题:1、 叙述光学影像与数字影像的关系和不同点。2、 怎样才能将光学影像变成数字影像。3、 叙述空间域图像与频率域图像的关系和不同点。4、 叙述储存遥感图像有哪几种方法,列举2—3种数字图像存储格式,并说明其特点。5、叙述3S集成的形式和作用。第五章 遥感图像几何处理名词解释:1、 共线方程2、外方位元3、像点位移4、几何变形5、几何校正6、粗加工处理7、精加工处理8、多项式纠正9、间接法纠正10、直接法纠正11、灰度重采样12、最邻近像元重采样13、双线性内插14、双三次卷积15、图像配准16、数字镶嵌17、数字地面模型18、正射影像19、地理编码图象 20、DEM填空题:1、 分别写出中心投影,推扫式传感器(旁向,航向倾斜),扫描式传感器的共线方程表达式 , , , 。2、 遥感图像的变形误差可以分为 和 ,又可以分为 和 。3、 外部误差是指在 处于正常的工作状态下,由 所引起的误差。包括 , , , 等因素引起的变形误差。4、 传感器的六个外方位元素中 的变化对图像的综合影响使图像产生线性变化,而 使图像产生非线性变形。 5、 地球自转对于多中心投影影像产生像点位移在 方向上,位移量bb’= 。6、 TM卫星图像的粗纠正使用的参数有 , , , 纠正的变形有 , 。7、 遥感图像几何纠正的常用方法有 , , 。8、 多项式拟合法纠正中,项数N与其阶数n的关系 。9、 多项式拟合法纠正中,一次项纠正 ,二次项纠正 ,三次项纠正 。10、项式拟合法纠正中控制点的要求是 , , 。11、多项式拟合法纠正中控制点的数量要求,一次项最少需要 个控制点,二次项最少项需要 个控制点,三次项最少需要 个控制点。12、SPOT图像采用共线方程纠正时需要 ,有 未知参数,最少需要 个控制点。13、常用的灰度采样方法有 , , 。14、数字图象配准的方式有 , 。15、数字图像镶嵌的关键 , , 。16、在姿态角都为0的情况下,中心投影像片的投影差为 ,推扫式影像(HRV)的投影差为 ,扫描仪影像(MSS)的投影差 ,侧视雷达影像(SAR)的投影差 。17、灰度采样中,双线性内插的权矩阵采用 函数求取, 双三卷积的权矩阵采用 函数求取。选择题:(单项或多项选择)1、 垂直航线方向距离越远比例尺越小的影像是①中心投影影像②推扫式影像(如SPOT影像)③逐点扫描式影像(如TM影像)④真实孔径侧视雷达影像。2、 垂直航线方向距离越远比例尺越大的影像是①中心投影影像②推扫式影像(如SPOT影像)③逐点扫描式影像(如TM影像)④真实孔径侧视雷达影像。3、 真实孔径天线侧视雷达影像上高出地面的物点其象点位移(投影差)①向底点方向位移②背向底点方向位移③不位移。4、 逐点扫描式影像(如TM影像)上高差引起的像点位移(投影差)发生在①像底点的辐射方向②扫描方向。5、 多项式纠正用一次项时必须有①1个控制点②2个控制点③3个控制点④4个控制点。6、 多项式纠正用二次项时必须有①3个控制点②4个控制点③5个控制点④6个控制点。7、 多项式纠正用一次项可以改正图像的①线性变形误差②非线性变形误差③前两者。8、 共线方程的几何意义是在任何情况下①像主点、像底点和等角点在一直线上②像点、物点和投影中心在一直线上③ 主点、灭点和像点在一直线上。问答题:1. 叙述中心投影的航空像片,MSS多光谱扫描仪影像,SPOT的HRV推扫式影像和真实孔径侧视雷达图像的几何特征。2. 列出中心投影影像、推扫式影像(旁向和航向)、逐点扫描影像和侧视雷达影像的构像方程和共线方程表达式。3. 列出中心投影影像、推扫式影像、逐点扫描影像和侧视雷达影像的投影差公式,并说明投影差产生的像点位移各自不同点。4. 已知中心投影影像姿态产生的变形误差公式为推导出推扫式影像、逐点扫描影像和侧视雷达影像的像点位移公式。5. 叙述最邻近法、双线性内插、双三次卷积重采样原理(可作图说明)和优缺点。6. 两幅影像进行数字镶嵌应解决哪些关键问题?解决的基本方法是什么?7. 叙述多项式拟合法纠正卫星图像的原理和步骤。8. 多项式拟合法选用一次项、二次项和三次项,各纠正遥感图像中的哪些变形误差?9. 多项式拟合法平差后精度应控制在什么范围内?超限了怎么办?10.叙述共线方程法纠正SPOT卫星图像的原理和步骤。11.在几何纠正的重采样中,内插像元4*4图像亮度值矩阵为:在间接法纠正过程中,某地面点反算到原始像点的坐标值为( ,),利用最邻近法和双线性内插法求像点的亮度值。12.叙述数字图像镶嵌的过程。13.画出各个外方位元素变化引起的图形变化情况第六章 遥感图像辐射处理名词解释:1、辐射误差2、辐射定标3、大气校正4、图像增强 5、图像直方图 6、假彩色合成 7、密度分割 8、真彩色合成 9、假彩色合成 10、伪彩色图像 11、图像平滑 12、图像锐化 13、边缘检测 14、低通滤波 15、高通滤波 17、图像融合 18、直方图正态化 19、梯度算子 20、线性拉伸 21、拉氏算子 22、直方图均衡 23、邻域法处理 填空题:1、辐射传输方程可以知道,辐射误差主要有 , , 。2、常用的图像增强处理技术有 , 。3、增强的常用方法有 , , , , , , 等。子4、直方图均衡效果 , , 。5、3*3的拉普拉斯算子 。6、图像平滑和锐化的关系 。 7、NDVI= 。8、图像融合的层次 , , 。9、HIS中的H指 ,I指 , S指 。 图像融合的常用算法 , , , , 等。选择题:(单项或多项选择)1、 图像增强的目的① 增加信息量②改善目视判读效果。2、 图像增强①只能在空间域中进行②只能在频率域中进行③可在两者中进行。3、 从图面上看直方图均衡后的效果是①增强了占图面面积小的灰度(地物)与周围地物的反差②减弱甚至于淹没了占图面面积小的灰度(地物)与周围地物的反差③增强了占图面面积大的灰度(地物)与周围地物的反差④减弱占图面面积大的灰度(地物)与周围地物的反差。4、 标准假彩色合成(如TM4、3、2合成)的卫星影像上大多数植被的颜色是①绿色②红色③蓝色。5、 图像边缘增强采用①低通滤波②高通滤波。6、 消弱图像噪声采用①低通滤波②高通滤波。7、 图像融合前必须先进行①图像配准②图像增强③图像分类。8、 图像融合①必须在相同分辨率图像间进行②只能在同一传感器的图像间进行③可在不同分辨率图像间进行④可在不同传感器的图像间进行⑤只限于遥感图像间进行⑥可在遥感图像和非遥感图像间进行。 问答题:10、 根据辐射传输方程,指出传感器接收的能量包含哪几方面,辐射误差及辐射误差纠正内容是什么,11、 简述遥感数字影像增强处理的目的,例举一种增强处理方法,说明其原理和步骤。12、 什么是遥感图像大气校正?为什么要进行遥感图像大气校正?请以多光谱扫描仪(MSS)资料为例,说明大气校正的原理和方法。13、 以美国陆地卫星TM图像的波段为例,分别说明遥感图像的真彩色合成与假彩色合成方案。与真彩色合成图像相比,假彩色合成图像在地物识别上有何优越性?14、 叙述美国陆地卫星ETM图像分辨率30米的5、4、3波段影像与分辨率15米的全色影像进行融合的步骤和方法。15、 说明以下直方图的影像特征。第七章 遥感图像判读名词解释:1、遥感图像判读 2、景物特征 3、判读标志 4、几何分辨率 5、辐射分辨率6、光谱分辨率 7、时间分辨率 8、波谱响应曲线 9、热阴影 10、冷阴影11、雷达盲区 12、角隅反射 13、体散射 14、影像几何特性 15、影像辐射特性16、 地物光谱特征 17、地物空间特征 18、地物时间特征填空题:1、遥感图像信息提取中使用的景物特征有 。2、遥感图像空间特征的判读标志主要有 等。3、传感器特性对判读标志影响最大的是 等。4、光谱分辨率根据 三项指标来判定。5、热红外图像上的亮度与地物的 和 有关, 比 影响更大。6、 侧视雷达图像上的亮度变化与 等有关。选择题:(单项或多项选择) 1、 遥感图像的几何分辨率指 ①象元相应地面的宽度 ②传感器瞬时视场内观察到地面的宽度 ③能根据光谱特征判读出地物性质的最小单元的地面宽度。2、 热红外图像是 ①接收地物反射的红外光成的像 ②接收地物发射的红外光成的像。3、 热红外图像上的亮度与地物的 ①反射率大小有关 ②发射率大小有关 ③反射太阳光中的红外光强度有关 ④温度高低有关。4、 侧视雷达图像垂直飞行方向的比例尺 ①离底点近的比例尺大 ②离底点远的比例尺大 ③比例尺不变。问答题:1、 遥感图像判读主要应用景物的哪些特征?2、 何为传感器的空间分辨率、辐射分辨率、光谱分辨率?3、 叙述TM多光谱图像的几何特征和辐射特征。4、 叙述地物光谱特性曲线与波谱响应曲线之间的关系和不同点?(可作图说明)5、 举例说明为什么多光谱图像比单波段图像能判读出更多的信息?6、 叙述热红外图像的几何特征和辐射特征。7、 叙述侧视雷达图像的几何特征和辐射特征。第八章 遥感图像自动识别分类名词解释:1、模式识别 2、遥感图像自动分类了 3、统计模式识别 4、结构模式识别5、光谱特征向量 6、特征空间 7、特征变换 8、特征选择 9、主分量变换10、哈达玛变换 11、穗帽变换 12、生物量指标变换 13、标准化距离14、类间离散度15、类间离散度16、类内离散度17、判别函数18、判别边界19、监督法分类20、非监督法分类21、条件概率22、先验概率23、后验概率24、贝叶斯判别规则25、马氏距离26、欧氏距离27、计程距离28、错分概率29、训练样区 30、最大似然法分类 31、最小距离法分类32、ISODATA法分类33、混淆矩阵填空题:1、遥感图像上的地物在特征空间聚类的一般特点是 等。2、特征变换在遥感图像分类中的作用是 。3、遥感图像特征变换的主要方法有 等。4、特征选择的目的是 。5、标准化距离的公式 。6、马氏距离公式 ,欧氏距离公式 ,计程距离公式 。7、最大似然法分类判别函数 。8、分类后处理主要包括 , 。选择题:(单项或多项选择)1、 同类地物在特征空间聚在①同一点上②同一个区域③不同区域。2、 同类地物在特征空间聚类呈①随机分布②近似正态分布③均匀分布。3、 标准化距离大可以说明①类间离散度大,类内离散度也大②类间离散度小,类内离散度大③类间离散度大,和/或类内离散度小④类间离散度小,类内离散度也小。4、 监督分类方法是①先分类后识别的方法②边学习边分类的方法③人工干预和监督下的分类方法。5、 两类地物的最大似然法分类判别边界在①两类地物分布概率相等处②两类地物均值的中值位置③其中一类地物分布概率的最大处。6、 ISODATA法分类的样区①尽量选在同一类别中②尽量包含所需识别的类别③类别是已知的④类别是未知的。问答题:1、 什么叫特征空间?地物在特征空间聚类有哪些特性?2、 作图并说明遥感影像主分量变换的原理和它在遥感中的主要作用。3、 叙述生物量指标变换的原理及其作用。4、 为什么要进行特征选择?列举几种特征选择的主要方法和原理。5、 叙述监督分类与非监督分类的区别。6、 叙述最大似然法分类原理及存在的缺点。7、 叙述最小距离法分类的原理和步骤。8、 叙述ISODATA法非监督分类的原理和步骤。9、 叙述图像增强中的平滑处理与分类后的平滑处理的异同点。10、述改善仅用光谱特征的统计模式识别自动分类的主要方法和基本原理。11、评价以下的混淆矩阵,并求出平均可信度和加权可信度。类 别 1 2 3 4 5 12345其它类 象元数 135 276 463 178 30512、根据下图中两类地物在一维特征空间中的分布,画出最大似然法、最小距离法的判别边界并分析和比较它们的错分概率。第九章 遥感技术的应用名词解释:1、卫星影像地图 2、DRG 3、DLG 4、GIS 5、同轨立体影像 6、邻轨立体影像 7、沙尘暴 8、海洋赤潮 9、地质构造 10、植被指数 11、森林立地条件12、臭氧空洞 13、土壤侵蚀 14、遥感考古 15、蓝冰填空题:1、 利用遥感图像修测地形图,修测的主要内容有 等。2、遥感图像制作影像图时控制点来源有 等。3、森林立地因子包括 等。4、多时遥感影像监测冰川流速的步骤是 等。选择题:(单项或多项选择) 1、 分辨率30米的TM影像,按规范要求的平面精度(图上),适合制作哪种比例尺的影像图 ①1:10000 ②1:100000 ③1:500000。2、 按规范要求的平面精度制作卫星影像图,选控制点用的地形图比例尺,应比影像图的比例尺 ①大一个等级 ②小一个等级。问答题:1、 举例说明制作不同比例尺卫星影像地图时怎样选择遥感图像?2、 叙述遥感监测南极冰川流速和流量的基本方法。3、 中国南方草场三级分类的内容是什么?TM影像可能提取出哪些信息?4、 叙述遥感调查中国南方草场资源的基本方法。5、 叙
