浙江沿海滩涂入侵物种互花米草(Spartina alterniflora)时空动态预测及生物量估测模型构建研究

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湿地是位于陆地生态系统和水生生态系统之间的水陆相互作用而形成的独特生态系统，是地球生态环境的重要组成部分，具有巨大的资源潜力和生态、社会、经济功能；滩涂湿地是地球生态系统中最有机部分之一，是陆地、海洋和大气之间各种过程相互作用最活跃的过渡带，具有很高的自然能量和生物生产力，健康的湿地生态系统是区域生态安全的重要组成部分和社会经济可持续发展的重要基础。互花米草(Spartina alterniflora)，禾本科米草属多年生草本植物，具有耐盐、耐淹、生长繁殖快和生态幅宽的特点，1979年由南京大学仲崇信教授引入我国，用于固滩、护堤，并取得良好效果。但伴随着互花米草种群面积的日益扩张，对当地自然生态系统造成负面影响，并带来较为严重的经济及社会危害。浙江省于1983年开始在玉环县桐丽五门滩涂试种16m2互花米草，其后在浙江沿海滩涂迅速扩散，已给当地生态系统带来危害。随着3S技术的飞速发展和广泛应用,利用3S技术来研究植被已是一个重要技术手段,特别是海岸带植被的调查和研究。
　　本研究主要内容包括：⑴以浙江省宁波市象山港区域的入侵植物互花米草种群为研究对象，对象山港区域2002年、2006年及2010年三期期遥感影像进行监督分类和目视解译，提取互花米草群落空间分布信息。同时运用IDRISI软件分析互花米草群落空间分布状况和动态变化过程，利用CA-Markov模型，对2010年和2014年的象山港区域互花米草群落进行空间分布预测；并以2010年及2013年的遥感影像解译图对其进行预测精度验证，总体Kappa系数分别为81.99％和85.57%。结果说明CA-Markov模型对浙江宁波象山港互花米草空间分布预测效果较好。据此利用CA-Markov模型对象山港区域未来16年的互花米草群落动态变化及演变趋势进行预测。⑵基于最新卫星遥感数据Landsat-OLI，结合野外实地生物量调查数据，分析了互花米草地上生物量与光谱信息之间的相关关系。采用一元线性回归、一元非线性回归以及多元线性逐步回归等方法构建了浙江沿海滩涂入侵物种互花米草地上生物量遥感估算模型，并对比选择最优模型。结果表明：互花米草生物量实测值与Landsat-OLI数据近红外NIR波段、短波红外SWIR1波段、归一化植被指数NDVI、差值植被指数DVI、垂直植被指数PVI、土壤调整植被指数SAVI、绿度植被指数GVI显著相关，与重归一化植被指数RDVI呈极显著相关关系；对比一元线性回归模型、一元非线性回归模型(对数、二次多项式、三次多项式、复合函数、幂函数、S型曲线、生长函数、指数函数)及多元线性回归模型，发现一元非线性回归模型的拟合精度较高，其中互花米草生物量实测值与相对应的绿度植被指数GVI的S型曲线函数模型的模拟精度最高；用未参与建模的互花米草地上生物量实测值对模拟精度最高的回归模型进行精度验证，得到其最大相对误差为25.6%，平均相对误差17.7%，证明回归模型能较好的模拟互花米草地上生物量。⑶利用2014年卫星影像Landsat-OLI数据，解译出浙江省沿海滩涂入侵物种互花米草的种群信息，基于生物量遥感估算模型，计算出浙江省目前互花米草种群的生物量。

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作者
邱亚会;
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作者单位

杭州师范大学;

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授予单位杭州师范大学;
学科生态学
授予学位硕士
导师姓名卢剑波;
年度 2015
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类植物生态学;
关键词
滩涂湿地; 物种入侵; 互花米草; 植物生态学;

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