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土壤有机质是陆地生态系统最大的碳库,土壤有机质分解速率及其温度敏感性对生态系统碳循环及其碳汇功能具有重要影响。为揭示植被类型变化对森林土壤有机质分解的影响,以长白山针阔混交林的原生林和次生林为研究对象,分别将土壤在不同水分(30%、60%和90%土壤饱和含水量(SSM))和不同温度(5、10、15、20、25和30 ℃)下培养,在为期56 d的培养期内分9次测定土壤碳矿化速率。实验结果表明:植被类型、培养温度和水分对土壤碳矿化速率具有显著影响,且三者间存在显著的交互效应(P < 0.001)。次生林土壤碳矿化累积量显著高于原生林(P < 0.05),在90% SSM和温度30 ℃培养状况下分别为346.41 μgC/g和241.01 μgC/g。包含温度和水分的双因素模型可很好地拟合土壤碳矿化速率的变化,温度和水分可共同解释土壤碳矿化速率的82.7%-95.9%变异。次生林土壤碳矿化温度敏感性(Q10)显著高于原生林;水分对温度敏感性的影响较复杂,次生林在60% SSM最高,而原生林在90% SSM最高。总之,原生林遭砍伐后将会加速土壤有机质的分解,从而降低土壤有机质含量;另外,根据Q10值可以预测次生林土壤有机质的分解速率对全球变暖反映更明显。 相似文献
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2011年6-7月,利用15N2示踪法实测了台湾海峡南部海域的生物固氮速率,结合温度、盐度、天然颗粒物氮同位素组成的分布,分析并讨论了影响研究海域生物固氮速率的环境因素。结果表明,夏季台湾海峡南部海域的生物固氮速率介于 168-1080 nmol m-3 d-1之间,平均为537 nmol m-3 d-1,较高的生物固氮速率大多出现在次表层水体中。研究站位的积分固氮速率变化范围为11-40 μmol m-2 d-1,平均为23 μmol m-2 d-1。积分固氮速率的空间变化与不同水团的影响有关,在受黑潮水影响的海域,生物固氮速率较高,而在上升流和受河流冲淡水影响的海域,生物固氮速率较低,说明较低的水温及较高的无机氮营养盐可能会抑制研究海域的生物固氮作用。研究海域天然颗粒物δ15N与生物固氮速率之间呈现良好的负相关关系,表明天然颗粒物氮同位素组成可定性指征研究海域生物固氮作用的强弱。 相似文献
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添加生物黑炭对茶园土壤CO2、N2O排放的影响 总被引：4，自引：2，他引：2
采用室内培养试验,研究了不同生物黑炭施用量对两种茶园土壤(红壤和黄壤)CO2、N2O排放特征的影响。生物黑炭用量设5个水平:H0(0 g·kg-1)、H1(3.56 g·kg-1)、H2(7.11 g·kg-1)、H3(14.22 g·kg-1)、H4(28.44 g·kg-1).结果表明:红壤茶园土壤CO2排放量显着高于黄壤,N2O排放总量则低于黄壤;与H0处理相比,施用低量的生物黑炭(H1)对两种茶园土壤CO2排放无显着影响;高量的生物黑炭处理(H3、H4)则显着增加土壤CO2排放量,增幅为20%~47%(P<0.05).生物黑炭施用后(H2、H3、H4)明显降低两种茶园土壤N2O释放速率及反硝化损失率,土壤N2O排放总量降幅为37%~63%(P<0.05),反硝化损失量降幅22%~54%(P<0.05),且均随着生物黑炭施用量增加而增大。此外,从土壤pH值、无机氮含量和硝化率角度,探讨了生物黑炭影响茶园土壤CO2和N2O排放的因素。 相似文献
4.