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
题目:浅谈观赏植物与养生作用 摘要:观赏植物有释放物质的特性,许多植物中含有抗菌素和具抗病毒作用的化学物质,这些植物可以散发出很多气体,使植物中的化学物质通过这些气体扩散到空气中,进而通过人的呼吸系统或皮肤毛孔进入人体,起到防病、强身、益寿的作用。关键词:观赏植物、养生、花卉、空气净化、保健论文: 现代都市人生活在繁华的城市,城市环境越来越不能满足人类的健康,但人们对环境的要求越来越高,更强调构建适宜人们生活的花园型城市。科学研究证明,许多植物中含有抗菌素和具抗病毒作用的化学物质,有些植物还能挥发出有益的化学物质,通过人的呼吸系统及皮肤进入人体,起到防病、强身、益寿的作用,这些植物通称为保健型植物或药用植物。 保健型植物在城市绿化中主要有以下几种应用方式: 1、杀菌、利于防病空气中通常有近百种不同的细菌,大多是病原菌。有些植物能分泌挥发性物质,具有杀灭病菌和原生动物的作用。植物杀菌素是植物保护自身的天然免疫性因素之一。如悬铃木的叶子揉碎后,能在3分钟内杀死原生动物。2、净化空气植物对于改善大气环境来说,有两大作用:一是能吸收二氧化碳“:制造”氧气;二是能够吸收大气中的有害气体,净化空气。大部分植物都能不同程度地吸收大气中的有害气体,例如:1公顷成林柳杉,每天能吸收60公斤二氧化硫,阔叶树中的臭椿、夹竹桃、悬铃木、杨柳类、广玉兰、银杏、槭树、柳树和加拿大杨等树种吸收二氧化碳的能力还要大于针叶树,在城市绿化中经常采用的大叶黄杨、女贞和生长快速的泡桐、洋槐、桉树等具有较强的吸收氟的能力,城市绿化中常采用的大叶黄杨、女贞和生长快速的泡桐、洋槐、桉树等具有较强的吸收氟的能力,城市绿化中常见的小乔木合欢和紫荆、木槿都有吸收氯气的能力,香樟树和悬铃木等都有较好的吸收臭氧的作用。还有些植物能分泌出程度和种类不同的杀菌素,成为大气中有些细菌的天敌。此外,园林植物还能够吸取大气中存在的一些放射性物质,而这些放射性物质也是有害于人类的。因此人们称绿色植物是一种廉价的、多功能的空气净化器。3、嗅觉治疗嗅觉治疗主要通过植物散发的气体,引起人们嗅觉的不同感受,从而对周围人群产生不同的功效。该类植物由于具有花香且有观赏价值,长期以来受广大人民喜欢,可针对其不同气体对人体产生的不同功效进行种植应用。如荷花香使人心情平和,可以在寺庙、医院内及公园的湖边角隅处种植,制造宁静休养的空间;玫瑰花香使人爽朗愉快,适合在公共场所种植;茉莉花、玉兰花香使人轻松舒适,桂花香沁人心脾、使人减轻疲劳,均适宜在小区、医院、学校、公园及小游园配植。植物保健应用有着深厚的历史渊源。我国古代民间端午节用苍术、艾叶、菖蒲、白芷、芸香熏燃后预防疾病,效果比紫外线好。华佗用绸布制成香囊,内装麝香、丁香、檀香挂在室内可治疗肺痨、吐泻。实验证明,这些香料有抑菌作用。目前,俄罗斯、美国、日本已有香花医院。在香花医院里治疗不靠昂贵的设备和药物,靠的是四季开放的鲜花。医生让病人吸入一定剂量的花香气,以此作为治疗手段。日本东京开设的“原宿诊疗室”,这家诊疗室主要治疗因过度紧张引起的疾病。一间20m2的休息室阵阵花香袭人,令人舒畅,心情愉快,忘却烦恼。“香味”来自放置于角落的薰衣草。美国也有类似医院。芳香植物还能提高工作效率。如日本心理学家的测试,将特定芳香气味导入工作场所,结果发现香味能消除人的疲劳紧张,减少操作失误。薰衣草香气中工作的电脑操作人员,击键差错可减少20%。茉莉花香的效果更好,可使失误降低1/3。效果最好的柠檬香气,能减少一半差错。4、体疗积极地体育锻炼能促使和增强人类体质,从而防止各种疾病。这就是广义的体疗类保健生态群落形成的基础。清晨,面对绿色植物,自然清净、呼吸流畅,使许多练功打拳者逐步忘我大道“入境”的真正清净境界。而面对某些特定的植物进行呼吸,还有一定的医疗作用。练功时面对松树(罗汉松、雪松、马尾松、油松、云南松)呼吸,则有驱风湿、舒筋、通经等作用。对关节酸痛、转筋挛急、脚气瘘软等疾病有一定的疗效。为什么松树对呼吸有这样的好处?因为松能挥发胡萝卜素、维生素C及含有a-莰烯(a-camphene)的油。人类练功三节活动,九窍俱开,十二经奇八脉,气血循行。吸入这些物质能疏通经络,增强器官的生化功能,从而起到医疗作用。面对樟树练功有通窍、止疼、避秽等疗效,特别时能刺激胃部,使胃部舒适温暖。因为樟树枝叶均有樟脑味,每当春季开花其香更甚,樟树挥发油类含有多种有机物,这些挥发性物质能祛风湿、暖肠胃。对一些气喘病、高血压、动脉硬化性心脏病患者,则益在白果树前练功。白果是名贵药材,银杏叶含有双黄酮、山奈酚、芸香甙等成分。人类呼吸时会感到清香,有益心、敛肺、化湿、止泻的作用。长期在银杏下锻炼对凶闷心痛、心悸怔仲、痰喘咳嗽均有疗效。自上世纪70年代起,世界上出现了人类追求森林浴的热潮。美国、日本相继出出现森林医院。日本全国人口的60%的国民参加森林浴。他们研究了健康和森林的关系后,公认森林是有益于人体健康的三浴之一(海水、日光、森林)。德国提出了“森林对全民开放”,该国医疗界经过临床测试,得出森林浴后人体增强抗病能力,机能调整恢复。5、调剂精神生活园艺有助于调剂现代人的精神生活。鲜花的芳香,使人赏心悦目,情志调畅。居室里放上几盆花卉,或在庭院种植一些花草、盆景,可以丰富和美化家庭的环境,增添生活情趣,消除各种消极情绪。养花做盆景既是体力劳动锻炼,也是文化艺术修养的体现。研究证实,经常观赏盆景、鲜花,可使那些性情急躁的人变得温顺,心情不好的人变得爽朗愉快,消沉的人变得积极向上。一些老年孤独症患者,参加园艺劳动后,生活增添了乐趣,其寂寞和孤独感也减轻了许多。而且,人们在种花养草中,通过感受和体验这种高雅的娱乐和享受,可调节情绪,给精神上带来某种寄托和安慰。基于现有的园林保健植物研究,依据保健植物的生理习性(时效特征、空间特征、保健方式),以及植物和不同年龄段的人体健康的关系,把园林保健植物分为以下四种类型:(一)婴幼儿、青少年适宜型强身为主;提高对周围环境的免疫力,注重学习和娱乐,培养认知世界的能力,启发青少年思维(如天竺葵,可防止儿童染上疾病或中毒)。 (二)成年适宜型健身为主;提神醒脑、拓展思维,提高工作效率;工作减压,缓解疲劳(如梅花、白兰花、绿萝等,能帮助整天都在不停地做创造性的工作的脑力工作者人头脑清醒、思维明晰,自然清新的香味使紧张的神经得到缓解);(三)老年适宜型防病为主;注重减缓衰老、降血压、防止心老血管疾病的发生,延年益寿(樟树散发出的芳香型挥发油,能帮助老年人祛风湿、止痛;菊花、金银花的香味,可使患高血压的人血压下降);养生林园艺根据各类植物合理搭配,形成乔、灌、草,花、果、叶相结合的植物群落体系,达到融保健、科学、文化、艺术为一体的植物景观,以新观念、新方法建成具有良好保健型的生态药用植物别墅花园,为促进居民的身心健康发挥应有的生态环境效应。在我国,保健型园林的发展才刚刚起步,但已经受到越来越多的重视,全国各地正积极尝试、大胆探索,涌现出不少成功的范例。要使保健型植物在城市园林中更好地发挥作用,应用时要注意以下原则:(1)要从园林绿化的角度出发,掌握其核心是“绿”的原则。(2)处理好植物间竞争、共生、循环的关系。(3)注意植物喜阴好阳的习性,尽量让其形成有规律、有功能、错落有致、美观得体的园林群落。既充分展现出植物绿化、美化的园艺效果,又让其发挥植物的药用保健作用。(4)保健植物的功效是缓慢的,因此,要想起到明显的效果,必须达到一定的数量。(5)每种保健植物的功效是不一样,所以不要混在一起种植,否则反而影响其功效。园林绿地是城市重要的基础设施,是为城市发展和广大市民服务的。我国经济的飞速发展和城市化进程的加快,推动着城市园林的功能不断拓宽。保健型园林既可改善城市环境,又可使人民群众在园林环境中获得保健知识,提高自我保健能力,非常符合我国人口众多、医疗措施缺乏和资金紧张等特殊国情。因此,广泛开展保健型园林建设将具有广阔的发展前景。参考文献:1、 现代园艺 2011年第22期《浅谈城市保健型植物园的作用》2、百度文库《园林保健植物对人体的功能作用》网址: 3、于晔《生态景观与其植物配置的中和观》昆明理工大学学报, 2006年5月4、徐乃雄《城市绿地与环境》中国建材工业出版社 2001年9月正文(论文)部分3000字。希望采纳。
无土栽培 无土栽培是在植物矿质营养学研究的基础上发展起来的一门新兴科学技术.它不用天然土壤,完全用化学溶液(营养液)栽培植物。 一、无土栽培的发展简史 人类对植物矿质营养的探索,可以追溯到公元前600年亚里斯多德的时代,但是目前比较公认的,有关植物矿质营养研究的最早科学报告是1600年Belgion Jan Van Helmant发表的著名的柳树实验。19世纪中叶(1842) Wiegmen 和 Polsloff第一次用重蒸馏水和盐类成功地培养植物,并证明了水中溶解的盐类是植物生长的必需物质。但这一时期的最杰出的代表人物,应当认为是 Van Liebig(1803-1873),他证明了植物体中的碳来自空气中的CO2,H和O来自NH3、NO3-,其它一些矿质元素均来自土壤环境。他的工作彻底否定了当时流行的腐殖质营养理论,建立了矿质营养理论的雏型,他的理论也是现代”营养耕作”理论的先导。 1838年德国科学家斯鲁兰格尔,鉴定出来植物生长发育需要15种营养元素。1859年德国著名科学家Sachs和Knop,建立了直到今天还沿用的、用溶液培养来植物矿质营养的方法。在此基础上,逐步演变和发展而成为今天的无土栽培实用科学技术。 1920营养液的制备达到标准化,但这些都是在实验室内进行的试验,尚未应用于生产。1929年美国加利福尼亚大学的 教授,利用营养液成功地培育出一株高米的番茄,采收果实14公斤,引起人们极大的关注。被认为是无土栽培技术由试验转向实用化的开端。 1935年一些蔬菜和花卉种植者,在Gericke的指导下,进行了大规模的生产实践。首次把无土栽培发展到商业规模,面积最大的有公顷。同时美国中西部发展了一些砂培和砾培的技术,水培技术也很快传到欧洲、印度和日本等地。Gericke教授并把无土栽培定义为”Hydroponics ”(hydor是”水”的意思,ponics意为”放置”)。 第二次世界大战期间,水培在生产上起了相当作用。在Gericke教授指导下,泛美航空公司在太平洋中部荒芜的威克岛上种植蔬菜,用无土栽培技术,解决了航班乘客和部队服务人员吃新鲜蔬菜问题。以后英国农业部也对水培发生兴趣,1945年伦敦英国空军部队在伊拉克的哈巴尼亚和波斯湾的巴林群岛开始进行无土栽培,解决了吃菜靠飞机由巴勒斯坦空运的问题。以后在圭亚那、西印度群岛、中亚的不毛沙地上,科威特石油公司等单位,都运用无土栽培为他们的雇员生产新鲜蔬菜。 