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《陕西师范大学》 2000年
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GIS支持下的中国陆地生物量遥感动态监测研究

冯险峰  
【摘要】: 全球变化(Global Change)研究已成为当今人类社会共同关注的“热点”。植被作为 陆地生态系统中不可或缺的一部分,在全球变化研究中占有举足轻重的地位。生物量是表 征植物活动的关键变量,对生物量的研究不仅是生物生产力(Productivity)、净第一性生 产力(Net Primary Productivity)、碳循环(Carbon Cycle)、全球变化研究的基础,其本身亦具有一定的现实意义。 利用遥感数据进行大范围的生物量估算,对中国陆地生物量进行遥感估算和动态监 测,以便对研究区的生物量变化和生态灾荒作出及时反应,为有关部门制定宏观调控政策 及应急性外交政策提供科学依据。同时,对生物量与饥荒及贫困遥感动态监测研究是摸清 我国和周边国家土地和植被资源发展潜力和趋势的关键,对于制定我国大农业持续发展战 略,实现粮食保障具有重要意义。这一研究得到中国科学院“九五”重点和特别支持项目 “中国资源环境遥感信息系统及农情速报”的支持,其结果将最终集成到中国资源环境信 息系统中,并投入业务运行。 本研究运用多时相的遥感信息,在地理信息系统的支持下,综合地学、生态学信息, 开展了中国陆地生态系统生物量的动态监测研究。本论文着重研究的内容有以下几个方 面: (1)植被指数模型的研究、选择与植被指数的提取和分析。首先总结了从第一个植 被指数模型──比值植被指数(RVI)的出现至今20多年来植被指数的研究进展,主要对 比了NDVI、SAVI、MSAVI等三种植被指数在中国全域范围多植被覆盖情况下的适宜性, 并进行了NDVI、SAVI、MSAVI与生物量的相关关系研究。MSAVI因具有有效地消除土壤背景影响、与生物量相关性好的优势而选为研究所用;而后进行了MSAVI提取以及其 与气温、降水、生物量等相关分析,为下一步的生物量遥感估算奠定基础。 (2)综合因素层的建立。首先根据样区样点的生物量与各影响因子的相关性,选出 主要影响因子:气象因子、地形地貌因子、土壤植被因子。并对指标进行量化,利用层次 分析法给出影响因子的权重和权数,进而生成综合因素层。综合因素层的建立是生物量遥 感地学模型的关键,也使生物量遥感地学模型区别于其它生物量遥感模型。 (3)生物量遥感地学模型的构建。在植被分类、植被指数提取、生物量与光谱信息、 相关地学、生态学因子的分析、综合因素层建立等一系列研究工作基础上,建立了遥感地 学模型,并比较了在本研究区不同生物量模型的估算结果。结果表明:生物量遥感地学模 型能够更好地反应生物量的现状和动态变化。遥感地学模型的构建,既是本研究工作的难 点,也是本研究工作的创新之处。 (4)植被指数和生物量时空变化模式分析。在以上诸多工作的基础上,选取剖面线、 样区和样点,对MSAVI与生物量时空变化进行分析。MSAVI 和生物量在空间分布上总体 存在着南高北低的纬向变化规律、东高西低的经向变化规律和随海拔升高而渐低的垂直变 化规律。在季相分布上总体存在着高值南早北迟的空间变化规律和同一地区植被指数随着 时间的推移表现为春增夏高秋减冬低的整体趋势。同时不同地区由于地理、生态环境的差 异而表现出不同的时间变化规律,表现为绿波自南向北、褐波自北向南的推移;这一变化 模式的形成原因是因为中国陆地生态环境存在着相应的区域分异规律。 利用MSAVI进行大区域的生物量估算和动态监测,国内外并不多见,无论技术手段 还是理论研究都不甚成熟,从某种意义上讲,作者是在进行一种新的尝试,技术和理论上 还存在着一定的问题。同时,由于时间上的限制,还有许多问题需要在今后的研究工作中 逐步解决、逐步完善,这些问题主要包括: (l)插值问题。虽然许多生态环境因子在空间分布上是连续的,但定位观测却只能 在观测站(点)上进行,是离散的。要获得研究区整个面上的数据,插值技术是必需的, 而插值的精度问题直接影响到数据的分析结果,进而影响到模型的建立。 (2)植被分类问题,植被分类的精度直接影响着生物量的估算结果。不同植被种类, 其植被指数与生物量之间的关系是不一样的,甚至相差悬殊。即使同一植被类型,不同的 生长状况,即使MSAVI相同,其生物量也存在着一定的差异。而AVHRR数据们空间分 辨率为1j千米,严格地讲,不存在正像元,均为混合像元。因此生物量估算精度的提高, 还需理论上的完善和技术上的改进。
【学位授予单位】:陕西师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2000
【分类号】:X87;P208

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前6条
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中国博士学位论文全文数据库 前3条
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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8 张世利;基于RS、GIS的闽江流域杉木林生物量及碳贮量估测研究[D];福建农林大学;2008年