不同施肥处理对黑土硝化作用和矿化作用的影响 总被引：10，自引：1，他引：9
通过室内培养试验,研究了不同施肥处理对黑土硝化作用和矿化作用的影响。结果表明,与不施肥对照处理相比,施用氮肥显著促进了硝化作用的进行,但抑制了培养初期的氮素矿化作用,培养期间施氮处理的平均净硝化速率为4.21 mg NO3--N·kg-1·d-1,是对照处理的2.38倍;平均净矿化速率为1.18 mg N·kg-1·d-1,与对照处理没有显著差异。与对照处理相比,在施用氮肥的基础上配施猪粪进一步促进了土壤有机氮的矿化作用和硝化作用,培养期间的平均净硝化速率为8.14 mg NO3--N·kg-1·d-1,分别为对照处理和单施氮肥处理的4.59、1.93倍;平均净矿化速率为3.69 mg N·kg-1·d-1,是单施氮肥处理的3.12倍。与单施氮肥处理相比,氮肥配施秸秆处理显著抑制了硝化作用,平均净硝化速率下降62.7%,但与对照处理相比没有显著差异。氮肥配施秸秆处理的净氮矿化量在整个培养期间都是负值,平均净氮矿化速率为-1.62 mg N·kg-1·d-1,说明添加秸秆促进了土壤无机氮的同化。 相似文献
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为探讨石灰性农田土壤-水稻系统根际与非根际土的氮素转化特征差异,本研究以石灰性紫色土发育而成的水稻土为研究对象,通过采集水稻分蘖期和成熟期的根际与非根际土壤,开展15N成对标记室内好氧培养试验,并计算土壤各初级氮转化速率。结果表明：水稻分蘖期根际土初级矿化速率（4.45 mg·kg-1·d-1）和硝化速率（9.16 mg·kg-1·d-1）均显著低于非根际土（P<0.05）;水稻成熟期根际土初级矿化速率（6.75 mg·kg-1·d-1）和硝化速率（16.86 mg·kg-1·d-1）与非根际土无显著差异,但显著高于分蘖期根际土的初级矿化和硝化速率（P<0.05）。水稻分蘖期NH4+-N固定速率显著高于成熟期,其中,分蘖期根际土NH4+-N固定速率为19.75 mg·kg-1·d-1,与成熟期根际土相比增加了42.21%;此外,两个生育期的水稻根际土NO3--N固定速率均显著高于非根际土。水稻分蘖期根际土无机氮总固定速率显著大于有机氮矿化速率,有利于氮素的留存和周转,相应地,初级硝化速率显著降低,减少了土壤NO3--N损失。研究表明,水稻不同生育期对石灰性水稻土主要氮转化速率的影响具有差异,且这种差异可能受水稻生育期内土壤水分、根系分泌物及无机氮含量变化的调控。 相似文献
6.
利用土壤碳通量自动观测系统(LI-8150)对呼伦贝尔草原在自然降雨条件下的土壤呼吸作用进行了野外定位连续观测,研究结果表明:降雨对土壤呼吸作用存在激发效应和抑制效应,降雨发生后1-2 h内土壤呼吸速率可增加约1倍,当单次或者连续降雨累积量大于7-8 mm,或土壤含水量大于29%-30%时,降雨对土壤呼吸会产生明显的抑制作用。土壤呼吸的激发效应往往体现在次日,表现为次日平均土壤呼吸速率的显著升高;而抑制效应则在当日即可体现出来,表现为观测当日平均土壤呼吸速率的明显下降。土壤呼吸季节变异性与降雨频率和降雨强度密切相关,在降雨量一定的情况下,较低的降雨频率和较高的降雨强度会增加土壤呼吸的变异性。呼伦贝尔草甸草原而言,在生长季土壤平均含水量为16.5%时,土壤呼吸的温度敏感性值(Q10)为2.12;而平均土壤含水量为26%时,Q10值为2.82,明显高于前者,土壤含水量与Q10之间存在正相关关系。降雨导致土壤呼吸的激发效应和抑制效应交替发生,使草地土壤呼吸的季节变异性增加,降雨格局变化必然会对草地碳循环和碳通量特征产生深刻影响。 相似文献
