鄱阳湖水位动态对湿地植物生长影响的遥感研究
【摘要】：湿地植物是湿地生态系统中重要的组成部分。湿地水环境因子,如水深、水位波动、淹水时间和淹水频率等是影响湿地植被生长的主导因子。水文过程被认为是决定各种湿地类型形成与维持,以及湿地过程的唯一最重要的因素。不同时间尺度的水位变化周期可能从不同的角度对植物产生影响;静水或波动的水体会影响植物的生长速率;水深会影响根或根状茎的呼吸功能,进而影响地上植物的生物量和光合作用;淹水时间和淹水频率对湿地植物的发育和成活产生重大影响。水位变化是决定湿地植物生长态势、群落分布范围的重要因素。
鄱阳湖天然湿地是一种特殊的湿地生态系统:当水量减少以至干涸时,演潜为河流湿地;当水量增加时,又演化为湖泊湿地;在这种典型水位变化幅度背景下,研究水位动态对湿地植被的影响具有重要意义。本文利用晴空条件下的Landsat影像提取了鄱阳湖湖滩草洲范围,分析了草洲植被面积与水位的关系,及草洲面积的季节性变化和空间分布特征;并利用时间序列的2002-2008年MODIS-EVI数据,分析了湿地草洲植被指数与水位的关系,同时分析不同高程带中的湿地草洲植物生长受水位调控的机制。研究结果如下:
1.利用遥感手段提取不同时相的鄱阳湖草洲面积,并建立其与星子站观测水位的关系,通过比较表明二次多项式函数能更好地表示二者呈显著负相关关系。同时利用该函数模拟多年平均水位下各月份鄱阳湖草洲面积,并与实际月均草洲面积相比较,表明模拟草洲面积与实际面积表现出一致的季节特征:年内变化为随水位的升高而减少,随水位的下降而增加;春季草洲面积逐渐减少,到夏季达最低值,秋季草洲面积增加,冬季达到最大值。
2.根据不同时相的鄱阳湖草洲面积,制成鄱阳湖潜在草洲分布图,计算得出其面积可达2441km~2。草洲多呈扇形分布于入湖尾闾和三角洲地区,西岸多于东岸。
3.湿地草洲EVI的时空分布特征表明:不同年份不同高程EVI的变化趋势是不一致的,其与水位、季节特征的关系也不一致。11m以上高程区,随高程的增加EVI均值呈明显的增加趋势,这与鄱阳湖湿地中单位面积生物量“湿生植物挺水植物浮水植物沉水植物”是一致的。各高程带除了16m以上区域EVI均值表现出单季生长的特征之外,其余高程带都能够明显看出2个生长季,并且随水位的涨落呈规律变化,其中11m以上高程带的EVI均值表现比较明显的双峰特征。
4.利用简单相关和时滞相关分析分别探讨EVI与水位的关系。EVI与水位的简单线性相关性不显著,只有2002和2003年呈显著负相关(P0.01),而二者的抛物线关系更能说明水位对EVI的影响;EVI对水位的响应具有滞后效应,但不同年份的滞后期不一样,2002-2003这3年滞后1时滞,2004、2007和2008年分别滞后5、5、3时滞。
【关键词】：鄱阳湖 湿地 植被 MODIS EVI 【学位授予单位】：江西师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：Q948
【目录】：
- 摘要3-5
- Abstract5-9
- 1 绪论9-15
- 1.1 研究背景9-10
- 1.2 研究现状10-12
- 1.2.1 水位动态对湿地植物生长的影响10
- 1.2.2 利用遥感影像提取湿地植被的应用研究10-11
- 1.2.3 光谱植被指数监测植物生长11-12
- 1.3 研究内容及技术路线12-15
- 1.3.1 研究内容12-14
- 1.3.2 技术路线14-15
- 2 研究区概况15-19
- 2.1 鄱阳湖概述15-16
- 2.1.1 地理位置15
- 2.1.2 地貌类型15-16
- 2.1.3 气象特征16
- 2.2 鄱阳湖湿地及湿地植被16-17
- 2.2.1 鄱阳湖湿地16
- 2.2.2 湿地草洲16-17
- 2.2.3 湿地草洲植被17
- 2.3 鄱阳湖水位动态17-19
- 3 数据与方法19-24
- 3.1 数据源19-22
- 3.1.1 遥感数据19-21
- 3.1.2 水位数据21
- 3.1.3 基础地理数据21-22
- 3.2 研究方法22-24
- 3.2.1 简单相关分析22
- 3.2.2 EVI 对水位因子的时滞效应22-24
- 4 鄱阳湖草洲时空分布特征分析24-33
- 4.1 鄱阳湖湖体边界的确定24-25
- 4.2 湖滩草洲的提取25-26
- 4.3 草洲面积的分析26-28
- 4.3.1 草洲面积与水位的关系26-27
- 4.3.2 草洲面积的季节特征分析27-28
- 4.4 草洲范围的分布特征28-31
- 4.4.1 潜在草洲的分布区域28-29
- 4.4.2 草洲分布的季节变化特征29-31
- 4.5 小结31-33
- 5 湿地草洲植被指数与水位动态的关系33-43
- 5.1 湿地草洲EVI 的时空分布特征33-37
- 5.1.1 湿地草洲 EVI 的空间分布规律33-34
- 5.1.2 湿地草洲 EVI 的时间分布规律34-37
- 5.2 水位动态37-38
- 5.3 EVI 动态38-39
- 5.4 EVI 与水位的关系分析39-41
- 5.4.1 EVI 与水位的简单相关分析39-40
- 5.4.2 EVI 与水位的时滞相关分析40-41
- 5.5 小结41-43
- 6 结论与展望43-45
- 6.1 结论43-44
- 6.2 不足与展望44-45
- 参考文献45-51
- 致谢51-52
- 在读期间公开发表论文（著）及科研情况52
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