由于无土栽培在世界范围内的不断发展,1955年9月,在荷兰成立了国际无土栽培学会。当时只有一个工作组、成员12人。而到了1980年召开的第五届国际无土栽培会议时,会员人数已发展到45个国家的300人。据不完全统计,全世界目前关于无土栽培的研究机构,大约在130个以上。栽培面积也不断扩大,在新西兰,50%的番茄靠无土栽培生产。在意大利的园艺生产中,无土栽培占有20%的比重。在日本无土栽培生产的草莓占总产量的66%、青椒占52%、黄瓜占37%、番茄占27%、总面积已达500公顷。荷兰是无土栽培面积最大的国家,1986年统计已有2500公顷。目前无土栽培技术,已在全世界100多个国家应用发展。 我国无土栽培技术在研究应用起步较晚,但较原始的无土栽培技术却有悠久历史。生豆芽、种水仙早有记载(至晚在宋代就有),但较正规的科学研究和生产试验,则是近十几年的事。山东农业大学于1975年开始用蛭石栽培西瓜、黄瓜、番茄等,均获成功,1987年在胜利油田推广面积达6000平方米。无土育苗技术已在我国广泛运用,北京市朝阳区1987年,无土育苗的数量,已占总育苗数量的%。1985年在河北省农科院蔬菜研究所,召开了全国会议,成立了中国的无土栽培学组,并于1986、1987、召开了全国性的学术讨论会,出席者多达百人。1988年5月,中国首次出席了在荷兰召开的第七届国际无土栽培学会的年会,并在会上发表了论文,引起了很多国家的重视。 二、无土栽培的优点 无土栽培之所以能迅速在全世界范围内发展,是因为这种新的栽培技术与常规土壤比较有许多优点。 (一)产量高、品质好 无土栽培能充分发挥作物的生产潜力,与土壤栽培相比,产量可以成倍或几十倍地提高,如4-4-1所示。 上表说明土壤栽培不仅产量低,而且消耗水分很多。 北京农业大学园艺系在北京地区秋季进行大棚黄瓜无土栽培试验,自7月30日播种至9月14日,共计46天,浇水(营养液)共立方米。若进行土培,46天中至少浇水5-6次,需用50-60立方米的水,统计结果,节水率为%。节水效果非常明显,是发展节水型农业的有效措施之一。 无土栽培不但省水,而且省肥,一般统计认为土栽培养分损失比率约50%左右,我国农村由于科学施肥技术水分低,肥料利用率更低,仅30-40%,一半多的养分都损失了,在土壤中肥料溶解和被植物吸收利的过程很复杂,不仅有很多损失,而且各种营养元素的损失不同,使土壤溶液中各元素间很难维持平衡。而无土栽培中,作物所需要的各种营养元素,是人为配制成营养液施用的,不仅不会损失,而且保持平衡,根据作物种类以及同一作物的不同生育阶段,科学地供应养分,所以作物生长发育健壮,生长势强,增产潜力可充分发挥出来。 (三)清洁卫生 无土栽培施用的是无机肥料,没有臭味,也不需要堆肥场地。土栽培施有机肥,肥料分解发酵,产生臭味污染环境,还会使很多害虫的卵孳生,危害作物,无土栽培则不存在这些问题。尤其室内种花,更要求清洁卫生,一些高级旅馆或宾馆,过去施用有机花肥,污染环境,是个难以解决的问题,无土养花便迎刃而解。 (四)省力省工、易于管理 无土栽培不需要中耕、翻地、锄草等作业,省力省工。浇水追肥同时解决,由供液系统定时定量供给,管理十分方便。土培浇水时,要一个个地开和堵畦口,是一项劳动强度很大的作业,无土栽培则只需开启和关闭供液系统的阀门,大大减轻了劳动强度。一些发达国家,已进入微电脑控制时代,供液及营养液成分的调控,完全用计算机控制,几乎与工业生产的方式相似。 (五)避免土壤连作障碍 设施栽培中,土壤极少受自然雨水的淋溶,水分养分运动方向是自下而上。土壤水分蒸发和作物蒸腾,使土壤中的矿质元素由土壤下层移向表层,常年累月、年复一年,土壤表层积聚了很多盐分,对作物有危害作用。尤其是设施栽培中的温室栽培,一经建设好,就不易搬动,土壤盐分积聚后,以及多年栽培相同作物,造成土壤养分平衡,发生连作障碍,一直是个难以解决的问题。在万不得已情况下,只能用耗工费力的”客土”方法解决。而应用无土栽培后,特别是采用水培,则从根本上解决了此问题。土传病害也是设施栽培的难点,土壤消毒,不仅困难而且消耗大量能源,成本可观,且难以消毒彻底。若用药剂消毒既缺乏高效药品,同时药剂有害成分的残留还危害健康,污染环境。无土栽培则是避免或从根本上杜绝土传病害的有效方法。 (六)不受地区限制、充分利用空间 无土栽培使作物彻底脱离了土壤环境,因而也就摆脱了土地的约束。耕地被认为是有限的、最宝贵的、又是不可再生的自然资源,尤其对一些耕地缺乏的地区和国家,无土栽培就更有特殊意义。无土栽培进入生领域后,地球上许多沙漠、荒原或难以耕种的地区,都可采用无土栽培方法加以利用。例如在中东和墨西哥,人们在海滨沙滩上建立起了很多塑料温室,与海水淡化系统相结合,采用无土栽培技术,生产新鲜蔬菜,成为沙漠中的绿洲,这为解决地球上许多贫瘠地区人民生活的困难,带来了福音。 此外,无土栽培还不受空间限制,可以利用城市楼房的平面屋顶种菜种花,无形中扩大了栽培面积。据1986年的卫星测定,北京市就有平面屋顶16000多亩,如果充分利用起来,可以产生很大的经济效益和社会效益。 (七)有利于实现农业现代化 无土栽培使农业生产摆脱了自然环境的制约,可以按照人的意志进行生产,所以是一种受控农业的生产方式。较大程度地按数量化指标进行耕作,有利于实现机械化、自动化,从而逐步走向工业化的生产方式。目前在奥地利、荷兰、苏联、美国、日本等都有水培”工厂”,是现代化农业的标志。我国航空工业进出口公司,曾在1986年引进了日本的无土栽培设备,也建立了一座小型的水增工厂,参观学习的人络绎不绝,反映出人们对这一新技术的兴趣。 三、无土栽培的类型和方式 无土栽培的方式方法多种多样,不同国家、不同地区由于科学技术发达水平不同,当地资源条件不同,自然环境也千差万别,所以采用的无土栽培类型和方式方法各异。 目前比较普遍的分类方法,是根据作物根系的固定方法来区分。大体上可以分为无基质(也称介质)栽培和有基质栽培两大类(表4-4-3)。 (一)水培 水培是指植物根系直接与营养液接触,不用基质的栽培方法。最早的水培是将植物根系浸入营养液中生长,这种方式会出现缺O2现象,影响根系呼吸,严重时造成料根死亡。为了解决供O2 问题,英国Cooper在1973年提出了营养液膜法的水培方式,简称”NFT”(Nutrient Film Technique)。它的原理是使一层很薄的营养液(-1厘米)层,不断循环流经作物根系,既保证不断供给作物水分和养分,又不断供给根系新鲜O2。NFT法栽培作物,灌溉技术大大简化,不必每天计算作物需水量,营养元素均衡供给。根系与土壤隔离,可避免各种土传病害,也无需进行土壤消毒。 (二)雾(气)培 又称气增或雾气培。它是将营养液压缩成气雾状而直接喷到作物的根系上,根系悬挂于容器的空间内部。通常是用聚丙烯泡沫塑料板,其上按一定距离钻孔,于孔中栽培作物。两块泡沫板斜搭成三角形,形成空间,供液管道在三角形空间内通过,向悬垂下来的根系上喷雾。一般每间隔2-3分钟喷雾几秒钟,营养液循环利用,同时保证作物根系有充足的氧气。但此方法设备费用太高,需要消耗大量电能,且不能停电,没有缓冲的余地,目前还只限于科学研究应用,未进行大面积生产。 (三)基质栽培 基质栽培是无土栽培中推广面积最大的一种方式。它是将作物的根系固定在有机或无机的基质中,通过滴灌或细流灌溉的方法,供给作物营养液。栽培基质可以装入塑料袋内,或铺于栽培沟或槽内。基质栽培的营养液是不循环的,称为开路系统,这可以避免病害通过营养液的循环而传播。 基质栽培缓冲能力强,不存在水分、养分与供O2之间的矛盾,且设备较水增和雾培简单,甚至可不需要动力,所以投资少、成本低,生产中普遍采用。从我国现状出发,基质栽培是最有现实意义的一种方式。 欧洲许多国家目前应用较多的基质是岩棉(rockwool),它是由60%的辉绿岩,20%石灰石和20%的焦碳混合后,在1600℃的高温下煅烧熔化,再喷成直径为毫米的纤维,而后冷却压成板块或各种形状。岩棉的优点是可形成系列产品(岩棉栓、块、板等),使用搬运方便,并可进行消毒后多次使用。但是使用几年后就不能再利用,废岩棉的处理比较困难,在使用岩棉栽培面积最大的荷兰,已形成公害。所以,日本现在有些人主张开发利用有机基质,使用后可翻入土壤中做肥料而不污染环境。 四、无土栽培技术要点 不论采用何种类型的无土栽培,几个最基本的环节必须掌握,无土栽培时营养液必须溶解在水中,然后供给植物根系。基质栽培时,营养液浇在基质中,而后被作物根系吸收。所以对水质、营养液和所用的基质的理化性状,必须有所了解。 (一)水质 水质与营养液的配制有密切关系。水质标准的主要指标是电导度(EC),pH值和有害物质含量是否超标。 电导度(EC)是溶液含盐浓度的指标,通常用毫西门子(mS)表示。各种作物耐盐性不同,耐盐性强的(EC=10mS)如甜菜、菠菜、甘蓝类。耐盐中等(EC=4mS),如黄瓜、菜豆、甜椒等。无土栽培对水质要求严格,尤其是水培,因为它不象土栽培具有缓冲能力,所以许多元素含量都比土壤栽培允许的浓度标准低,否则就会发生毒害,一些农田用水不一定适合无土栽培,收集雨水做无土栽培,是很好的方法。无土栽培的水,pH值不要太高或太低,因为一般作物对营养液pH值的要求从中性为好,如果水质本身pH值偏低,就要用酸或碱进行调整,既浪费药品又费时费工。 (二)营养液 营养液是无土栽培的关键,不同作物要求不同的营养液配方。目前世界上发表的配方很多,但大同小异,因为最初的配方本源于对土壤浸提液的化学成分分析。营养液配方中,差别最大的是其中氮和钾的比例。表4-4-4介绍了从50年代到80年代不同科学家所采用的配方,可供参考。 配制营养液要考虑到化学试剂的纯度和成本,生产上可以使用化肥以降低成本。配制的方法是先配出母液(原源),再进行稀释,可以节省容器便于保存。需将含钙的物质单独盛在一容器内,使用时将母液稀释后再与含钙物质的稀释液相混合,尽量避免形成沉淀。营养液的pH值要经过测定,必须调整到适于作物生育的PH值范围,水增时尤其要注意pH值的调整,以免发生毒害。 (三)基质的理化性状 用于无土栽培的基质种类很多,已在表4-4-3中列举,可供参考。可根据当地基质来源,因地制宜地加以选择,尽量选用原料丰富易得、价格低廉、理化性状好的材料做为无土栽培的基质。无土栽培对基质的要求是: 1.具有一定大小的固形物质。这会影响基质是否具有良好的物理性状。基质颗粒大小会影响容量。孔隙度、空气和水的含量。按着粒径大小可分为五级、即:1毫米;1-5毫米;5-10毫米;10-20毫米;20-50毫米。可以根据栽培作物种类、根系生长特点、当地资状况加以选择。 2.具有良好的物理性质。基质必须疏松,保水保肥又透气。南京农业大学吴志行等研究认为,对蔬菜作物比较理想的基质,其粒径最好以毫米,总孔隙度>55%,容重为克•厘米-3,空气容积为25-30%,基质的水气比为1:4。 3.具有稳定的化学性状,本身不含有害成分,不使营养液发生变化。基质的化学性状主要指以下几方面: PH值:反应基质的酸碱度,非常重要。它会影响营养液的pH值及成分变化。PH=6-7被认为是理想的基质。 电导度(EC):反映已经电离的盐类溶液浓度,直接影响营养液的成分和作物根系对各种元素的吸收。 缓冲能力:反映基对肥料迅速改变pH值的缓冲能力,要求缓冲能力越强越好。 盐基代换量:是指在pH=7时测定的可替换的阳离子含量。一般有机机质如树皮、锯未、草炭等可代换的物质多;无机基质中蛭石可代换物质较多,而其它惰性基质则可代换物质就很少。 4.要求基质取材方便,来源广泛,价格低廉。浙江农科院园艺研究所选用南方农村广 为存在的砻糠灰(农村家庭饭用的燃料废渣),做无土栽培基质,栽培番茄,效果良好,大幅度降低了成本。 在无土栽培中,基质的作用是固定和支持作物;吸附营养液;增强根系的透气性。