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本研究以河北永清蔬菜基地设施菜田土壤为研究对象,控制温度（25依1）益和土壤含水量（70% WFPS）,采用静态培养方法,通过监测培养期间土壤N2O排放通量、无机氮含量及土壤中酶活性的变化情况,研究炭输入及生化调控对设施菜田N2O排放及氮素转化的影响。结果表明,土壤添加尿素后,N2O排放峰值达到644.11 μg N·kg-1·d-1,添加双氰胺（DCD）和石灰氮（CaCN2）的土壤N2O排放峰值分别为101.47 μg N·kg-1·d-1和36.74 μg N·kg-1·d-1,对于N2O减排效果好,且能有效抑制亚硝态氮的产生;施用控释尿素、添加黑炭或有机肥能减少N2O排放,而添加石灰氮闷棚显著增加了N2O排放。控释尿素、秸秆、黑炭、DCD和CaCN2均对铵态氮向硝态氮的转化有一定抑制作用,施加石灰氮或有机肥有助于减少硝态氮向亚硝态氮的转化。相关分析表明,土壤中硝态氮和亚硝态氮含量增加,有助于反硝化过程的进行,增加了N2O排放的风险。 相似文献
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铵态氮源和碳源对土壤N2O、CO2释放的影响 总被引：1，自引：0，他引：1
在田间持水量WFPS为70%、温度为20℃的条件下,通过室内静态培养方法研究铵态氮源与不同碳源结合,对华北平原典型小麦-玉米轮作体系土壤N2O、CO2释放的影响。其中,碳源种类分别为葡萄糖、果胶、淀粉、纤维素、木质素和秸秆。结果表明添加葡萄糖和果胶有效促进了土壤N2O的释放,并在第1 d达到最大值,分别为4039.85 μg N2O-N·kg-1·d-1和2533.44 μg N2O-N·kg-1·d-1;添加纤维素和只施秸秆处理降低了N2O释放。施入碳源增加了CO2释放,顺序为纤维素> 淀粉> 葡萄糖> 果胶> 秸秆> 木质素。培养结束后土壤中铵态氮几乎消耗完全,除添加葡萄糖处理外,其他施碳土壤的硝态氮含量均有所增加。在培养前3 d,土壤NH4+和NO3-总含量与N2O释放量显著相关。 相似文献
9.
华西雨屏区常绿阔叶林土壤氮矿化对温度和湿度变化的响应 总被引：1，自引：0，他引：1
【目的】研究氮矿化对土壤湿度和温度的响应,为区域土壤供氮潜力评价和预测区域性水热变化对土壤氮素矿化影响提供参考.【方法】采用实验室培养法,研究不同温度(5、15、25、35℃)和水分含量(20%、40%、60%和80%田间持水量(FWC))对华西雨屏区常绿阔叶林表层(0～20 cm)土壤氮素矿化的影响.【结果】温度和水分含量对常绿阔叶林土壤氮矿化影响显著(P<0.05);相同水分条件下,土壤净氨化速率、净硝化速率和氮净矿化速率均随温度的升高呈先升高后降低的趋势,在25℃时达到最大值;相同温度条件下,土壤净氨化速率、净硝化速率和氮净矿化速率均随水分含量的升高呈先升高后降低的趋势,在60%FWC时达到最大值;在25℃+60%FWC处理下土壤净氨化速率、净硝化速率和氮净矿化速率速率最高,相反,在5℃+20%FWC处理下最低;能获得最大氮净矿化速率的土壤温度和水分含量分别为25.8℃和57.4%FWC;土壤氮净矿化产生的无机氮中铵态氮占54.1%～61.7%;土壤氮矿化Q_(10)值在5～35℃内随温度的升高而降低,氮净矿化在5～15℃内对温度敏感性最高.【结论】适宜的土壤水分含量和温度是促进常绿阔叶林土壤氮矿化的关键,研究区气温变暖在一定程度上能促进氮矿化和提高土壤供氮潜力,而研究区多雨则增加了土壤氮淋失的风险. 相似文献
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甲酸盐和葡萄糖对两种土壤N2O排放的刺激作用 总被引：1，自引：0，他引：1
