基于卷积神经网络的青海湖区域遥感影像分类

科学准确的获取青海湖区域土地覆盖分类对于研究该区域生态环境变化有着重要的意义.本文使用30米分辨率的Land Sat 8 OLI青海湖区域遥感影像数据展开相关研究,30米分辨率属于中等分辨率,当前中分遥感影像的分类方法尚存在特征提取困难、分类精度不高等问题.本文借鉴Goog Le Net Inception结构,设计并提出了一种卷积神经网络模型进行特征提取及分类,分析了用于样本生成的邻域窗口尺寸对分类结果的影响,并与最大似然分类和SVM分类方法进行比较.结果表明,在窗口尺寸为9×9时,CNN模型的总体分类效果最好,且CNN的分类结果明显优于最大似然分类方法和SVM.

环青海湖区域植物稳定碳氮同位素空间分布规律及影响因素研究

选取环绕青海湖周围的^(15)组典型植物样品,通过对植物样品中总有机碳(TOC)、总氮(TN)、总有机碳跟总氮的比值(TOC/TN)、稳定碳氮同位素(δ^(13)C、δ^(15)N)等生物地球化学指标进行测定,分析环青海湖区域植物有机质特征及稳定碳氮同位素组成,进而探讨其空间分布规律及影响因素.结果表明:TOC值的变化范围为^(13).57%~44.11%,均值为30.79%.TN值的范围为0.90%~3.04%,均值为1.85%.TOC/TN值的范围为7.31~43.57,均值为18.62.相同的景观类型由于植被的不同导致TOC和TN含量发生变化,推测植物代谢产生的有机质含量受生态环境中的降水影响较大.本区植物中是否含有陆源有机质,仍有待于进一步探讨.TOC/TN值与植被类型及海拔高度有关系;本研究区域所采集植物主要为C3植物,δ^(13)C含量范围为-28.24‰^-21.54‰,平均值为-25.57‰,降水量并不是主导植物的δ^(13)C含量变化的主要因素;δ^(15)N值的范围为-17.35‰~0.07‰,均值为-4.66‰.由于长期放牧引起氮循环速率减小,从而使土壤δ^(15)N值降低.相同景观类型由于土壤δ^(15)N、海拔高度、植物类型、景观类型不同形成了不同的δ^(15)N值.综合表明,环青海湖区域植物稳定碳氮同位素空间分布规律表现为与土壤、海拔高度、降水量、景观类别及植物类别有关.

青海湖流域生态补偿标准研究

以"3S"技术为支撑,利用影子工程法、市场价格法、费用支出法、碳税法、能量替代法和NPP模型,分析了青海湖流域生态系统的功能变化和景观结构,在生态系统服务功能价值和区域景观价值评估的基础上,首次尝试提出了青海湖流域区域生态补偿的上下限标准。初步分析了青海湖地区生态补偿的上限为841.95亿元,生态补偿的下限为250.73亿元,其结果将为青海湖流域区域生态补偿的实施提供科学依据。

气候变化对普氏原羚适生区空间偏移的影响

普氏原羚(Procapra przewalskii)是青藏高原特有濒危物种,仅分布在青海湖周边区域,其生境动态变化对高原生态系统稳定性具有重要指示作用。研究气候变化对普氏原羚适生区及生境偏移的影响对于保护区域物种多样性、维持生态系统功能完整性具有重要意义。本研究基于青海湖周边区域(共和县、海晏县、刚察县、天峻县、乌兰县和湟源县)野外调查和文献检索的物种分布记录(共计194个分布点位),选取适宜普氏原羚生境特征的环境变量构建最大熵(MaxEnt)模型,分析普氏原羚的适宜生境、识别栖息地斑块之间物种扩散的重要潜在路径,并结合第六次国际耦合模式比较计划(Coupled Model Intercomparison Project,CMIP6)中的4种共享社会经济路径(SSP126、SSP245、SSP370、SSP585)预测未来中期(2041-2060年)、远期(2061-2080年)普氏原羚的适宜分布区域,探求普氏原羚对气候变化响应的空间格局。结果表明:①MaxEnt模型预测普氏原羚适生分布区精度达到较高水平,模型ROC曲线下面积AUC均值达0.984。②当前气候条件下,研究区普氏原羚高适生区面积为1997.8 km^(2),占研究区总面积的2.85%,主要分布在青海湖东北区域、天峻县与乌兰县交界区域以及共和县西南区域。这3个区域之间存在较大的地理距离,基于生态廊道分析,青海湖东北区域通往共和县西南区域的生态廊道数量较多,普氏原羚迁徙较容易。③与当前气候条件相比,2041-2060年,在SSP126、SSP245、SSP370、SSP585四种温室气体排放情景下,普氏原羚适生面积缩小,高适生区域质心向西偏移;2061-2080年,高适生区域质心向北(高纬度)偏移,普氏原羚适生面积缩小明显。研究显示,伴随着气候的变化,普氏原羚适宜生境面积出现不同程度的减小趋势,需采取适应气候变化的预警保护措施。