基质是十分重要的材料,直接关系栽培的成败。基质栽培时,一定要按上述几个方面严格选择。北京农业大学园艺系通过1986-1987年的试验研究,在黄瓜基质栽培时,营养液与基质之间存在着显著的交互作用,互为影响又互相补充。所以水培时的营养液配方,在基质栽培时,特别是使用有机基质时,会受基质本身元素成分含量、可代换程度等等因素的影响,而使配方的栽培效果发生变化,这是应当加以考虑的问题,不能生搬硬套。 (四)供液系统 无土栽培供液方式很多,有营养液膜(NFT)灌溉法、漫灌法、双壁管式灌溉系统、滴灌系统、虹吸法、喷雾法和人工浇灌等。归纳起来可以分为循环水(闭路系统)和非循环水(开路系统)两大类。目前生产中应用较多的是营养液膜法和滴灌法。 1. 营养液膜法(NET) (1)备三个母液贮液灌(槽)。一个盛硝酸钙母液,一个盛其它营养元素的母液,另一个盛磷酸或硝酸,用以调节营养液的pH。 (2)贮液槽。贮存稀释后的营养液,用泵将其液由栽培床高的一端的送入,由低的一端回流。液槽大小与栽培面积有关,一般1000平方米要求贮液槽容量为4-5吨。贮液槽的另一个作用就是回收由回流管路流回的营养液。 (3)过滤装置。在营养液的进水口和出水口要求安装过滤器,以保证营养液清洁,不会造成供液系统堵塞。 2. 滴灌系统的灌溉方法 (1)备两个浓缩的营养液罐,存放母液。一个液罐中含有钙元素,另一个是不含钙的其它元素。 (2)浓酸罐。用业调节营养液的PH。 (3)贮液槽。用来盛按要求稀释好的营养液。一般300-400平方米的面积,贮液槽的容积1-吨即可。贮液槽的高度与供液距离有关,只要高于1米,就可供30-40米的距离。如果用泵抽,则贮液槽高度不受限制。甚至可在地下设置。 (4)管路系统。用各种直径的黑色塑料管,不能用白色,以避免藻类的孳生。 (5)滴头。固定在作物根际附近的供液装置,常用的有孔口式滴头和线性发丝管。孔口式滴头在低压供液系统中流量不太均匀,发丝管比较均匀。但共同的问题是易堵塞,所以在贮液槽的进出口处,也必须安装过滤器,滤出杂质。 五、无土栽培前景展望 从历史上来看,农业文明标志,就是人类对作物生长发育的干预和控制程度。实践证明,对作物地上部分的环境条件的控制,比较容易做到,但对地下部分的控制(根系的控制),在常规土培条件下很困难的。无土栽培技术的出现,使人类获得了包括无机营养条件在内的,对作物生长全部环境条件进行精密控制的能力,从而使得农业生产有可能彻底摆脱自然条件的制约,完全按照人的愿望,向着自动化、机械化和工厂化的生产方式发展。这将会使农作物的产量得以几倍、几十倍甚至成百倍地增长。 从资源的角度看,耕地是一种极为宝贵的、不可再生的资源。由于无土栽培可以将许多不可耕地加以开发利用,所以使得不能再生的耕地资源得到了扩展和补充,这对于缓和及解决地球上日益严重的耕地问题,有着深远的意义。无土栽培不但可使地球上许多荒漠变成绿洲,而且在不久的将来,海洋、太空也将成为新的开发利用领域。美国已将无土栽培列为国该国本世纪要发展的十大高技术交流会上,就是关于宇宙空间植物栽培的研究报告,那只能是无土栽培。因而无土栽培技术在日本,已被许多科学家做为研究”宇宙农场”的有力手段,人们称为太空时代的农业,已经不再是不可思议的问题。 水资源的问题,也是世界上日益严重地威胁人类的生存发展的大问题。不仅在干旱地区,就是在发达的人口稠密的大城市,水资源紧缺也越来越突出。随着人口的不断增长,各种水资源被超量开采,某些地区已近枯竭。所以控制农业用水是节水的措施之一,而无土栽培,避免了水分大量的渗漏和流失,使得难以再生的水资源得到补偿。它必将成为节水型农业、旱区农业的必由之路。 诚然,无土栽培技术在走向实用化的进程中也存在不少问题。突出的问题是成本高、一次性投资大;同时还要求较高的管理水平,管理人员必须具备一定的科学知识,这也不是任何地方都能做到的。 从理论上讲,进一步研究矿质营养状况的生理指标,减少管理上的盲目性,也是有待解决的问题。此外,无土栽培中的病虫防治,基质和营养液的消毒,废弃基质的处理等等,也需进一步研究解决。 无土栽培在我国刚刚起步,还未广泛用于生产,特别是设施条件,供液系统工程本身,还未形成专门生产行业。由于种种因素限制,使得栽培技术与农业工程技术还不能协调同步,致使无土栽培技术在我国发展的速度,不如发达国家那样迅速。但是随着科学技术的发展、提高,更重要的是这项新技术本身固有的种种优越性,已向人们显示了无限广阔的发展前景。
完全可以找找个领域的(植物学研究)等书籍啊,
菊科植物菊科是比较年青而进化程度较高的一个大科。虽然出现在地球上的时间较晚,但由于该科植物在形态结构上先进,对环境适应能力强,使这个年青的科在较短的时间内,不论在种的数量上还是分布范围上,均跃居世界种子植物之冠。许多植物分类专家和系统演化专家都一致认为它在被子植物(尤其是双子叶植物)系统演化中的地位,发展到了最高阶段。菊科植物的绝大部分属、种的营养体都是草本,木本者甚少,仅占本科植物种数的。从进化角度看,草本植物以种子或地下器官(根、根茎、块茎、球茎等)度过环境的不良时期,比木本植物适应性强,因而较木本植物进化。菊科植物除少数种类(如百日草、鬼针草)为对生叶外,多为互生单叶。1.菊科植物繁殖器官的特点是头状花序。头状花序是由许多无柄小花(或仅有一朵花)密集着生于花序轴的顶部,聚成头状。外形酷似一朵大花,实为由多花(或一朵)组成的花序。一般再由许多头状花序组成圆锥花序、伞房花序等。漏芦属的头状花序小,只包含一朵花,由许多小的头状花序又组成较大的复头状花序。头状花序的最外面,包有总苞,一般为绿色,叶状,它的功能无疑是在头状花序未开放之前,包在外面起保护作用。但本科中许多属、种的总苞,特化成具有特殊用途的器官,如蜡菊的总苞变成膜质,并有鲜艳的色彩,用它吸引昆虫;牛蒡、苍术及苍耳等的总苞变成钩刺,腺梗菊、豨莶等的总苞上具粘质的腺毛,可利用动物来传播果实、种子。由许多小花集成头状花序,这就使本来不太明显的每个小花集在一起,显得较大而醒目,尤其当某些属、种花序边缘的舌状花开放后,使花序变得更大、更醒目,以利于招引更多的昆虫。有些属、种的头状花序中,各小花之间有了明确的分工,如向日葵,花序边缘的舌状花是不能结实的无性花,中间的管状花既能产生花粉,又能结果实,是两性花,而金盏菊与之不同,边缘的舌状花是能结实的雌花,而中间的管状花全是只能产花粉而不能结实的雄花。2.头状花序上每朵花的结构,简要概括有如下几点:萼片变成冠毛,花瓣5枚连合,雄蕊聚药、子房2心皮下位。但各属、种之间差异很大,简化或特化现象很普遍。萼片:萼片是保护器官,尤其在花蕾时期。菊科的头状花序外围有总苞统一保护,所以萼片失去了它原有的作用,有些种类特化成为果实顶端刺状、毛状或片状的“冠毛”,成为果实种子的传播器官,如蒲公英、鸦葱等具毛状冠毛,可借风力使果实到处飘扬。又如鬼针草,冠毛变成刺状,可使果实附着于动物身体上,借以传播。花瓣:5枚,互相连合成管状或舌状。从进化角度看,合瓣花是后出性状,要比离瓣花进化。若花瓣的基部连合成较长的管,顶端五个花瓣呈辐射对称排列的,叫管状花,如向日葵花序中央的小花。若花瓣基部连合成较短的管,五个花瓣连合成为片状,两侧对称,向一侧伸展的叫作舌状花,花瓣顶端五个齿,表明该舌状花是由五枚花瓣连合而成。如蒲公英的花。有的种类花瓣基部连合成较长的管,但花瓣五枚形成唇形,分上下二唇,往往有的只发育一个唇,另一个唇退化,形成假舌状花,如金盏菊和向日葵花序外围的小花。在花冠管的基部,有环形的蜜腺,可分泌花蜜贮存在管的基部。雄蕊:5枚,花丝互相分离而花药边缘互相连合形成空筒形,即聚药雄蕊。每当花药成熟时,将花粉粒撒在聚药雄蕊的“筒”中,待雌蕊花柱生长时,将它们“推”出筒外。有些种类花药的基部特化成“尾”状,其功用是保护花瓣管基部的蜜腺和花蜜,免遭灰尘或雨水的侵蚀。在每个花药的顶端有突出的“药隔”,在雄蕊未成熟时,此五个药隔互相靠合形成一个“盖子”,封住花药管的口部,起防护作用。雌蕊:子房下位,二心皮构成,一室,一枚倒生胚珠,基底着生。花柱一条,伸于花药管中,顶端柱头2裂,但在雌蕊尚未成熟时,柱头不张开。在花柱上部,常生有一圈毛,叫“扫粉毛”,每当花柱发育而伸长的过程中,此“扫粉毛”即可将雄蕊花药“撒”在花药管中的花粉粒“推”出,便于来访的昆虫携带。菊科植物花一般都是雄蕊先熟,花柱伸长过程中将花粉粒“推”出后,顶端的柱头再张开来接受其它花传来的花粉。这是避免自花传粉的适应。但是,一旦柱头上没接受到其他花传来的花粉,即异花传粉遭到失败,也无妨,柱头可以下弯,将“授粉面”接触到自己的花柱上,沾上自花产生的花粉粒,完成自花授粉。3.菊科的果实是不开裂的干果,果皮致密,其中只含有一粒种子,一般认为是瘦果。但它来源于二心皮,并且是子房下位形成的,这与由一心皮形成的子房上位的瘦果有所不同,严格说起来应叫“菊果”或“连萼瘦果”(Cypsela)。菊科植物大多数花序较大而鲜艳,适于虫媒传粉,但另外有些属、种的花并不鲜艳,例如蒿属(Artemisia)、苍耳属(Xanthium)及豚草属(Ambrosia)等,它们的花序很小,黄绿色,很不鲜艳。这些植物是由虫媒特化成风媒的一个类型。苍耳属植物是雌雄同株,异花,雄花序较小,还保留扁平的头状花序,花期很短,花谢后即脱落,往往不被人们注意到。雌花序(即所谓的“苍子”)的花序轴(托)木质化,外有许多钩刺,其中包有两朵雌花,每朵雌花只剩下一个子房和二裂的花柱,成熟时整个花序脱落。向日葵在我国各地广为种植,取材容易,而且花序及花都较大,便于观察,下面将它的各部器官作一简述,供教学参考。向日葵是原产北美洲的一年生大型草本油料作物,种子含油量~52%。高2~4米,大型的心脏形叶,互生。头状花序单生于茎顶,一般直径30厘米,大的可达60厘米。头状花序的花序轴(托)扁平,其中充满白色海绵状的填充物(薄壁细胞)。花序边缘围有3~4层绿色的总苞。最外圈的花为鲜黄色的“舌状花”(边花),中央为黄褐色的管状花(盘花)。舌状花(边花)(见图c)是不育性的无性花,功能就是吸引昆虫来访,帮助传粉。花瓣基部连合成短管,花瓣上部扁平、伸展,由三枚花瓣连合而成,另外两枚花瓣退化,所以有人称它为“假舌状花”。子房三角柱状,内无胚珠,花柱和雄蕊皆退化,不复存在。萼片退化成膜质的“冠毛”,一般三枚,分别着生在子房三个角的顶端。子房基部无明显的苞片。管状花(盘花)(见图B)的五枚花瓣基部连合成管状,上部五个齿,辐射对称。在花瓣管的下部膨大成球形,上生纤毛,其作用有二:1.膨大的空腔内贮花蜜供来访的昆虫采食。2.膨大的部分彼此靠得紧密,填充了花冠管之间的空隙,防止雨水、灰尘或长吻昆虫伤害下面的子房。萼片退化成膜质三角形的小薄片,着生在扁平子房的两个上角,已无明显的作用,果实成熟时脱落。雄蕊的花药黑褐色,连合成管,药隔三角形,黄褐色。雌蕊的子房下位,未成熟时白色,壁薄而软,待成熟后,果皮变硬而具黑色花纹。每个子房的基部都有一枚膜质的苞片包住子房,白色,顶端有三个裂齿,当果实成熟脱落时,此苞片仍存留在扁平的花序轴上。菊科植物依据头状花序内花的形态及乳汁的有无可分为两个亚科12个族。划分标准即:管状花亚科(Asteroideae)植物体不含乳汁,头状花序皆为管状花或至少花序中的盘花为管状花。包括11个族,大多数菊科植物都属于此亚科。应当说明的是我们日常栽培的菊花(Dendranthema morifolium)虽花序中央的盘花似舌状,那是长期人工选择的结果,它无乳汁应归于本亚科。蒿属、向日葵等,也都属于本亚科。舌状花亚科(Cichorioideae)植物体含乳汁,头状花序上皆为舌状花。只包含一个族。蒲公英、莴苣、苣荬菜等都属于本亚科。菊科植物与人类生活关系较为密切。其中有许多著名的观赏花卉如菊花、大丽菊、万寿菊、金盏菊、翠菊、蜡菊、大波斯菊(秋英)、瓜叶菊、雏菊等。日常食用的蔬菜有莴苣、茼蒿(北京称蒿子秆),菊芋(姜不辣),生菜等。药用种类较多如除虫菊、红花、牛蒡、蛔蒿(花序中产驱蛔虫有效成分——山道年)、苍术、泽兰、大蓟等。可提取芳香油的植物有艾纳香(Blumeabalsamifera),蒸馏后提取的挥发性物质即冰片,黄花蒿(Artemisia annua)全草可提取芳香油。橡胶草(Taraxacum kok-saghyz)是北方较寒冷地区的草本橡胶资源植物,苏联曾大量栽培。对人类生活有害的植物如蒿属某些种,专门生长在农田中,是庄稼的大敌。豚草属一些种的花粉对某些人易产生过敏反应。