为初步探究某些根系分泌物对土壤N2O排放的影响,采用室内培养的方法,以甲酸盐和葡萄糖为外加碳源（0、0.5、1 μmolC·g-1）,测定了其对菜地和稻田土壤N2O排放的影响。结果表明,无外加有机碳源情况下,菜地土壤的N2O-N（2.65~2.69 μg·kg-1）排放量显著小于稻田土壤（6.19~11.79 μg·kg-1）（P<0.01）;添加葡萄糖的情况下,菜地土壤的N2O-N（2.47~3.44 μg·kg-1）排放量也显著小于稻田土壤（9.55~13.34 μg·kg-1）（P<0.01）;但在甲酸盐（1 μmol C·g-1）的刺激下菜地土壤N2O-N排放量（54.86 μg·kg-1）显著高于稻田土壤（42.40 μg·kg-1）（P<0.01）;增加施氮量并没有显著增加土壤中N2O排放。荧光定量PCR结果表明,稻田土壤微生物拷贝数（包括真菌、细菌、反硝化细菌）是菜地的3~8倍。进一步通过高通量测序分析发现,反硝化真菌在菜地中的相对丰度（53.8%）,远远高于其在稻田土壤中的丰度（6.6%）。有报道指出,反硝化真菌能够有效地利用甲酸盐产生N2O,我们的研究也发现小分子有机物质的微量添加可以显著刺激土壤N2O排放;微生物群落结构可以显著地影响土壤N2O排放对不同有机碳源添加响应;甲酸盐添加下的菜地土壤中,大量反硝化真菌很可能是N2O的主要贡献者。 相似文献
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为了研究不同温度及CO2浓度下培养的大型海藻对紫外辐射的生理学响应,选取龙须菜(Gracilaria lemaneiformis)作为实验材料。实验设置两个温度梯度(20 ℃和24 ℃),两种CO2浓度(390 μL/L和1000 μL/L)以及3种辐射处理,即可见光(PAR)处理(滤除紫外线A(UV-A)、紫外线B(UV-B),400-700 nm)、可见光加紫外线A(PA)处理(滤除UV-B,320-700 nm)、PAB处理(全波长辐射280-700 nm)。结果表明,酸化、升温以及紫外辐射处理都未影响大型经济红藻龙须菜的叶绿素a和类胡萝卜素的含量。然而紫外辐射处理显著降低了龙须菜的有效光化学效率,其抑制水平在酸化处理的藻体中更为显著,并且随着温度的上升而进一步加剧;酸化与温度耦合使藻体对紫外辐射的敏感性增加,导致其较低的修复速率以及较高的损伤速率。 相似文献
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采用凋落物分解袋法,研究了在土壤、水分相当的条件下模拟增温对红松(Pinus koraiensis)、蒙古栎(Quercus mongolica)及其混合凋落物分解的影响,以及在不同温度水平下,不同凋落物质量(两种单一凋落物和混合凋落物)的分解特性。利用碱式吸收法测量了凋落物分解累积释放CO2动态。将N浓度和C/N率作为凋落物质量参数,用呼吸产生CO2的积累值和凋落物质量损失率确定凋落物分解率。结果表明温度升高对单一凋落物和混合凋落物分解均有促进作用,在不同温度水平上,不同质量凋落物的分解特性有所差别,25 ℃和29 ℃条件下混合凋落物分解速率>蒙古栎单一凋落物>红松单一凋落物分解速率。然而,在31 ℃条件下混合凋落物与蒙古栎单一凋落物分解速率相差不大,二者均大于红松单一凋落物分解速率。 相似文献
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大气CO2浓度升高对海藻的影响已有许多的研究报道,但鲜见有关温度与CO2相互作用的研究。在4种条件下对坛紫菜进行连续通气培养:(1) 15℃+390 μ mol/mol CO2,(2) 15℃+700 μ mol/mol CO2,(3) 25℃+390 μ mol/mol CO2,(4) 25℃+700 μ mol/mol CO2。从而探讨这种南方海域重要栽培海藻种类的生长和叶绿素荧光特性对温度和CO2相互作用的响应。结果表明:CO2对坛紫菜的生长的影响具有温度依赖性,在低温生长条件下提高CO2浓度更有利于坛紫菜的生长。CO2对坛紫菜叶绿素a(Chlorophyll a,Chl a)和类胡萝卜素(Carotenoid,Car)的促进作用远大于温度对其产生的影响。相对于25℃的生长温度而言,15℃生长温度下的坛紫菜表现出较高的最大相对电子传递速率(rETRmax),表明坛紫菜在低温环境下有较高的光合潜力;而CO2对坛紫菜的rETRmax没有明显影响。