浙江沿海灘涂入侵物種互花米草(Spartina alterniflora)時空動態(tài)預測及生物量估測模型構建研究.pdf

1、濕地是位于陸地生態(tài)系統(tǒng)和水生生態(tài)系統(tǒng)之間的水陸相互作用而形成的獨特生態(tài)系統(tǒng)，是地球生態(tài)環(huán)境的重要組成部分，具有巨大的資源潛力和生態(tài)、社會、經(jīng)濟功能；灘涂濕地是地球生態(tài)系統(tǒng)中最有機部分之一，是陸地、海洋和大氣之間各種過程相互作用最活躍的過渡帶，具有很高的自然能量和生物生產(chǎn)力，健康的濕地生態(tài)系統(tǒng)是區(qū)域生態(tài)安全的重要組成部分和社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的重要基礎?；セ撞?Spartina alterniflora)，禾本科米草屬多年生草本植物，具有

2、耐鹽、耐淹、生長繁殖快和生態(tài)幅寬的特點，1979年由南京大學仲崇信教授引入我國，用于固灘、護堤，并取得良好效果。但伴隨著互花米草種群面積的日益擴張，對當?shù)刈匀簧鷳B(tài)系統(tǒng)造成負面影響，并帶來較為嚴重的經(jīng)濟及社會危害。浙江省于1983年開始在玉環(huán)縣桐麗五門灘涂試種16m2互花米草，其后在浙江沿海灘涂迅速擴散，已給當?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)帶來危害。隨著3S技術的飛速發(fā)展和廣泛應用,利用3S技術來研究植被已是一個重要技術手段,特別是海岸帶植被的調(diào)查和研究。<

3、br>　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴以浙江省寧波市象山港區(qū)域的入侵植物互花米草種群為研究對象，對象山港區(qū)域2002年、2006年及2010年三期期遙感影像進行監(jiān)督分類和目視解譯，提取互花米草群落空間分布信息。同時運用IDRISI軟件分析互花米草群落空間分布狀況和動態(tài)變化過程，利用CA-Markov模型，對2010年和2014年的象山港區(qū)域互花米草群落進行空間分布預測；并以2010年及2013年的遙感影像解譯圖對其進行預測精度驗證，總體Kap

4、pa系數(shù)分別為81.99％和85.57%。結果說明CA-Markov模型對浙江寧波象山港互花米草空間分布預測效果較好。據(jù)此利用CA-Markov模型對象山港區(qū)域未來16年的互花米草群落動態(tài)變化及演變趨勢進行預測。⑵基于最新衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)Landsat-OLI，結合野外實地生物量調(diào)查數(shù)據(jù)，分析了互花米草地上生物量與光譜信息之間的相關關系。采用一元線性回歸、一元非線性回歸以及多元線性逐步回歸等方法構建了浙江沿海灘涂入侵物種互花米草地上生物量遙

5、感估算模型，并對比選擇最優(yōu)模型。結果表明：互花米草生物量實測值與Landsat-OLI數(shù)據(jù)近紅外NIR波段、短波紅外SWIR1波段、歸一化植被指數(shù)NDVI、差值植被指數(shù)DVI、垂直植被指數(shù)PVI、土壤調(diào)整植被指數(shù)SAVI、綠度植被指數(shù)GVI顯著相關，與重歸一化植被指數(shù)RDVI呈極顯著相關關系；對比一元線性回歸模型、一元非線性回歸模型(對數(shù)、二次多項式、三次多項式、復合函數(shù)、冪函數(shù)、S型曲線、生長函數(shù)、指數(shù)函數(shù))及多元線性回歸模型，發(fā)現(xiàn)一

6、元非線性回歸模型的擬合精度較高，其中互花米草生物量實測值與相對應的綠度植被指數(shù)GVI的S型曲線函數(shù)模型的模擬精度最高；用未參與建模的互花米草地上生物量實測值對模擬精度最高的回歸模型進行精度驗證，得到其最大相對誤差為25.6%，平均相對誤差17.7%，證明回歸模型能較好的模擬互花米草地上生物量。⑶利用2014年衛(wèi)星影像Landsat-OLI數(shù)據(jù)，解譯出浙江省沿海灘涂入侵物種互花米草的種群信息，基于生物量遙感估算模型，計算出浙江省目前互花米