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
通过对杭州等地城巾绿地中多年生花卉的调查,发现多年生花卉在应用上存在着种类少、分布范围窄、景观质量差等问题,这与多年生花卉的观赏期长、观赏性高、适应性强、自然分布广等优点形成了强烈反差.要实现植物造景中科学性与艺术性的和谐,必须开展多年生花卉的引种、驯化推广上作,积极做好多年生花卉在杭物造景中的应用 园林植物造景有它的科学性和艺术性[1]所谓科学性,是植物造景中“师法自然”的过程;所谓艺术性,是植物造景后“高法自然”的景观效果.在现代城ICJ园林绿化中,件遍存在着不币视多年生花卉在植物造景中的作用,形成植物造景中“师法自然’,过程中的一个缺陷.本文通过对杭州等地植物造景中多年生花卉应用状况的调查与分析,从多年生花卉几与其他植物、多年生花卉与其生长的环境条件的关系入手,研究了多年生花卉在植物造景中的各种表现,从而为多年生花卉走进城市绿地提供理论依据.1多年生花卉的特点 多年生花卉有狭义与)‘广义之分,狭义的多年生花卉是指有观赏价值的多年生草本植物,如芍(Paeonia lactif lora)、鸢尾(I ristectorum )、大花美人蕉(Canna generalis)、石蒜(Lycoris radiata)等.)‘广义的多年生花卉是指有观赏价值的多年生植物,包括多年生草本、木本地被植物、花灌木、开花乔木以及盆景等,如麦冬类(L iriop a sp.)沿阶草类((O p h iop og on sp.)、景天类((S ed um sp.)等地被植物;梅花(P runusmume)、木兰(M agnolia lilif lora)、山茶(Cam ellia japonica)、月季(R osa ch inens is )等乔木及花灌木类.本文中多年生花卉时指的是狭义概念 多年生花卉几因其地下部分的形态不同,可分为宿根花卉和球根花卉.它与其它花尹l几植物相比具有突出的特点:①一次种植,多年观赏;②因植株体相对矮小,适用于花坛、花境、花丛、花带及地被中;③装饰作用强,观赏价值高;④应性强;⑤管理简便,投入少[3]2多年生花卉在植物造景中的应用现状应用现状 从浙江省现有城市绿地情况的调查来,多年生花卉在植物造景中的应用明显落后十其他类植物.以绿化水平较高的杭州为例,多年生花卉在城市园林绿地的应用状况表现出以卜几个特点:①种类单调,常用种类稀少.常见有:沿阶草(Ophiopogon japonicas)、葱兰((Zeghy ran-thes cancl icla)、红花醉浆草(Oxalis corymbosa)、莺尾(Iris tectorum )、石蒜(L ycoris racliata).芭蕉(M usa basjoo )、大花美人蕉( Cannag ene ra l is )、睡莲(N ym p haea tetrag ona )、荷花(N elum bo nucif era)等;②分布范围窄,数量少�6�1从调查结果石,多年生花卉分布相对集中的地方有杭州植物园、杭州花囤、花港观鱼和浙江大学等,能形成一定规模与景观效果的不多,大多呈零星点缀,③布置多见草坪边缘、大树下的树穴、风景林下、路边花境中,多呈疏稀凌乱状,景观效果一般.2: 2原因分析 形成以上多年生花卉应用不景气现状的原因有很多,归纳起来,主要表现为以下几点:①认为花卉应是室内栽培、存放在室内观赏的-类植物,因此对十在露地引种驯化多年生花卉考虑不多,造成在植物造景中的应用不够;②花卉是令为花坛、花境应用设计一的植物材料,所以在调查中多年生花仅出现在花坛、花境中的机会多,在其他场合中明显较少;③由于多种原因,绿化设计者泪前只能进行一般水平的设计,创新意识不够,更主要原因是目前的绿化设计人员,大多数对园林植物各方的知识了解不多,对多年生花卉的了解更少.3多年生花卉的选择与在园林造景中的应用 从浙江省植物资源来石,维管束植物有231科1 367属3 878种.分别占全国的65. 9%, 4Q 9%和14. 2%,植物种类丰富.多年生花卉也相当普遍,主要分布在蕨类植物( Pteridophyte )、单子叶植物(Monocotyled oneae)和双子叶植物((Dicoty ledoneae)的部分科属中�6�131多年生花卉的选择3. 1. 1按对生态因子的要求进行选择多年生花卉对生态因子有一定的要求和适应能力,故可根据不同的光、水分、土壤等立地条件选择相适应的多年生花卉在树林下、建筑物北面等以散射光为主的地方应选择耐荫性多年生花卉,如紫萼(H osta ventricosa)、吉祥草(Reineckia carnea )、自芨(B letilla striata)、白穗(Speirantha garclenii)、石韦(Py rrosia lingua). 一叶兰(aspid istra elatior)等;在空旷地或路边应选择喜阳性的多年生花卉,如葱兰(Zeghyranthes canclicla)、大花美人蕉(C。二。g enera l is) .沿阶草(Ophiopogon japonicas)、秋牡丹(A nem one j ap on ica )、铁线莲( C lan a tisf lorida)、一枝黄花((Soliclago clecurrens).丛生福禄考(Phlox subulata)、花叶芦竹(A ru nd od onax var. vericolor)、大丽花(D ahlid p innata)等;在水体环境中应选择水生多年生花卉,如芦苇(Phragm ites australis)、香蒲(Typha angusta-to )、荷花(N elum bo nucif era)、睡莲(N ym p haeatetrag ona )、千屈菜(L y thrum salicaria)、萍蓬(N uphar pum ilum)、黄葛蒲(Iris pseuclacorus)、石葛蒲(A co ru s gramineus)等;在岩石园里应选择多年生岩生花卉,如秋牡丹(neurone japoni-ca)、华南龙胆(Gentiana alg icla)、白头翁(Palsatilla chinensis)、垂盆草(S ed umsarm entosum)、日本景天(S ed um japonica)、虎耳草((Saxif ragastolonif era)、紫花地丁(V iOLa phILIppICa)等�6�13. 1. 2按应用的功能进行选择多年生花卉可以作花坛布置、花境装饰、林下地被、学一地点缀、花带等造景使用这些不同的应用方式对多年生花卉的要求也不一样.如花坛要求多选用植株低矮、生长整齐、花期集中、株丛紧密而花色或叶色艳历的多年生花卉,如韭莲(Zeg衍ranthes g rand if lora)、沿阶草(Ophio-pogon japonicas)、郁金香(Tulipa gesnriana )、风信子(H yacinthus orientalis).剪秋罗(L y chnissenno)、宿根福禄考(Phlox paniculata)等;花境则要求多年生花卉富有变化、丰富多彩,在形态上可以高低错落,花期可以有先有后,种类上可以多种组合,景观上注重调和与对比,管理维护上又要比较省工省钱.可选种类如丛生福禄考(Phlox subulata)、鸢尾(1ris tectorum)、野菊(D end ranthan a indicum)、芍药(Paeonia lactiflora)等;林下地被要求耐荫性多年生花卉,如万年青(Rohdea japonica).蕨类植物( P to rid op h y te)、吉祥草(R a ineck is ca rhea )等;作篱垣和棚架则要求蔓性多年生花卉,如铁线莲}C lan atia f lorida)等;做花带可选株丛紧密、花期整齐,花期长的多年生花卉,如水仙(N arcissus甲.)、萱草(H em erocallis f ulva)、菊花(D end ranthema moriflium)、剪夏罗(Lychniscoronata)等.3. 2多年生花卉在造景中的应用3. 2: 1形成令类花园对观赏性较高的多年生花卉,根据其生长特性与艺术要求,可形成专类花园,如芍药园、水生植物园、莺尾园、岩石园�6�1室内花园等。3. 2与建筑、道路、水体的搭配多年生花卉与建筑的协调关系,主要体现在建筑的门、窗、墙、角隅等方面,建筑的线条比较硬,而多年生花卉的线条则比较柔和和活泼.通过多年生花卉的应用,可大大提高建筑与环境之间的协调关系,增添建筑的美感.建筑物旁可种植石韦(Py rrosia sp.)、鸢尾(I ris)、书带草(沿阶草)(Ophiopogon japonicas)等�6�1道路的植物造景人们往往很重视,随着现代社会经济的发展,道路的等级越来越高,对道路两旁的绿带景观建设也要求越来越高,这给多年生花卉的应用提供了极好的机会.可选种类有石蒜(L y coris sp. )、葱兰((Zeghy ranthescand ida)、红花酢浆草(Oxalis corymbosa)、萱草-(H an erocallis f ulva)、沿阶草(Ophiopogonjaponicas)等�6�1在道路植物造景中,使用多年花卉,具有视线开阔、装饰效果强等特点. 园林水体给人以明净、清澈、近人、开怀的感受.综观园林水体,不外乎湖、池等静态水景及河、溪、涧、瀑、泉等动态水景.多年生花卉对水体的造景作用,不仅可以增添水空间的层次,还可以丰富水空间的色彩.在具体应用过程中,应充分考虑多年生水生花卉的生态习性要求,选择适宜的水位深度栽植.如荷花(N elumbo nucif era)、睡莲(N ym p haeaterag ona)、黄葛蒲(Iris pseudacorus)的适宜水深30-100 cm;萍蓬草(N up ha r p um ilum蒲(Acorns calam us)适宜水深在10- 30cm、花菖蒲(I ris kaempferi)、石葛蒲(A cornsgramineus)适宜水深10 cm以下.3. 2: 3与其它植物材料的配植多年生花卉是植物材料中的一个组成部分,它与其它植物有密切的关系.多年生花卉相对比较矮小,所以与其它植物特别是木本植物相配植时,用作地被较多,但也可在林缘或空旷地、学一地上作主景材料使用.通过配植多年生花尹I几可起到丰富植物景观的层次结构,增加植物物候景观变化等作用,从而有效地提高了植物造景的艺术效果.4小结4 1多年生花卉是自然植被中的植物类群之 一,有其存在的内在规律,所以在植物造景时不应被忽视.4 2多年生花卉的质地、形态、观赏特性等具有一定的独特性,所以在植物造景的应用中常起着其它类植物无法替代的景观效果.4 3多年生花卉有适应性强、植株体较矮小、观赏性高等特点,通过艺术配植,可形成观赏价值较高的植物景观.4 4加强多年生花卉的引种、驯化等工作,可为多年生花卉在植物造景中的应用提供更多更好的植物材料.
