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《杭州师范大学》 2017年
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泥炭藓沼泽遥感监测机理研究

王甜甜  
【摘要】:泥炭地强大的固碳能力以及天然的地质记录特性,使其在全球碳循环和气候变化研究中占有相当重要的地位。泥炭藓(Sphagnum)是泥炭地中累积泥炭的关键,同时也是泥炭沼泽生态环境变化的指示植物,因此泥炭藓的监测对泥炭地区碳循环和生态环境变化研究具有重要意义。泥炭沼泽地分布主要集中于北方高纬度地区,且泥炭藓较为脆弱,受温度、降雨和蒸发影响较大变化较快,传统通过实地采样的方法,已经不能满足监测的需要。为了提高时效性和准确性,结合遥感技术的植被监测方法已得到大规模的研究和应用。考虑到泥炭藓的生理结构特性,现有针对维管植物的遥感反演方法并不能实现泥炭藓沼泽地的精确反演。因此,本研究通过探究泥炭藓与维管束植物的光谱区别,从植被生理角度阐述泥炭藓光谱机理,找出泥炭藓光谱特异性特征。根据泥炭藓光谱特异特征构建泥炭藓光谱反演模型,并验证模型精度,旨在提高泥炭藓沼泽反演精度,为泥炭藓生态环境变化监测等研究提供科学依据。本研究主要取得以下结论:(1)泥炭藓与维管植物在光谱上有明显区别。在细胞结构波段,泥炭藓在1000nm处受细胞结构和含水量的共同作用下,有明显区别于维管植物的特异性,且特征较为稳定,因此可以用细胞结构波段来区分泥炭藓和维管植物。(2)色素是影响泥炭藓和维管植物光谱特征主要因素。泥炭藓的叶绿素和类胡萝卜素含量较维管植物少,这使得在色素波段的两者反射率有明显区别;泥炭藓处于不同生长期以及品种不同,其花青素含量也不同,绿色泥炭藓和红色泥炭藓的光谱特征在色素部分也有明显区别,并且,随着花青素含量的增加,光谱出现“红移”现象。(3)基于1006nm波段反射率所构建的泥炭藓含水量反演模型能够精确的反演泥炭藓含水量。通过对泥炭藓单波段和水指数相关性分析,得出泥炭藓在1006nm波段的反射率与其含水量呈极显著相关,最佳模型为一元非线性二次多项式模型,模型的相对误差平均为6.379%。
【学位授予单位】:杭州师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:X87;P343.4

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