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10 张佳;延河流域生物量承载状态及其空间分布评估[D];西北农林科技大学;2010年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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10 盛永伟,陈维英,肖乾广,郭亮;利用气象卫星植被指数进行我国植被的宏观分类[J];科学通报;1995年01期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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2 白艳芬;马海州;沙占江;;基于遥感和GIS技术的青海湖北岸植被覆盖动态变化监测[J];安徽农业科学;2008年09期
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9 谭昌伟;周清波;郭文善;;小麦籽粒品质遥感预测研究综述[J];安徽农业科学;2009年17期
10 张振锋;游广永;张瑞芳;代磊强;赵元杰;;我国草原生态系统退化与恢复研究的进展与启示[J];安徽农业科学;2009年20期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
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3 白红英;张善红;章杰;;太白山植被时空变化及其高山林线变化研究[A];2011中国环境科学学会学术年会论文集(第四卷)[C];2011年
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6 王静;郭铌;王振国;李小媛;;甘南草地地上部生物量遥感监测模型[A];全国农业遥感技术研讨会论文集[C];2009年
7 包刚;包玉海;阿拉腾图雅;郭利彪;;用MODIS数据和CASA模型估算近五年内蒙古植被净初级生产力[A];全国农业遥感技术研讨会论文集[C];2009年
8 沈蔚;彭光雄;;湖南省生态资产遥感测量与GDP空间分布研究[A];全国国土资源与环境遥感应用技术研讨会论文集[C];2009年
9 吕晓英;;我国西部牧区建设社会主义新农村的重点和难点问题[A];社会主义新农村建设高层论坛专辑[C];2006年
10 马蔼乃;;钱学森与地理科学[A];钱学森科学贡献暨学术思想研讨会论文集[C];2001年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
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2 穆振侠;高寒山区降水垂直分布规律及融雪径流模拟研究[D];新疆农业大学;2010年
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8 方江平;西藏原始林芝云杉林群落结构与功能研究[D];中南林业科技大学;2010年
9 高述超;长沙城市森林生态系统养分循环与碳平衡研究[D];中南林业科技大学;2010年
10 戴兴安;长沙市湿地生态服务功能评估研究[D];中南林业科技大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 韦居恒;武汉市城市湖泊湿地生态承载力分析研究[D];华中农业大学;2010年
2 鹿业涛;左江流域植物气候生产力遥感监测方法研究[D];广西师范学院;2010年
3 张巍;WEB GIS配方施肥系统研究[D];郑州大学;2010年
4 雷彤;基于高光谱的苹果花期果期光谱特征分析及其果量估测[D];山东农业大学;2010年
5 冯慧慧;基于作物模型和GIS的县域水稻产量动态预测技术研究[D];安徽农业大学;2010年
6 赵晶晶;基于生态足迹分析的快速城市化地区生态安全研究—以浙江省义乌市为例[D];辽宁工程技术大学;2009年
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【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国重要会议论文全文数据库 前4条
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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【二级引证文献】
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2 胡瀞予;陈建璋;魏浚纮;陈朝圳;;应用MODIS影像数据估测台湾陆域生态区之净初级生产力[J];北京林业大学学报;2011年04期
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中国重要会议论文全文数据库 前3条
1 包刚;包玉海;阿拉腾图雅;郭利彪;;用MODIS数据和CASA模型估算近五年内蒙古植被净初级生产力[A];全国农业遥感技术研讨会论文集[C];2009年
