基于RapidEye数据的塔里木河上游天然胡杨林区典型地物遥感信息提取研究

胡杨是塔里木河流域荒漠河岸林的建群树种,在胡杨林区进行植被监测,对塔里木河流域生态环境恢复与重建有着极其重要的作用。本研究利用RapidEye影像及地面调查数据对研究区地物特征信息进行了提取,并分析了胡杨林区地物的光谱特征,结果如下:建立了胡杨林区主要地物(胡杨、柽柳、河流、沟渠、裸地、居民地和其它植被)的遥感解译标志,对典型地物在影像上能相互区分的原因进行了解释,同时提取了RapidEye波段的典型地物光谱曲线和面积信息,分析了植被空间分布的特点及规律。为塔里木河流域的植被监测提供一种新的监测手段。

塔里木河中游荒漠绿洲过渡带土壤水分与植被空间格局变化关系研究

土壤水分含量的高低决定了荒漠绿洲过渡带的植被种类及群落构成,因此,掌握植被特征随土壤水分的变化规律,能为干旱区生态环境建设提供科学的理论依据。选择典型的干旱区塔里木河中游流域作为样区,定点采集土壤样品测定其含水量,并调查植被特征,分析了干旱区荒漠绿洲过渡带土壤水分与植被空间格局的关系,进行荒漠生态系统土壤水分对植被空间格局的影响研究。结果表明,荒漠绿洲过渡带20~40cm土层土壤湿度、草本密度及植被密度在研究区尺度上具有中等空间自相关,其0~20、40~60、60~80、80~100cm土壤湿度、灌木个数、灌木密度、幼苗个数、胡杨个数、郁闭度和植被群落物种数,在研究区尺度上表现出强空间自相关;土壤水分和植被特征均具有相似且明显的空间分布格局,其数值均呈先升高后降低的趋势即呈M型分布;灌木密度与20~40cm和40~60cm土层的土壤含水量呈显著相关,80~100cm土壤水分与胡杨个数、郁闭度、植物群落物种数有极显著相关关系,研究区生态系统脆弱,植被群落物种数较为单一,土壤水分和植被特征的空间变异性主要是结构性因素作用的结果;由于荒漠河岸林的主要建群树种为胡杨,研究表明20~60cm土层的土壤含水量对灌木的生存与生长起关键作用,而植被空间格局主要由80cm以下的土壤含水量决定。

塔里木河上游荒漠河岸林土壤速效氮空间变异性研究

为了对塔里木河上游流域三源交汇区荒漠河岸林土壤氮素空间变异特征进行研究,通过采集测定研究区内不同层次土壤样品的速效氮,并利用GIS、统计学与地统计学的方法,对研究区内土壤速效氮的空间异质性进行分析。结果表明：荒漠河岸林0—20 cm、20—40 cm、40—60 cm土层的土壤速效氮变异系数均属于中等变异,变异系数的大小与土壤深度有关,20—40 cm、40—60 cm土壤的变异系数大于0—20 cm土层;采样数量从精确性、经济性、采样效率3个方面分析,确定了合理的采样数量为0—20 cm土层的采样数为15个,20—40 cm土层的采样数为24个,40—60 cm土层的采样数为24个;0—20 cm土层土壤速效氮具有中等空间相关性,主要由随机因素与结构因素共同作用的结果;20—40 cm、40—60 cm土层土壤速效氮具有弱空间相关性,主要是随机因素作用的结果;林区土壤速效氮的空间分布表现为0—20 cm土层中部含量相对较高,空间分布呈现出明显的片状和斑块状分布特点,土壤速效氮含量在20—40 cm土层由南至北依次呈现由高到低,空间范围内呈现出一致性的块状分布;土壤速效氮含量在40—60 cm在空间范围内,由西北至东南依次呈现由高到低的斜条状分布;此研究为区域生态系统的恢复与重建提供理论依据。

利用植被指数-地表温度特征空间反演干旱区土壤干湿状况

土壤干湿状况是监测土地退化的重要指标之一,是植物物生长发育的关键因素;准确地估计土壤湿度在时空上的分布状况对理解生态系统有着重要的意义,且对干旱区农业生产及生态重建也具有重要价值。研究分析了两种植被指数(NDVI,MSAVI)构建的特征空间参数的特征;同时,在考察点尺度上,分析了旱情指数TVDI与土壤含水量的关系;并揭示了研究区TVDI的空间分布规律;结果表明:Ts/MSAVI空间和Ts/NDVI空间干边的拟合系数均大于0.90,湿边拟合的效果稍差,而Ts/MSAVI构成的特征空间其拟合的干湿边更易相交,与地表温度结合,更能表示地表湿度的变化情况;TVDIM与TVDIN同土壤含水量表现为极显著负相关,且TVDIM与土壤含水量的相关性大于TVDIN与土壤含水量的相关性;Ts/MSAVI特征空间和Ts/NDVI特征空间反演的旱情指数TVDI,在空间分布上是较为相似的。