对于在不同测定温度下的光合荧光特性而言,在10-30℃测定温度范围内,在各生长条件下的海藻的rETRmax、光能利用效率(α)和最大光化学量子产量(Fv/Fm)随温度的升高变化不明显;但在较高测定温度下(≥30℃),上述荧光参数显著下降,说明高温易引发海藻光能利用效率和光合能力的下降,这可能与光系统(PS)Ⅱ反应中心活性下调有关。同时,当测定温度大于30℃时,15℃生长条件下的坛紫菜的rETRmax、α和Fv/Fm值下降趋势远大于25℃生长条件下的坛紫菜的值,表明在低温生长条件下的坛紫菜对短期高温胁迫的适应能力较弱;而在高CO2浓度生长条件下的坛紫菜的rETRmax总是低于正常CO2浓度生长下的值,说明CO2浓度升高会抑制坛紫菜在短期高温条件下的光合电子传递能力。 相似文献
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农杆菌介导瞬时沉默小麦HCP1的研究 总被引：1，自引：0，他引：1
【目的】建立农杆菌介导的瞬时沉默小麦HCP1的方法,为简便、快速、高效地研究小麦基因功能提供一种可靠的技术支持。研究HCP1在叶锈菌侵染过程中对H2O2的清除作用,为阐明小麦抗叶锈菌侵染中信号转导机制奠定理论基础。【方法】采用农杆菌注射法,将携带有peGFP载体的农杆菌注射到小麦叶片中,观察叶片中荧光强度及分布,分析外源质粒在小麦叶片中的表达情况。通过注射EHA105、LBA4404和C58C1 3种不同的农杆菌菌株,将HCP1的RNAi载体导入小麦叶片细胞中,利用半定量RT-PCR和实时荧光定量PCR检测HCP1瞬时沉默效率,并结合Rohringer染色分析,明确不同农杆菌对寄主叶片侵染能力的强弱,从而筛选出最适的试验菌株。在瞬时沉默的小麦叶片上,接种不亲和叶锈菌小种260,利用DAB染色,观察接种叶锈菌后叶片中H2O2的变化,分析HCP1在小麦与叶锈菌互作过程中的功能。【结果】叶片GFP荧光观察结果说明,在注射农杆菌48 h后GFP开始出现较高表达。RT-PCR和qRT-PCR结果表明,注射C58C1菌株的叶片12 h后,HCP1的表达量开始降低,并持续保持较低的表达量。注射EHA105菌株的叶片,在注射后72-96 h,HCP1的表达量迅速降低。而注射LBA4404菌株的叶片中HCP1的表达量基本没有变化。所以在3种不同农杆菌菌株介导的HCP1 RNAi转化中,沉默效率依次为：C58C1≥EHA105＞LBA4404。注射不同农杆菌菌株叶片的Rohringer染色结果发现,EHA105侵染后引起的HR反应较其他两种菌株明显,说明EHA105对小麦叶片具有较高毒性,会引起叶片产生防卫反应,C58C1菌株在具有较高的沉默效率同时,对叶片的毒性较小,因此选取C58C1作为最适的试验菌株;沉默HCP1的小麦叶片接种叶锈菌小种260后,通过DAB染色发现,接种24 h和48 h后叶锈菌侵染诱发的小麦叶片H2O2的分布及积累量均多于对照组。【结论】建立了农杆菌介导的瞬时基因沉默体系,选用C58C1农杆菌菌株作为试验菌株,在处理后72 h可达到沉默目的基因的效果。确定HCP1参与了小麦与叶锈菌互作过程中H2O2的清除途径。 相似文献
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【目的】花青素苷是月季花瓣呈红色或粉色的重要因素。R2R3-MYB蛋白是调控植物花青素苷合成的关键转录因子。从月季花瓣中克隆花青素苷调控相关的R2R3-MYB蛋白同源基因,并分析这些基因与月季花瓣颜色和花青素苷合成的关系,为花色基因工程改良奠定基础。【方法】根据植物花青素苷调控相关R2R3-MYB蛋白的保守序列设计简并引物,结合3'-RACE和Y-RACE方法从月季花瓣中扩增同源基因的全长编码序列。用植物第四(Sg4)和第六(Sg6)亚家族的R2R3-MYB蛋白、拟南芥次生代谢调控相关的R2R3-MYB序列和克隆基因的编码蛋白进行多序列比较和进化分析。