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关于园艺技术论文篇二 关于园艺绿化设计浅论 摘 要:园林建设成为了近年来建筑中发展较快的项目。园林的景观设计作为园林工程建设的核心内容,需要有良好的技术及管理理念做支撑,另外其养护工作在园林的使用中也相当重要。只有利用高技术建设出的园林,并用细致的养护工作进行后期的保护,才能保证园林的良好使用效果。 关键词:园艺绿化;绿化设计 中图分类号: TU986 文献标识码: A 引言 景观园艺绿化工程对城市人们的日常休闲生活有很大的影响,是人们休闲活动的重要场所之一,加强景观园林施工设计和养护管理有十分重要的意义。在进行景观原理设计时,要坚持以人为本的最初设计理念,遵守大自然的生态法则,因地制宜,同时在景观园林施工过程中,要将施工和养护管理有机的结合起来,从而有效地提高景观园林工程的社会效益和经济效益。 一、园艺绿化管理存在的问题 1、园艺绿化认识不够 目前,在园艺绿化中,城市发展对园艺绿化认识不够,对环境造成了一定影响,使得园艺绿化管理受到严重阻碍,导致我国经济效益增长受到极大影响。在城市发展规划中,园艺绿化的作用没有得到有关部门的重视,导致园艺绿化建设与城市建设出现不协调现象,给园艺绿化管理带来许多困难。例如,工业厂房修建中,绿化面积非常小,使厂区环境得不到有效改善,导致园艺绿化管理得不到有效实施,致使城市环境变得更加恶劣。 2、园艺绿化管理法制不健全 我国园艺绿化管理中,由于园艺绿化概念是近几年提出的新型建设理念,导致园艺绿化管理法制不健全,在法律上得不到有效保护和支持。在实践过程中,执法人员不严格按照规则制度执行,出现了有法不依、以罚代法等现象,使园艺绿化管理失效,导致园艺绿化质量得不到提高,达不到促进经济持续发展的目的。 3、园艺绿化机制不完善 由于受传统观念影响,园艺绿化管理机制存在不完善问题,园艺绿化管理不统一、不协调等情况,使园艺绿化管理水平得不到提高,严重阻碍了园艺绿化管理的规范化发展。在园艺绿化管理过程中,没有严格的考核制度和责任制,使工作人员存在懒惰心理和侥幸心理,在实际工作中,不能有效制止乱砍乱伐、绿化面积侵占等现象,致使园艺绿化建设达不到预期成效。 4、园艺绿化规划不合理 现代化建设中,由于对园艺绿化概念缺乏深刻认识、管理机制不完善、专业技术人员较少等原因,导致园艺绿化出现规划不合理现象,给城市绿化建设带来严重影响。在园艺绿化中,经常出现盲目扩大草坪、种植单一品种和绿化面积过小等情况,使园艺绿化达不到预期的目的,给园艺绿化管理带来许多麻烦和困难,严重影响园艺绿化的经济效益。 二、园艺绿化的景观设计策略 1、按照环境效益配置植物 植物对环境及土壤具有很大的影响,不同的植物对环境的效益不同,对土壤中的同一污染物的作用及土壤、水体的净化能力也不相同,因此,植物的功能对景观设计具有很大的作用,必须足够重视。在城市园林建设中,在对植物的种类选择之后,再选择不同的配置方式,使植物不仅发挥出美化环境的作用,而且在改善环境污染方面也发挥出其良好的作用。 2、将绿化养护工作贯穿于园林建设的整个过程 园艺绿化中,当然离不开绿色植被,因此需要严格保证树木植被的成活率,使其达到良好的绿化效果。还需要保证所栽树木充分的水分供应,需要对植物起挖、运输、种植过程中减少根系受伤及树冠失水,对其树冠进行及时的修剪、浇灌等。对树木进行浇灌时,要采取适当的遮阴 措施 及有效的喷洒技术,不但要保证树木都受到了良好的水分供应,而且需要保证尽量减少水分的蒸发,从而减少由此对树木产生的危害。而且,在种植完毕之后,还要浇透定植水,确保树木根系与泥土的牢固结合,保证根系的恢复。 3、园艺绿化中植物配置方案 (1)多树多花少草,空间利用多元化。因其近年来城市园艺绿化大力提倡,但在绿化之中却是大面积种植草坪,虽然绿化面积提升上去,但由于草地的单一化,街边统一的行道树使得空间太过于单一与单调,因其要在适宜的土地上,多种植多种类型,多种花色与景观作用的花草树木。 (2)植物色彩趋向多元化。在拥有多种类型的花草树木的基础上,在在许多园艺绿化较好的城市,种植与季节转换,呈现出绚丽多姿的色彩的植物,使得不像之前的单一单调化,不仅缺乏色彩的多样性,还会使人感到视觉疲劳。 (3)植物功能多元化。作为一个植物独有的功能,便是能以天然的方式,对周边生态起着调节平衡的功能,比如植物具有观赏、遮阳、防尘、隔音、净化空气和保持水土等诸多功能,因其,在选取植物种类上,不仅重视植物的观赏功能,更要适当考虑植物对周边生态的调节平衡作用。 (4)突出层次性、秩序性。在绿化配置的初期,应当合理种植,在考虑规划密度合适的前提上,更要考虑到今后数年,乃至数十年后植物的生长,不求完美,但求合理。 (5)利用植物的化感作用。植物的化感作用指的是植物在分泌代谢过程中向体外产生的化学物质,对其他植物产生直接或间接的影响。植物的化感作用是植物群落演绎的重要内在因素,植物群落的种类组成受植物的化感作用影响,在构建稳定园林植物群落具有重要意义。研究者根据观察和实验分析,已经对一些植物因为化感作用引起的生长不良做出了结论。如:薄荷、月季分泌的芳香物质对邻近花卉的生长有抑制作用;松树和接骨木栽植在一起会抑制松树生长;丁香与铃兰一起引起丁香萎蔫。植物的化感作用对形成稳定的园林植物群落有重要意义。探索植物之间相互促进或相互抑制的化感效应仍然是我们努力的方向。 4、构建群落的复层结构 群落(生物群落)是指生活在一定的自然区域内,相互之间具有直接或间接关系的各种生物的总和。在一个稳定的群落中,各种群对群落的时空条件、资源利用等方面都趋于互相补充而不是直接竞争,系统越复杂其稳定性越高,自我恢复能力越强。同时,良好的人工植物群落有利于吸引鸟类栖息,能给人们带来优美的视觉感受和悠扬的听觉享受。不同的植物对光照具有不同的适应能力,根据植物对光需要的差异,可以形成不同的植物层次。这种情况下植物群落对光的利用处于较高状态,竞争关系较小,植物群落较稳定。园林设计者必须了解各种植物对光的需求情况,合理进行植物配置。如广州兰圃公园的植物分为5个层次,上层植物包括小叶榕、棕榈和粉箪竹等;中层植物包括荔枝和棕竹等;下层植物包括龟背竹等;地被植物层包括卷柏和冷水花等;藤本植物层包括合果芋和瓜子金等。复层群落创建可以保证植物生长良好,并且景观层次丰富。 5、将绿化养护工作贯穿于园林建设的整个过程 园艺绿化中,当然离不开绿色植被,因此需要严格保证树木植被的成活率,使其达到良好的绿化效果。还需要保证所栽树木充分的水分供应,需要对植物起挖、运输、种植过程中减少根系受伤及树冠失水,对其树冠进行及时的修剪、浇灌等。对树木进行浇灌时,要采取适当的遮阴措施及有效的喷洒技术,不但要保证树木都受到了良好的水分供应,而且需要保证尽量减少水分的蒸发,从而减少由此对树木产生的危害。而且,在种植完毕之后,还要浇透定植水,确保树木根系与泥土的牢固结合,保证根系的恢复。 结束语 随着人们生活水平的提高,景观园林工程已经成为城市建设的重要组成部分,在进行园林工程设计时,要坚持以人为本,因地制宜的设计观念,将园林工程的施工和养护有机的结合起来,从而有效地提高景观园林的社会效益和经济效益。 参考文献 [1]李帅远,任莹.超对景观园林工程施工与养护技术的探讨[J].大科技,2012,(16):125-126. [2]尹小艳,张丽.关于城市园艺绿化的几点思考[J].现代园艺,2011(13). [3]王明荣,宋国防.生态园林设计中植物的配置[J].中国园林,2011(5):86-88. 看了“关于园艺技术论文”的人还看: 1. 关于园艺技术论文 2. 关于园艺技术论文(2) 3. 大专园艺技术论文 4. 浅谈园林工程技术论文 5. 大专园艺技术论文(2)
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植物在生长过程中,如果适当的添加一些科学技术,对于植物的健康成长是有一定的帮助的。下文是我为大家整理的关于植物生长的科学论文,希望能对大家有所帮助。
摘要:在长期的进化过程中,植物通过体内水分平衡即根系吸收水和叶片蒸腾水之间的平衡来适应周围的水环境。不同的水体对于水生植物的影响不尽相同,本文通过水体与水生植物的发展过程,分析了不同水体对水生植物的生长的影响。
关键词:水体;水生植物;水位;波浪;生长;影响
1水体与水生植物
概念
水体指的是液态和固态水体所覆盖的地球空间。水圈中的水上界可达大气对流层顶部,下界至深层地下水的下限。包括大气中的水汽、地表水、土壤水、地下水和生物体内的水。各种水体参加大小水循环,不断交换水量和热量。水圈中大部分水以液态形式储存于海洋、河流、湖泊、水库、沼泽及土壤中;部分水以固态形式存在于极地的广大冰原、冰川、积雪和冻土中;水汽主要存在于大气中。三者常通过热量交换而部分相互转化。
水生植物一般指能在水中生长的植物。水生植物主要分为挺水植物、浮叶植物、漂浮植物和沉水植物四大类,有时把一些水缘植物和喜湿植物也划归水生植物。水生植物具有保存生物多样性、净化水质、美化水景和固坡护岸的作用。
水体和水生植被的发展阶段
描述水生植被演替系列多通过植物群落的空间排列顺序(生态系列)来推断时间演替系列。水体沿岸带有沉水植物群落、挺水植物群落和湿生植物群落,它们代表了淡水水生植物群落演替的不同阶段。水生植被的演替以植被优势种的演替为代表。水生境中的原生演替是从藻类开始,路径是:藻类→沉水植被→浮叶植被→挺水植被→湿生植被→陆生植被,最终结局是水生植物和水体消失。逆向演替也称为退化,表现为其演替方向与原生演替相反。演替的结果是植被结构趋于简化,生物多样性下降。
任何水体一经产生就开始了在物理、化学和生物因子等方面的相互作用,早期环境因子起主导作用,到后期生物因子又占主导作用。同一生活型的不同水生植物可能是水体和水生植被不同发展阶段的代表性种类。例如,沉水植物苦草和竹叶眼子菜是水体发展早期的优势种,适宜水位波动大的环境,它们呈稀疏分布,群落生物量低。当水位逐步稳定后,水生植物的优势种可能更替为微齿眼子菜、黑藻和穗花狐尾藻等,水底密闭起来,群落生物量增加。
2水体水位对水生植物的影响
在自然生境中,水位很少保持不变,面对这种动态条件,植物通常会产生形态可塑性以及改变地下生物量和地上生物量的分配方式确保生存。对于整个群落而言,水位变动产生的影响也很显著。
植物形态的改变
以无性繁殖为主的水生植物,尤其是具有较遗传延展性的个体,能够通过改变植物本身的形态来适应水深在时空上较大的变化。如在深水里,蓖齿眼子菜的生活型从原来的毛刷型变为聚合型。这是有利的,能够增强植物的功能。各种生活型植物对于水深的变动呈现不同的形态。挺水植物对水位梯度的形态改变,主要包括生长形态、繁殖和生物量分配模式的改变。形态方面,主要包括叶柄伸长、异型叶的产生,茎长、茎数、茎直径、匍匐茎直径和匍匐茎等级的改变。如芦苇幼苗在淹没状态下其节间距会增长。这种增长有2个可能的机制,由于向周围水体释放的截短而导致乙烯浓度升高的或是由于溶氧减少导致乙烯产生增高的一种协调。在淹没期间,部分淹水植物所有的被淹没的叶子都会衰老,只有末端的叶子会偶尔幸存。繁殖的变化主要包括花期、花序长度、花瓣宽度以及繁殖器官干重等的改变。如芦苇在水位下降后其种子有很高的萌发率。浮叶根生植物改变的形态主要表现在叶和花。如水位上升,浮叶植物荇菜的叶柄迅速伸长,但是支撑叶片的叶柄和茎变得更脆弱。浮叶植物菱有相对发达的根系统,在一定范围内的水位变动下,菱仍能固定在底泥中,而且幼叶能通过叶柄的伸长维持在表面。水位的升高导致花以及芽苞被水淹,无法形成种子,水位降低并不会影响花和果实的产生。沉水植物的也很显著,如苦草在深水中具有较高的株高,叶更长更薄,因为在光强较弱的深水中合成单位干物质需要更多叶面积去获得光资源。而在水较浅时,光强太大会抑制其生长,叶子变成紫红色来调节对所需光资源的摄取。
植物数量的增加
水位对植物产生的另一个显著影响是改变其数量。对于不同生活型的植物而言,水深影响其生物量的机理是不一样的。水深直接地影响挺水植物群落的数量,通过减小光照强度间接地影响沉水植物群落数量。对于同 种植 物,水位的变动能改变地下数量和地上数量的分配比例。挺水植物随着水位的增加,茎重在整株数量中的比例上升,地下部分比例就会降低,分配到根和根状茎的数量降低,在风浪的作用下更容易被连根拔起。
植物物种的多样性