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10 向言词,彭少麟,彭秀花,蔡锡安,饶兴权;植物竞争对3种移植树苗生长的影响[J];植物生态学报;2005年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 陈红林;何芳;;湖北森林碳汇量初步估算[A];第二届中国林业学术大会——S10 林业与气候变化论文集[C];2009年
2 陈红林;何芳;;湖北森林碳汇量初步估算[A];经济发展方式转变与自主创新——第十二届中国科学技术协会年会(第一卷)[C];2010年
3 刘妍妍;金光泽;黎如;;小兴安岭阔叶红松林粗木质残体的贮量特征[A];经济发展方式转变与自主创新——第十二届中国科学技术协会年会(第一卷)[C];2010年
4 孙清;袁振宏;李金洋;赵玲;牛卫生;徐丽娜;杨静;;石油污染土壤上氮磷钾配施对甜高粱总糖和生物量的影响[A];2005年中国生物质能技术与可持续发展研讨会论文集[C];2005年
5 郭正刚;王锁民;包爱科;;硅对紫花苜蓿生物学特性及水分生产力影响[A];中国草学会青年工作委员会学术研讨会论文集[C];2007年
6 朱媛;冯源;祖艳群;杨生超;何永美;李元;;不同时期UV-B辐射增强对灯盏花生物量和药用有效成分产量的影响[A];第三届全国农业环境科学学术研讨会论文集[C];2009年
7 姜作发;战培荣;赵吉伟;赵春刚;董崇智;唐富江;;兴凯湖浮游植物种类、生物量及数量变动研究[A];可持续水产养殖——资源、环境、质量——2003水产科技论坛论文集[C];2003年
8 祝美俊;王显国;孙彦;韩建国;王培;樊奋成;鲍青龙;;施钾对草地早熟禾生物量、枯草量和草坪质量的影响[A];草坪与地被科学进展论文汇编[C];2006年
9 张学权;胡庭兴;张建;;模拟林(竹)草退耕模式下遮荫对三种牧草净光合速率和生物量影响的比较分析[A];2006中国草业发展论坛论文集[C];2006年
10 何峰;李向林;万里强;王国良;;坝上羊草草原不同时期生长比较研究[A];中国草学会饲料生产委员会2007年会暨第十四次学术研讨会论文集[C];2007年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 白秀萍;走近日本木质生物量利用[N];中国绿色时报;2008年
2 中国工程院院士 冯宗炜;中国森林对全球碳循环及气候变化做贡献[N];科技日报;2010年
3 姚学文 伍谦 邹敏 刘丹;田大伦:让杉木林成为财富之源[N];湖南经济报;2006年
4 辛文;西班牙鳀鱼生物量上升[N];中国渔业报;2009年
5 王锦;积极开发林业生物质能源[N];中国证券报;2007年
6 本报记者  姚学文 通讯员  伍谦 邹敏 实习生 刘丹;田大伦:让杉木成为财富之源[N];湖南日报;2006年
7 李家玉;食虫,人类未来的“家常便饭”[N];中国绿色时报;2009年
8 杨帆;人工增雨造福黄河上游地区[N];中国环境报;2006年
9 王树海 宋传民 朱丰锡 任方旭 杨建花 张炳军 隋洪信 杨少勇;王悦兵;滨海池塘漠斑牙鲆养殖初探[N];中国渔业报;2006年
10 于汝元;城市绿化应以树为主[N];湖南经济报;2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 曹庆先;北部湾沿海红树林生物量和碳贮量的遥感估算[D];中国林业科学研究院;2010年
2 肖兴威;中国森林生物量与生产力的研究[D];东北林业大学;2005年
3 罗天祥;中国主要森林类型生物生产力格局及其数学模型[D];中国科学院研究生院(国家计划委员会自然资源综合考察委员会);1996年
4 张世虎;青藏高原东部高寒草甸土壤氮的矿化和硝化及地上地下关系的研究[D];兰州大学;2011年
5 叶冬梅;乌兰布和沙漠土壤水分动态和白刺群落特征研究[D];内蒙古农业大学;2005年
6 孙军;海洋浮游植物细胞体积和表面积模型及其转换生物量[D];中国海洋大学;2004年
7 白静;油松人工林生长特征及其与林分结构关系研究[D];内蒙古农业大学;2008年
8 陈宏伟;西南桦人工林群落特征及土壤肥力变化研究[D];北京林业大学;2008年
9 钟海秀;环境因子对拟南芥芥子油苷组成和含量的影响[D];东北林业大学;2007年
10 应天玉;城市森林资源结构与降温功能评价研究[D];东北林业大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 孙国定;松材线虫病的传播特点和治疗技术研究[D];南京林业大学;2006年
2 彭胜;海草矮大叶藻生物量与热值的动态研究[D];广西大学;2007年
3 代飞飞;浮游植物物种丰富度对集群生物量与稳定性影响的研究[D];中国海洋大学;2007年
4 陈慧娟;五节芒生物量及其热值的动态研究[D];华中农业大学;2009年
5 闵志强;长白落叶松生物量估测模型研究[D];北京林业大学;2010年
6 崔爽 ;外源赤霉素(GA_3)对羊草生长发育及生物量的影响[D];东北师范大学;2004年
7 袁敏;重金属污染对龙须草生长及其生理生化特性的影响[D];湖南农业大学;2005年
8 鲍连艳;空军某机场及其周围鸟类群落生态与鸟撞相关性研究[D];山东师范大学;2005年
9 张琼;桉树工业原料林生态系统生物量和碳贮量初步研究[D];福建农林大学;2005年
10 苏文会;关于大木竹的开发与利用评价[D];中国林业科学研究院;2005年
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