通过比较不同颜色的月季花瓣中花青素苷含量和R2R3-MYB蛋白基因的表达水平,分析月季花瓣中R2R3-MYB蛋白基因与花青素苷调控的关系。【结果】从月季‘红胜利’的红色花瓣中克隆了2个R2R3-MYB蛋白基因(Rh MYBs4-1和Rh MYBs6-1,Gen Bank登录号分别为KJ664810和KJ664811)。序列分析表明,Rh MYBs4-1和Rh MYBs6-1蛋白均含有保守的R2R3-MYB结构域,分别与植物Sg4和Sg6 R2R3-MYB蛋白同源。Rh MYBs4-1具有Sg4 MYB蛋白典型的C1、C2抑制子和锌指结构。Rh MYBs6-1具有Sg6 MYB蛋白特有的(A/S/G)NDV和KPRPR(T/S)基序。表达分析显示Rh MYBs4-1和Rh MYBs6-1均在月季‘红胜利’的花瓣中高水平表达,在叶片和花药中表达水平很低。比较7种不同颜色月季花瓣中的花青素苷含量和Rh MYBs4-1和Rh MYBs6-1的表达水平,发现红色花瓣中花青素苷含量远高于其他材料,相应地,Rh MYBs4-1和Rh MYBs6-1均在红色花瓣中具有最高的表达水平。在粉红色月季花瓣中,花青素苷含量不到红色花瓣的10%,Rh MYBs4-1的表达水平极低,而Rh MYBs6-1的表达水平与红色花瓣相当。【结论】月季Rh MYBs4-1和Rh MYBs6-1分别编码Sg4和Sg6亚家族的R2R3-MYB蛋白,均在红色月季花瓣中高水平表达,可能是月季花青素苷合成和花瓣颜色的重要调控基因。 相似文献
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以内蒙古草原常见伴生种、感染内生真菌的天然禾草羽茅为研究对象,通过比较不同CO2浓度和不同养分供应条件下,带内生真菌和不带菌植物在种子发芽和幼苗生长等方面的差异,探讨带内生真菌的天然禾草对CO2浓度增加的响应。结果表明:CO2浓度增加对带菌种子发芽率和发芽速度均无显著影响,但CO2浓度增加显著降低了不带菌种子的发芽率和发芽速度,即CO2浓度升高加大了带菌和不带菌种子发芽率之间的差异;内生真菌感染显著提高了宿主植物的最大净光合速率和水分利用效率;羽茅的营养生长受CO2浓度和养分供应的交互影响,高CO2浓度对生长的促进作用只出现在充足养分供应条件下;CO2浓度升高和内生真菌感染对植物根系形态有显著的交互作用,在正常CO2浓度下,带菌植株根径>1.05 mm的根系比例显著高于不带菌植株,随着CO2浓度的升高,带菌植株上述根径根系所占比例无显著变化而不带菌植株所占比例显著升高,CO2浓度升高导致带菌和不带菌不同根径根系分配之间的差异缩小。 相似文献
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土地覆盖(Land Cover)数据是人们进行气候变化探究、生态系统评估与地理国情监测等研究的重要数据源。随着研究的深入,国内外产生了众多不同时空尺度、不同分类体系的土地覆被分类产品集,但这些产品在局部尺度应用时的一致性与精度还有待分析。本研究以淮河流域为研究区域,基于5种土地覆被分类产品(CLCD、ESACCI-LC、GLC_FCS30、GlobeLand30、MCD12Q1),将各土地覆被类型重分类为农用地、建设用地、未利用地三大类,从面积和空间两方面进行了一致性分析与精度评价。结果表明:5种产品对于淮河流域土地覆被的类型特征具有较强的一致性,面积估算的相关性系数均大于0.9; 在3种30m分辨率土地覆被分类产品中,CLCD的识别精度最高,以此作为参考数据;其他四种产品总体精度在92.37%至95.53%之间,Kappa系数在0.523至0.695之间,GlobeLand30产品与GLC_FCS30产品精度较高、且各有优势,ESACCI-LC产品和MCD12Q1产品精度较低。研究成果为不同时空尺度上的土地覆被研究提供参考。 相似文献