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长江口盐沼植被的光谱特征研究

高占国  
【摘要】:长江口盐沼群落的区域或景观生态研究需要拥有大尺度上而且准确的数据源。高空间分辨率和高光谱分辨率的遥感数据不仅可以在空间分辨率上满足研究需要,而且在光谱信息上可以对群落的生物物理化学性状作出响应。长江口的盐沼植被群落之间的光谱特征差异,尤其是植物特征相似的本土芦苇(Phragmites australis)群落与外来的互花米草(Spartina alterniflora)群落、海三棱藨草(Scirpus mariqueter)或者藨草(Scirpus triqueter)群落与糙叶苔草(Carex scabrifolia)群落之间的光谱差异能作出准确识别,则可以推动长江口盐沼植被群落在较大尺度上的生态研究,能够准确监测外来物种互花米草与本土植被之间的时空动态分布变化。 研究的目的是建立长江口盐沼植被的冠层光谱与群落的生态与环境因子数据库,分析盐沼群落之间的冠层光谱差异,探索盐沼植被光谱识别和分类的适宜季相和有效策略。 研究选择长江口崇明东滩候鸟自然保护区为研究区域,研究对象为长江口的主要五种群落:芦苇、互花米草、海三棱藨草、藨草和糙叶苔草。运用便携式地物光谱仪ASD FieldSpec Pro JR测定了436个群落样方,除采集群落冠层光谱数据外,还测定了样方的生态与环境因子:样方物种组成、群落盖度、高度、叶面积指数、枯枝落叶盖度、样方GPS定位、样方高程、样方土壤的含水量、pH值、电导率等。选取部分时相的数据建立了长江口盐沼植被群落以盖度为梯度的光谱库,同时配套其生态与环境因子属性特征。在分析了光谱库中群落之间光谱特征的基本差异后,选择了夏季的数据进行了植被群落光谱特征的间接排序,选择了春夏秋三个季节的数据结合群落物候期特征进行了多时相的光谱特征差异分析。 夏季群落光谱特征的间接排序,是将光谱数据用ASD ViewSpec 4.02按照12个小型机载成像光谱仪(CASI)默认植被波段组进行了截取与平均处理,最后得到模拟CASI的12个波段的群落光谱数据,应用主分量分析法和相关分析分析了不同群落光谱特征与生态环境因子之间的关系。分析结果表明,植物光谱特征数据的PCA排序轴可以显示盐沼群落种类组成由光滩—海三棱藨草群落—互花米草和芦苇群落的变化顺序。选择的12个CASI波段组中,可见光波段441~461nm、480~500nm、548~557nm、666~674nm和694~703nm,近红外波段的705~711nm可对光滩和主要是海三棱藨草群落的低盖度群落进行识别,近红外波段736~744nm、746~753nm、761~765nm、775~784nm、815~824nm和860~870nm,可识别主要是互花米草群落和芦苇群落的高盖度盐沼湿地植被。盐沼植被种类组成、结构和生物量、土壤背景等特征上的明显


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