在沿岸带,通常水生植物生物多样性很高,其原因之一是水位波动使得沿岸带一直处于干扰状态。根据中度干扰法则,适度的干扰有利于物种多样性的提高。水位波动引起湿地种子库的再生也是重要原因,而且这种作用与洪涝和干旱发生的频率以及持续时间相关。水位的短期变动和长期变动,特别是水位下降,通过建立和破坏低多样性集群的外来物种入侵,从而影响物种多样性。水位下降是多种植物成功萌发和存活的先决条件,为适应浅水生活的物种建立创造了机会,也能支持新的外来物种的成功入侵。水位下降会阻止优势种控制整个群落,从而增加物种多样性。然而,在高水位条件下,很多湿地植物种的根茎萌发受抑制,降低了物种的多样性;如莱茵河畔在河流低泄量期间,夏季特大洪水会引起水生植物物种多样性减少。可见高水位和低水位对物种多样性的影响是不同的,相对于高水位,低水位的作用更显著而且有利。
3波浪形态的水体对水生植物的影响
江、河、湖岸浪蚀是这些水体顺向演替的自然过程,浪蚀淤积也是影响这些水体寿命的重要因素。在自然界随着水体的演替,岸坡趋缓并沉积土壤,为水生植物的生存繁衍创造了条件,植物的生长减缓了水岸的侵蚀,是演替的阻力,但植物体的腐烂沉积、水中有机质含量的大幅度提高,丰富了水体营养,提高了水体生物量,从这个角度说水生植物对整个水体的演替是有贡献的。
商住区和公共绿地内部的小水系一般来说范围小、禁航、水流缓慢,对岸线冲刷、侵蚀较小,对水生植物的种植生长影响不大。江河湖泊等水体由于风浪、船形波或水流急速冲刷给水生植物的种植、生存带来很大困难。如风浪和船形波将会直接或通过堤岸反射,强烈地直接拍打或摇动植物体,从而使植物叶片破碎、茎被折断,甚至植物体被连根拔起,影响植物的生长甚或导致其死亡。
4沼泽地对水生植物的影响
沼泽是指地表过湿或有薄层常年或季节性积水,土壤水分几达饱和,生长有喜湿性和喜水性沼生植物的地段。由于沼泽地土壤水多、缺氧,故沼生植物有发达的通气组织,有不定根和特殊的繁殖能力。沼泽可生长的水生植物很多,如萱草、泽泻、慈菇、海芋、花菖蒲、千屈菜、梭鱼草、小婆婆纳等。沼泽植被以挺水植物为主,多属于莎草科、禾本科及藓类和少数木本植物。
5结束语
水生植物具有观赏、净化以及生物多样性高的特点。水生植物及其环境是许多鸟类、鱼类和其他动物的栖息地和繁殖场所,在生物多样性保护方面具有重要意义。另一方面,水生植物及其环境又是一种脆弱的生态系统,易受到人类活动的影响。水体与水生植物关系也随着人类的活动影响,变得互动起来,水体的污染问题在水生植物的作用下也得到了很好的解决。
摘 要: 植物生长三维动画已经越来越广泛地应用在各个领域,如城市规划、影视娱乐、 广告 宣传等。对植物生长三维动画的研究内容、演示方式、动画特点进行归纳与概括。从软件技术的角度对植物生长三维动画的表现形式、研究现状、关键技术、制作 方法 、适用对象、优缺点进行研究、分析和比较,对该领域未来的发展趋势进行了展望。为有效推进植物数字可视化建设和提高动画创作效率提供参考。
关键词: 三维技术; 植物; 生长; 动画
0 引言
植物是大自然的重要组成部分,随着计算机三维动画技术的发展,植物生长三维动画被广泛应用于 教育 、科研、遥感、游戏、数字影视等众多领域。
1 植物生长三维动画的生长方式
经过大量的理论和实证研究, 总结 了植物生长三维动画方式,主要有以下几种。
⑴ 破土而出式
植物最初是生长在暗地里的一颗种子,慢慢破土而出,拔节而长,枝繁叶茂,开花结果。这类生长动画便于演示植物动态的生长过程,营造出生命和希望爆发的活力。
⑵ 藤蔓伸展式
不少影视作品和建筑艺术动画中都能看到藤蔓植物慢慢伸展,绝强地依附攀援,增加场景生机和活力的景象。除了绿化的作用,这类动画给人以在逆境中不屈服,顽强展示生命力和活力之意。
⑶ 层叠上升式
层叠上升式比较符合林木类植物的生长规律。植物按照一定的层次从地面节节往上拉升,叶子、花、果等则以粒子形态般急剧增长,就像地面赋予无穷无尽的生命力和活力一样,给人以强烈的视觉冲击和神奇的创意享受。
⑷ 迷幻障眼式
迷幻障眼式是植物生长中比较虚幻、神化的方式,好比变 魔术 ,往往借助于强烈光效、迷幻烟雾等效果来实现,光效、烟雾之后植物出现在面前。
图1 植物生长三维动画方式
2 植物生长三维动画关键技术
植物生长三维动画有许多方法。3ds max、MAYA等三维软件都带有植物模型,粒子系统也能实现植物生长动画效果。但是三维软件自带的植物模型种类较少,粒子系统又难以实现较为真实、自然的生长动画效果。植物插件的出现,能有效解决动画效果和创作效率上的问题,成为三维动画创作的热门工具。下面就几款主要的植物插件进行分析和比较,以助于提高应用者的动画创作效率。
Ivy Generator和Guruware Ivy插件
Ivy Generator是德国康斯坦茨大学开发的一款藤本三维软件,主要用于模拟以攀爬为主的藤本或草本植物的生长。通过对生长参数的调节,可随机生成不同形态的藤本植物模型。其特点是不需要应用复杂的植物生长机理模型,侧重于计算机图形学,迅速生成逼真的植物模型,追求基于视觉效果的真实性[1]。但Ivy Generator不能直接实现植物生长动画,只有将模型输出成OBJ和MLT材质物体,再导入3ds max等三维软件中制作动画效果。该插件的系统耗用较大,不适合表现大规模的植物场景[2]。
Guruware Ivy是Ivy Generator的改进版本。Guruware Ivy使用更方便,功能亦有增强,通过为Age(藤蔓年龄)属性设置关键帧可以轻松实现藤蔓生长、攀爬的动画效果[3]。
XFrog
XFrog是德国Greenworks公司开发的三维植物软件,可实现植物的直观交互建模和生长模拟。XFrog所有的树叶、枝干、花朵等都采用实物扫描,使得模型更加真实,开放的光年系统和层级的表现方式,使其操作性更简便,可控性更强[4]。XFrog在植物生长模拟过程中,通过关键帧动画实现,有两种方法。①起始和结束关键帧为同一关键帧。可以保证模型拥有相同的拓扑结构,生成动画较为平滑。但应尽量减少直接修改植物参数的操作,否则会大大降低动画的真实感。②起始和结束关键帧为不同关键帧。可以把起始关键帧的模型细化,缺点是XFrog插补的部分较多,不如第一种方法的动画效果平滑自然[5]。 GrowFX
GrowFX是俄罗斯Exlevel公司基于3ds max平台开发的一款植物插件,可创建参数化的树木、花草及其他植物模型,自由创建风力和生长动画效果,前提是要有GrowFX调节出来的未塌陷的文件[6]。GrowFX除了可使用官方的植物库资源,还有灵活的自由度。通过植物年龄、生长方向、风效、动画效果等随机参数的调节,快捷得到植物的其他形态。
Vue
Vue是一个专业的CG景观设计工具套组,可以制作出逼真的自然环境,还可以和3ds max等三维软件套用。Vue可以在现有植物库基础上进行再加工和改造,容易产生新的植物形态和物种,根据用户实际需要自由形成植物生长、形态变化等动画效果。Vue操作简便、场景表现逼真。云计算的建模方式、快速的渲染时间等特点,使得它特别适合表现自然空间大场景,主要用于中、远景表现[7-8]。
T-Gen插件
T-Gen是第一个完全整合进SoftImage|XSI的植物生成插件,拥有强大的灵活性和无穷的可能性。可以使用几乎所有XSI工具对其产生的植物模型、材质、层级结构做进一步修改。T-Gen各类参数几乎都可用于设置动画效果,强大的优化工具使其在植物生长动画方面有着快速、高效的优势。
SpeedTree、TreeStorm和Forest Pack Pro
SpeedTree、TreeStorm和Forest Pack Pro都是目前在建筑漫游动画和园林设计中比较常用的植物插件,拥有强大的植物库,模型真实感强,绘制效率高,支持植物动力学,可模拟风吹植物动画效果,分别适宜表现中近景和大片的远景植物[9-10]。但它们没有植物生长动画功能,凭借丰富的软件开发接口可以和3ds max等三维软件结合使用,以实现植物生长动画效果。
3 结束语
植物生长三维动画将缓慢的植物生长过程动态化、形象化展现。本文所介绍的几种植物三维生长动画关键技术,因各自不同的特点和优势,在表现一些大型的自然场景中,往往需要把多种方式相结合。
由于植物结构复杂,表面细节丰富,使其无论在三维建模、动态模拟方面都存在较大难度,以下问题有待进一步深入研究:①当前主要实现单株植物的三维模拟,缺乏对于大规模植物生长动画场景的模拟研究;②植物形态受到光照、风力、温度等自然环境因素影响,对更为复杂、逼真的植物生长交互模拟将是未来的一个重要研究方向。
参考文献:
[1] 王海,林杉,黄心渊.植物生成软件的评价和比较[J].计算机仿真,:177-180
[2] 王媛等.An ivy Generator三维藤本植物建模技术应用研究[J].安徽农业科学,(08):3196-3197
[3] 孙楠.藤蔓可以这么“种”出来――Groupware Ivy插件牛刀小试[J].现代电视技术,:127-129
[4] 胡逊之.面向树木 科普知识 的三维游戏设计[D].北京林业大学,:27-28
[5] 王忠芝,胡逊之,伍艳莲,梁敬东.基于XFrog的树木建模及生长模拟[J].北京林业大学学报,:64-68
[6] Grow FX定制树[EB/OL].[2012-10-29
[7] 于淼,杨立新.基于Vue软件的景观场景表现技术的应用研究[J].中国园艺文摘,:94
[8] 贾勇,于淼.VUE软件在园林设计应用中的构成要素分析[J].中国园艺文摘,:116-117
[9] 赵塘滨.基于3ds max的自然场景制作技术[J].美术学刊,:57-58
[10] 刘颖,罗岱,黄心渊.基于OSG的SpeedTree植物模型绘制研究[J].计算机工程与设计,:2406-2407
菊科植物菊科是比较年青而进化程度较高的一个大科。虽然出现在地球上的时间较晚,但由于该科植物在形态结构上先进,对环境适应能力强,使这个年青的科在较短的时间内,不论在种的数量上还是分布范围上,均跃居世界种子植物之冠。许多植物分类专家和系统演化专家都一致认为它在被子植物(尤其是双子叶植物)系统演化中的地位,发展到了最高阶段。菊科植物的绝大部分属、种的营养体都是草本,木本者甚少,仅占本科植物种数的。从进化角度看,草本植物以种子或地下器官(根、根茎、块茎、球茎等)度过环境的不良时期,比木本植物适应性强,因而较木本植物进化。菊科植物除少数种类(如百日草、鬼针草)为对生叶外,多为互生单叶。1.菊科植物繁殖器官的特点是头状花序。头状花序是由许多无柄小花(或仅有一朵花)密集着生于花序轴的顶部,聚成头状。外形酷似一朵大花,实为由多花(或一朵)组成的花序。一般再由许多头状花序组成圆锥花序、伞房花序等。漏芦属的头状花序小,只包含一朵花,由许多小的头状花序又组成较大的复头状花序。头状花序的最外面,包有总苞,一般为绿色,叶状,它的功能无疑是在头状花序未开放之前,包在外面起保护作用。但本科中许多属、种的总苞,特化成具有特殊用途的器官,如蜡菊的总苞变成膜质,并有鲜艳的色彩,用它吸引昆虫;牛蒡、苍术及苍耳等的总苞变成钩刺,腺梗菊、豨莶等的总苞上具粘质的腺毛,可利用动物来传播果实、种子。由许多小花集成头状花序,这就使本来不太明显的每个小花集在一起,显得较大而醒目,尤其当某些属、种花序边缘的舌状花开放后,使花序变得更大、更醒目,以利于招引更多的昆虫。有些属、种的头状花序中,各小花之间有了明确的分工,如向日葵,花序边缘的舌状花是不能结实的无性花,中间的管状花既能产生花粉,又能结果实,是两性花,而金盏菊与之不同,边缘的舌状花是能结实的雌花,而中间的管状花全是只能产花粉而不能结实的雄花。2.头状花序上每朵花的结构,简要概括有如下几点:萼片变成冠毛,花瓣5枚连合,雄蕊聚药、子房2心皮下位。但各属、种之间差异很大,简化或特化现象很普遍。萼片:萼片是保护器官,尤其在花蕾时期。菊科的头状花序外围有总苞统一保护,所以萼片失去了它原有的作用,有些种类特化成为果实顶端刺状、毛状或片状的“冠毛”,成为果实种子的传播器官,如蒲公英、鸦葱等具毛状冠毛,可借风力使果实到处飘扬。又如鬼针草,冠毛变成刺状,可使果实附着于动物身体上,借以传播。花瓣:5枚,互相连合成管状或舌状。从进化角度看,合瓣花是后出性状,要比离瓣花进化。若花瓣的基部连合成较长的管,顶端五个花瓣呈辐射对称排列的,叫管状花,如向日葵花序中央的小花。若花瓣基部连合成较短的管,五个花瓣连合成为片状,两侧对称,向一侧伸展的叫作舌状花,花瓣顶端五个齿,表明该舌状花是由五枚花瓣连合而成。如蒲公英的花。有的种类花瓣基部连合成较长的管,但花瓣五枚形成唇形,分上下二唇,往往有的只发育一个唇,另一个唇退化,形成假舌状花,如金盏菊和向日葵花序外围的小花。在花冠管的基部,有环形的蜜腺,可分泌花蜜贮存在管的基部。雄蕊:5枚,花丝互相分离而花药边缘互相连合形成空筒形,即聚药雄蕊。每当花药成熟时,将花粉粒撒在聚药雄蕊的“筒”中,待雌蕊花柱生长时,将它们“推”出筒外。有些种类花药的基部特化成“尾”状,其功用是保护花瓣管基部的蜜腺和花蜜,免遭灰尘或雨水的侵蚀。