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长江口盐沼植被的光谱特征研究

2020-11-22阅读(190)

长江口盐沼植被的光谱特征研究

论文摘要

长江口盐沼群落的区域或景观生态研究需要拥有大尺度上而且准确的数据源。高空间分辨率和高光谱分辨率的遥感数据不仅可以在空间分辨率上满足研究需要，而且在光谱信息上可以对群落的生物物理化学性状作出响应。长江口的盐沼植被群落之间的光谱特征差异，尤其是植物特征相似的本土芦苇(Phragmites australis)群落与外来的互花米草(Spartina alterniflora)群落、海三棱藨草(Scirpus mariqueter)或者藨草(Scirpus triqueter)群落与糙叶苔草(Carex scabrifolia)群落之间的光谱差异能作出准确识别，则可以推动长江口盐沼植被群落在较大尺度上的生态研究，能够准确监测外来物种互花米草与本土植被之间的时空动态分布变化。 研究的目的是建立长江口盐沼植被的冠层光谱与群落的生态与环境因子数据库，分析盐沼群落之间的冠层光谱差异，探索盐沼植被光谱识别和分类的适宜季相和有效策略。 研究选择长江口崇明东滩候鸟自然保护区为研究区域，研究对象为长江口的主要五种群落：芦苇、互花米草、海三棱藨草、藨草和糙叶苔草。运用便携式地物光谱仪ASD FieldSpec Pro JR测定了436个群落样方，除采集群落冠层光谱数据外，还测定了样方的生态与环境因子：样方物种组成、群落盖度、高度、叶面积指数、枯枝落叶盖度、样方GPS定位、样方高程、样方土壤的含水量、pH值、电导率等。选取部分时相的数据建立了长江口盐沼植被群落以盖度为梯度的光谱库，同时配套其生态与环境因子属性特征。在分析了光谱库中群落之间光谱特征的基本差异后，选择了夏季的数据进行了植被群落光谱特征的间接排序，选择了春夏秋三个季节的数据结合群落物候期特征进行了多时相的光谱特征差异分析。 夏季群落光谱特征的间接排序，是将光谱数据用ASD ViewSpec 4.02按照12个小型机载成像光谱仪(CASI)默认植被波段组进行了截取与平均处理，最后得到模拟CASI的12个波段的群落光谱数据，应用主分量分析法和相关分析分析了不同群落光谱特征与生态环境因子之间的关系。分析结果表明，植物光谱特征数据的PCA排序轴可以显示盐沼群落种类组成由光滩—海三棱藨草群落—互花米草和芦苇群落的变化顺序。选择的12个CASI波段组中，可见光波段441～461nm、480～500nm、548～557nm、666～674nm和694～703nm，近红外波段的705～711nm可对光滩和主要是海三棱藨草群落的低盖度群落进行识别，近红外波段736～744nm、746～753nm、761～765nm、775～784nm、815～824nm和860～870nm，可识别主要是互花米草群落和芦苇群落的高盖度盐沼湿地植被。盐沼植被种类组成、结构和生物量、土壤背景等特征上的明显

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 绪论
  • 1.1 研究背景
  • 1.2 盐沼植被地面近距遥感研究概况
  • 1.3 盐沼植被的空间遥感研究概况
  • 1.4 国内及长江口盐沼植被遥感研究现状
  • 1.5 研究目标和研究意义
  • 1.6 拟解决的关键问题及可能的创新点
  • 第二章 长江口盐沼植被概况和研究方法
  • 2.1 长江河口盐沼概况
  • 2.2 研究区选择及其概况
  • 2.3 样带设置与数据采集
  • 2.4 数据处理与分析策略和方法
  • 2.4.1 光谱库的数据处理与分析方法
  • 2.4.2 单季相分析的数据处理与分析方法
  • 2.4.3 多季相分析的数据处理与分析方法
  • 第三章 长江口盐沼群落光谱库分析与设计
  • 3.1 建立长江口盐沼群落光谱库的必要性
  • 3.2 盐沼群落光谱的季节特征
  • 3.2.1 春季4月群落光谱特征
  • 3.2.2 夏季6月群落光谱特征
  • 3.2.3 秋季9月和10月群落光谱特征
  • 3.2.4 秋末初冬群落光谱特征
  • 3.3 长江口盐沼群落光谱库的说明
  • 第四章 盐沼植被的单季相光谱特征分析
  • 4.1 多元统计分析方法在遥感分析中的应用
  • 4.2 单季相光谱分析目标
  • 4.3 湿地植物群落反射光谱的PCA排序
  • 4.4 2个CASI波段组与PCA排序轴的关系
  • 4.5 光谱特征数据的PCA排序与生态环境因子的关系
  • 4.6 群落光谱特征与PCA排序
  • 4.7 群落光谱特征与群落类型分布
  • 4.8 群落光谱特征与生态环境因子关系
  • 4.9 小结
  • 第五章 盐沼植被的多季相光谱特征分析
  • 5.1 背景简介
  • 5.2 同一季节不同群落间的反射光谱曲线特征比较
  • 5.3 同一群落不同季节的反射光谱特征比较
  • 5.4 盐沼群落冠层反射光谱特征分析
  • 5.5 盐沼群落多季相光谱特征分析
  • 5.6 盐沼群落光谱特征识别与分类的适宜季相
  • 5.7 小结
  • 第六章 结论与展望
  • 6.1 主要结论
  • 6.2 研究展望
  • 参考文献
  • 博士在读期间发表的论文
  • 致谢

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