基于MODIS時間序列的松嫩平原鹽堿地動態(tài)變化研究.pdf

1、土壤鹽堿化是一種嚴(yán)重的土地退化現(xiàn)象。土壤鹽堿化破壞了生態(tài)平衡，導(dǎo)致大面積荒漠形成和土地生產(chǎn)力衰退甚至喪失，且直接影響當(dāng)?shù)匦竽翗I(yè)發(fā)展，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件惡化，嚴(yán)重影響和制約了區(qū)域農(nóng)業(yè)和經(jīng)濟的發(fā)展。而松嫩平原已經(jīng)成為世界三大蘇打鹽堿化土壤分布區(qū)之一，鹽堿土總面積占平原面積的19.4％。土壤鹽堿化問題十分突出，也是農(nóng)牧業(yè)發(fā)展的重要障礙因素。因此，對該區(qū)域土壤鹽堿化狀況的監(jiān)測迫在眉睫。
　　本文以松嫩平原為研究對象，以2001、2008、201

2、5年期間的MOD13Q1為數(shù)據(jù)源，提取歸一化植被指數(shù)(NDVI)、藍(lán)光波段(B)、紅光波段(R）、近紅外波段（NIR）、中紅外波段(MIR)。利用TIMESAT軟件對NDVI時間序列數(shù)據(jù)應(yīng)用高斯函數(shù)擬合并獲取十一個物候參數(shù)(Phenology，PH)，包括:植被生長季開始期(SOS)、生長季結(jié)束期(EOS)、生長季長度(LOS)、基值(BOS)、生長季中值(TOMS)、生長季NDVI峰值(POS)、NDVI時序曲線振幅(AOS)、NDV

3、I時序曲線左導(dǎo)數(shù)(ROG)、NDVI時序曲線右導(dǎo)數(shù)(ROS)、NDVI時序曲線小積分(GSG)、NDVI時序曲線大積分(NSG)。利用ENVI軟件有效綜合多時相光譜信息，光譜統(tǒng)計特征包括年平均值(MEAN)、最大值(MAX)和最小值(MIN)。結(jié)合2015年左右的Landsat8OLI影像及2015年4月上旬鹽堿土實地采樣數(shù)據(jù)選取研究區(qū)七種主要土地覆蓋類型（耕地1、耕地2、林地、草地、沼澤、水域、建筑用地）以及輕度、中度、重度鹽堿土樣本

4、。以鹽堿土表面光譜反射率及植被物候參數(shù)作為分類變量，應(yīng)用分類回歸樹(Classification And Regression Tree，CART)方法確定像素歸屬類別，比較光譜、物候及兩者相結(jié)合特征對鹽堿地的分類效果，得到2015年鹽堿地分布狀況。并將此分類方法應(yīng)用于2001、2008年鹽堿地信息提取中，得到近15年來松嫩平原鹽堿地分布狀況，從而研究其實時動態(tài)變化過程。
　　研究結(jié)果表明:
　　(1)不同鹽堿化程度土壤中植

5、被物候特征存在差異，表明物候信息在一定程度上對鹽堿化程度有指示作用。
　　(2)經(jīng)過不同時間序列特征組合分類對比可知，鹽堿地分類精度的關(guān)系為:光譜+物候＞光譜＞物候。單一光譜反射率對鹽堿地的分類效果優(yōu)于物候參數(shù)，物候特征的引入大大提高了單一光譜特征對鹽堿地的分類精度，尤其是對于鹽堿化程度較高的中度、重度鹽堿土分類精度有明顯提高。而輕度鹽堿土分類精度不高，主要是由于其容易與部分低產(chǎn)田混分。
　　(3)根據(jù)分類統(tǒng)計結(jié)果，鹽堿地主

6、要分布于平原西南部。近15年間中度鹽堿地遷移距離最遠(yuǎn)，輕度、重度鹽堿地遷移距離較短;鹽堿地重心整體朝著西南方向遷移。土壤鹽堿化總體上呈現(xiàn)好轉(zhuǎn)趨勢，各類鹽堿地面積顯著減少，鹽堿地減少總面積為15724.38km2，減少速度為1048.29km2/a。研究區(qū)內(nèi)鹽堿程度減輕，且2000～2008年間好轉(zhuǎn)速度較快，是鹽堿地恢復(fù)最主要、最關(guān)鍵的時段。由于鹽堿化程度較重的區(qū)域改良較為困難，此區(qū)域鹽堿地面積相對變化率小于全區(qū)域，鹽堿地變化速度相對較慢