浙江沿海灘涂入侵物種互花米草(Spartina alterniflora)時(shí)空動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)及生物量估測(cè)模型構(gòu)建研究.pdf

1、濕地是位于陸地生態(tài)系統(tǒng)和水生生態(tài)系統(tǒng)之間的水陸相互作用而形成的獨(dú)特生態(tài)系統(tǒng)，是地球生態(tài)環(huán)境的重要組成部分，具有巨大的資源潛力和生態(tài)、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)功能；灘涂濕地是地球生態(tài)系統(tǒng)中最有機(jī)部分之一，是陸地、海洋和大氣之間各種過程相互作用最活躍的過渡帶，具有很高的自然能量和生物生產(chǎn)力，健康的濕地生態(tài)系統(tǒng)是區(qū)域生態(tài)安全的重要組成部分和社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重要基礎(chǔ)?；セ撞?Spartina alterniflora)，禾本科米草屬多年生草本植物，具有

2、耐鹽、耐淹、生長(zhǎng)繁殖快和生態(tài)幅寬的特點(diǎn)，1979年由南京大學(xué)仲崇信教授引入我國(guó)，用于固灘、護(hù)堤，并取得良好效果。但伴隨著互花米草種群面積的日益擴(kuò)張，對(duì)當(dāng)?shù)刈匀簧鷳B(tài)系統(tǒng)造成負(fù)面影響，并帶來較為嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)及社會(huì)危害。浙江省于1983年開始在玉環(huán)縣桐麗五門灘涂試種16m2互花米草，其后在浙江沿海灘涂迅速擴(kuò)散，已給當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)帶來危害。隨著3S技術(shù)的飛速發(fā)展和廣泛應(yīng)用,利用3S技術(shù)來研究植被已是一個(gè)重要技術(shù)手段,特別是海岸帶植被的調(diào)查和研究。<

3、br>　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴以浙江省寧波市象山港區(qū)域的入侵植物互花米草種群為研究對(duì)象，對(duì)象山港區(qū)域2002年、2006年及2010年三期期遙感影像進(jìn)行監(jiān)督分類和目視解譯，提取互花米草群落空間分布信息。同時(shí)運(yùn)用IDRISI軟件分析互花米草群落空間分布狀況和動(dòng)態(tài)變化過程，利用CA-Markov模型，對(duì)2010年和2014年的象山港區(qū)域互花米草群落進(jìn)行空間分布預(yù)測(cè)；并以2010年及2013年的遙感影像解譯圖對(duì)其進(jìn)行預(yù)測(cè)精度驗(yàn)證，總體Kap

4、pa系數(shù)分別為81.99％和85.57%。結(jié)果說明CA-Markov模型對(duì)浙江寧波象山港互花米草空間分布預(yù)測(cè)效果較好。據(jù)此利用CA-Markov模型對(duì)象山港區(qū)域未來16年的互花米草群落動(dòng)態(tài)變化及演變趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè)。⑵基于最新衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)Landsat-OLI，結(jié)合野外實(shí)地生物量調(diào)查數(shù)據(jù)，分析了互花米草地上生物量與光譜信息之間的相關(guān)關(guān)系。采用一元線性回歸、一元非線性回歸以及多元線性逐步回歸等方法構(gòu)建了浙江沿海灘涂入侵物種互花米草地上生物量遙

5、感估算模型，并對(duì)比選擇最優(yōu)模型。結(jié)果表明：互花米草生物量實(shí)測(cè)值與Landsat-OLI數(shù)據(jù)近紅外NIR波段、短波紅外SWIR1波段、歸一化植被指數(shù)NDVI、差值植被指數(shù)DVI、垂直植被指數(shù)PVI、土壤調(diào)整植被指數(shù)SAVI、綠度植被指數(shù)GVI顯著相關(guān)，與重歸一化植被指數(shù)RDVI呈極顯著相關(guān)關(guān)系；對(duì)比一元線性回歸模型、一元非線性回歸模型(對(duì)數(shù)、二次多項(xiàng)式、三次多項(xiàng)式、復(fù)合函數(shù)、冪函數(shù)、S型曲線、生長(zhǎng)函數(shù)、指數(shù)函數(shù))及多元線性回歸模型，發(fā)現(xiàn)一

6、元非線性回歸模型的擬合精度較高，其中互花米草生物量實(shí)測(cè)值與相對(duì)應(yīng)的綠度植被指數(shù)GVI的S型曲線函數(shù)模型的模擬精度最高；用未參與建模的互花米草地上生物量實(shí)測(cè)值對(duì)模擬精度最高的回歸模型進(jìn)行精度驗(yàn)證，得到其最大相對(duì)誤差為25.6%，平均相對(duì)誤差17.7%，證明回歸模型能較好的模擬互花米草地上生物量。⑶利用2014年衛(wèi)星影像Landsat-OLI數(shù)據(jù)，解譯出浙江省沿海灘涂入侵物種互花米草的種群信息，基于生物量遙感估算模型，計(jì)算出浙江省目前互花米