在每个花药的顶端有突出的“药隔”,在雄蕊未成熟时,此五个药隔互相靠合形成一个“盖子”,封住花药管的口部,起防护作用。雌蕊:子房下位,二心皮构成,一室,一枚倒生胚珠,基底着生。花柱一条,伸于花药管中,顶端柱头2裂,但在雌蕊尚未成熟时,柱头不张开。在花柱上部,常生有一圈毛,叫“扫粉毛”,每当花柱发育而伸长的过程中,此“扫粉毛”即可将雄蕊花药“撒”在花药管中的花粉粒“推”出,便于来访的昆虫携带。菊科植物花一般都是雄蕊先熟,花柱伸长过程中将花粉粒“推”出后,顶端的柱头再张开来接受其它花传来的花粉。这是避免自花传粉的适应。但是,一旦柱头上没接受到其他花传来的花粉,即异花传粉遭到失败,也无妨,柱头可以下弯,将“授粉面”接触到自己的花柱上,沾上自花产生的花粉粒,完成自花授粉。3.菊科的果实是不开裂的干果,果皮致密,其中只含有一粒种子,一般认为是瘦果。但它来源于二心皮,并且是子房下位形成的,这与由一心皮形成的子房上位的瘦果有所不同,严格说起来应叫“菊果”或“连萼瘦果”(Cypsela)。菊科植物大多数花序较大而鲜艳,适于虫媒传粉,但另外有些属、种的花并不鲜艳,例如蒿属(Artemisia)、苍耳属(Xanthium)及豚草属(Ambrosia)等,它们的花序很小,黄绿色,很不鲜艳。这些植物是由虫媒特化成风媒的一个类型。苍耳属植物是雌雄同株,异花,雄花序较小,还保留扁平的头状花序,花期很短,花谢后即脱落,往往不被人们注意到。雌花序(即所谓的“苍子”)的花序轴(托)木质化,外有许多钩刺,其中包有两朵雌花,每朵雌花只剩下一个子房和二裂的花柱,成熟时整个花序脱落。向日葵在我国各地广为种植,取材容易,而且花序及花都较大,便于观察,下面将它的各部器官作一简述,供教学参考。向日葵是原产北美洲的一年生大型草本油料作物,种子含油量~52%。高2~4米,大型的心脏形叶,互生。头状花序单生于茎顶,一般直径30厘米,大的可达60厘米。头状花序的花序轴(托)扁平,其中充满白色海绵状的填充物(薄壁细胞)。花序边缘围有3~4层绿色的总苞。最外圈的花为鲜黄色的“舌状花”(边花),中央为黄褐色的管状花(盘花)。舌状花(边花)(见图c)是不育性的无性花,功能就是吸引昆虫来访,帮助传粉。花瓣基部连合成短管,花瓣上部扁平、伸展,由三枚花瓣连合而成,另外两枚花瓣退化,所以有人称它为“假舌状花”。子房三角柱状,内无胚珠,花柱和雄蕊皆退化,不复存在。萼片退化成膜质的“冠毛”,一般三枚,分别着生在子房三个角的顶端。子房基部无明显的苞片。管状花(盘花)(见图B)的五枚花瓣基部连合成管状,上部五个齿,辐射对称。在花瓣管的下部膨大成球形,上生纤毛,其作用有二:1.膨大的空腔内贮花蜜供来访的昆虫采食。2.膨大的部分彼此靠得紧密,填充了花冠管之间的空隙,防止雨水、灰尘或长吻昆虫伤害下面的子房。萼片退化成膜质三角形的小薄片,着生在扁平子房的两个上角,已无明显的作用,果实成熟时脱落。雄蕊的花药黑褐色,连合成管,药隔三角形,黄褐色。雌蕊的子房下位,未成熟时白色,壁薄而软,待成熟后,果皮变硬而具黑色花纹。每个子房的基部都有一枚膜质的苞片包住子房,白色,顶端有三个裂齿,当果实成熟脱落时,此苞片仍存留在扁平的花序轴上。菊科植物依据头状花序内花的形态及乳汁的有无可分为两个亚科12个族。划分标准即:管状花亚科(Asteroideae)植物体不含乳汁,头状花序皆为管状花或至少花序中的盘花为管状花。包括11个族,大多数菊科植物都属于此亚科。应当说明的是我们日常栽培的菊花(Dendranthema morifolium)虽花序中央的盘花似舌状,那是长期人工选择的结果,它无乳汁应归于本亚科。蒿属、向日葵等,也都属于本亚科。舌状花亚科(Cichorioideae)植物体含乳汁,头状花序上皆为舌状花。只包含一个族。蒲公英、莴苣、苣荬菜等都属于本亚科。菊科植物与人类生活关系较为密切。其中有许多著名的观赏花卉如菊花、大丽菊、万寿菊、金盏菊、翠菊、蜡菊、大波斯菊(秋英)、瓜叶菊、雏菊等。日常食用的蔬菜有莴苣、茼蒿(北京称蒿子秆),菊芋(姜不辣),生菜等。药用种类较多如除虫菊、红花、牛蒡、蛔蒿(花序中产驱蛔虫有效成分——山道年)、苍术、泽兰、大蓟等。可提取芳香油的植物有艾纳香(Blumeabalsamifera),蒸馏后提取的挥发性物质即冰片,黄花蒿(Artemisia annua)全草可提取芳香油。橡胶草(Taraxacum kok-saghyz)是北方较寒冷地区的草本橡胶资源植物,苏联曾大量栽培。对人类生活有害的植物如蒿属某些种,专门生长在农田中,是庄稼的大敌。豚草属一些种的花粉对某些人易产生过敏反应。
植物是生命的主要形态之一,包含了如树木、灌木、藤类、青草、蕨类、及绿藻、地衣等熟悉的生物。下面是由我整理的关于植物的科学论文,谢谢你的阅读。
关于植物检疫问题的思考
摘 要:植物检疫是防止检疫性有害生物传播蔓延、保护农业生产安全的主要措施,也是保护农产品贸易顺利进行的前提。本文分析了植物检疫及其积极意义,并针对存在的问题提出了对策建议。
关键词:植物检疫;林业;可持续发展
为了保护一个国家或地区林业的生产、生态系统的安全以及其可持续发展,极有必要对植物及其产品采取的一系列旨在防止危险性有害生物传播和定殖的综合性管理措施,植物检疫就是其中的重要一环。
一、植物检疫的定义与内涵
***一***植物检疫的定义
植物检疫是指为了保护一个国家或地区林业生产和生态系统的安全,由法定的专门机构,依据有关的法规,对植物及其产品在流通前、流通中和到达新的种植或使用地点后所采取的一系列旨在防止危险性有害生物传播和定殖的综合性管理措施。
***二***植物检疫的内涵
植物检疫的目的是要防止危险性有害生物通过人为活动***贸易或非贸易的***进行远距离传播,保护一个国家或一个地区林业生产和生态系统的安全。植物检疫工作所针对的有害生物是指那些危害严重,防治困难,主要通过人为活动进行远距离传播、国内尚未发生或虽有发生但分布不广的有害生物。
二、植物检疫的积极意义
***一***开展植物检疫是保障植物和生态建设可持续发展的需要
植物的可持续发展,在一定程度上受到病虫害的制约。病虫害贯穿于植物生产的全过程,随时都可遭到病虫的危害,轻者影响林木开花、结实、材积增长,重者整株、大片枯死。植物检疫是一项防患于未然的工作,它可以把检疫性有害生物阻截在国门之外,消灭在产地之内,减轻防治工作的压力和经费的开支,也提高了种苗的质量和造林的成活率;它不仅是一项长期的预防措施,也是一种从根本上治理病虫害的方法。
***二***开展植物检疫能有效防止***有害生物的传入
众所周知,在自然界中,生物的分布是有地域性的,一种有害生物要从原发生地传播到另外一个新的地区,由于自然屏障的阻隔,单靠自身的能力往往是办不到的,必须依靠外力的帮助。另一种是人为活动***贸易或非贸易性***。这两种传播途径,以人为传播最为重要,因为许多有害生物可潜伏在植物及其产品的内部,或依附在其外表,或混杂在其间,借助植物及其产品的调运、邮寄,把它们携带到自身所难以到达的地方。有害生物一旦进入一个新的生态系统,如果有其寄主植物存在,而又避开了原产地天敌的制约,则很容易在那里定殖下来,迅速繁衍下去,氾滥成灾。要解决这一问题,最好的办法就是积极地开展植物检疫。森检工作就是要***品质优良的林木、花卉新品种引进来,同时又要防其有害生物传入。
三、植物检疫工作中存在的问题
随着农业产业化结构的不断调整,城市化程序的发展,特色蔬菜、中药材、花卉苗木、草皮等种植面积迅速扩大,种子、苗木等繁殖材料,农产品及花卉苗木等植物和植物产品调运频繁,调运量不断增大,农业植物检疫工作不但任务繁重,而且面临的形势严峻。
***一***植物检疫的品种范围较窄 客观地说,目前只有水稻种子、蔬菜种子进行了规范化的产地、调运检疫。其他如水果类、蔬菜类、商品粮等大量农产品的产地、调运检疫很少开展。
***二***调运带证率较低 从事农产品及花卉苗木等植物生产经营单位对植物检疫法规及工作内容了解甚少,部分经营者认为检疫就是收费。极少数经营者很不配合,严重影响了检疫工作的顺利开展。市场销售的农产品及花卉苗木普遍存在无证调运现象,以汽车运输的尤为严重。大部分经营者认为,只要取得农产品《产地检疫合格证》或植物检疫证明编号,运输时就不需要办理调运《植物检疫证书》。据调查,在持证运输的农产品及花卉苗木中,省内调种带证率明显低于省间。
***三***植物检疫技术水平较低 植物检疫是一项技术性很强的工作,肩负著保护国家植物生产安全的重任。植物检疫员需要由工作作风正、法制观念强、业务能力精的人员担任。而目前从事植物检疫工作的人员有相当一部分人不懂业务,有的虽然懂业务,但法律知识少,不能胜任植物检疫工作。在检疫过程中,由于没有相关仪器装置,目前检疫物件只能靠产地检疫及产地检疫证书加以判断,很多调运的植物及产品产地检疫又很不规范,在调运过程中凭直觉来判断有无检疫容易产生很大误差。
***四***植物检疫实施难
虽然有相当完善的植物检疫法规但实际操作难。农业部《植物检疫条例实施细则***农业部分***》、《山东省植物检疫办法》等对应施检疫的植物及植物产品的规范化检疫有明确规定,但实际上大多数应施检疫的植物及产品的产地调运没有检疫。虽有健全的检疫队伍但发挥职能作用难。由于缺乏经费,加上植物检疫功能弱化,各地疫情调查、疫情分布、调运检疫等经常性检疫工作淡化或难开展,多数检疫员没有发挥职能作用。检疫把关口但把关难。交通、铁路、邮电等运输企业或个人应凭“植物检疫证书”正本承运、收寄应施检疫的植物和植物产品,配合植物检疫部门做好植物检疫工作。交通、铁路部门已经严守把关,但邮政部门对大量应施检疫的植物和植物产品如商品粮、水果、蔬菜等把关不严,工作上与检疫部门脱节。
四、开展植物检疫的措施
***一***根据植物及其产品的流通环节采取相应的检疫措施
植物检疫的任务就是要防止检疫性有害生物通过人为活动进行远距离传播,既要防其传出,又要防其传入,两者必须兼顾。要防止检疫性有害生物的人为传播,就必须在植物及其产品未进入流通领域之前、流通途中和到达新的种植或使用地之后采取检疫措施,打断有害生物人为传播的环链,即可终止有害生物的传播。在不同的环节应采取不同的检疫措施,如在植物及其产品培育期间,可用划定“疫区”和“保护区”,分别实行封锁、消灭和保护措施;开展产地检疫,把好产地检疫关;从国外引种,严格履行检疫审批手续等。在流通途中,可用设卡检疫***包括进出境检疫、旅客携带物检疫、邮包检疫、过境检疫及国内调运检疫***等措施。到达新的种植或使用地点后,可用隔离试种检疫、集中种植、疫情监测、铲除措施等。
***二***正确处理好“把关”与“服务”之间的关系
在我国,植物检疫有两个职能:一是防止检疫性有害生物通过人为活动进行远距离传播,既要防止其传出,又要防止其传入。二是为植物及其产品的种植者、经营者服务,为林业生产的健康发展保驾护航,维护国家的外贸信誉。在森检工作中,“把关”与“服务”是一对矛盾的统一体,“把关”是前提,“服务”是目的,“把关”是为了“服务”,“服务”又必须“把关”,一定要把“把关”与“服务”有机地结合起来。在改革开放方针的指导下,我国的外检工作提出了这样的口号:“做好检疫工作,发挥把关作用,服务对外开放,方便进出往来”。在具体做法上,他们派员到港澳等***地区进行疫情调查,初步检查、监督包装和消毒处理,从而缩短了入境检验时间,加快了检放速度,促进了转口贸易的发展。国内检疫也把重点放在了产地,狠抓疫情源头,严把产地检疫关,把检疫性有害生物消灭在种苗生长期间,不仅提高了种苗、花卉的质量,也防止了检疫性有害生物的传播蔓延。
***三***把法制手段与技术措施有机地结合起来
植物检疫是一件法制性很强的工作,森检工作人员的任务就是贯彻执行国家和地方颁布的植检和森检法规。他们不仅要对流通过程中的植物及其产品进行管理,还要对植物及其产品拥有者的生产经营活动加以规范。如何对人们的生产经营活动进行规范呢?主要是通过宣传、教育。让生产经营者自觉地按照植检、森检法规的规定去办理检疫手续,如调出植物及其产品应及时向当地森检机构办理申报,从国外引进种苗应主动向省级森检机构办理引种审批,发现疫情应及时报告等。植物检疫不仅是一项法制性很强的工作,而且对技术的要求也很高。在实际工作中,植物及其产品携带检疫性有害生物的事还是很多的,但如何在有限的时间内把它们检查出来,又如何把它们除掉,让健康的种苗正常流通,都不是一件容易的事。没有一套行之有效的检疫检验方法和除害处理办法是不行的。因此,要想把森检工作搞好,必须把法律手段和技术措施有机地结合起来。
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