基于信息技術(shù)的楓橋香榧生境特征分析與適宜性評(píng)價(jià).pdf

1、本文以我國(guó)特有的珍稀果樹(shù)楓橋香榧為例，在充分掌握楓橋香榧野外分布及其生物生態(tài)學(xué)特性的基礎(chǔ)上，依托研究區(qū)地學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)，運(yùn)用信息技術(shù)的強(qiáng)大功能，通過(guò)多樣區(qū)的綜合分析，提取出具有普遍性和代表性的楓橋香榧適生環(huán)境的生境特征及其關(guān)鍵性的限制因子，綜合分析適生環(huán)境的形成機(jī)理，借助Logistic方法建立評(píng)價(jià)和決策模型，根據(jù)所建模型反演和預(yù)測(cè)楓橋香榧最佳適生區(qū)域。研究結(jié)果將有助于闡明楓橋香榧生境特征及其選擇機(jī)制，為楓橋香榧種植規(guī)劃決策提供科學(xué)依據(jù)。主要

2、研究?jī)?nèi)容和結(jié)果概述如下：
　　 (1)基于面向?qū)ο蠓椒ǖ腎KONOS影像楓橋香榧分布信息提取
　　 利用高分辨率IKONOS影像為遙感數(shù)據(jù)源，采用面向?qū)ο蟮男畔⑻崛》椒?，利用光譜、形狀、紋理等構(gòu)建特征空間，進(jìn)行研究區(qū)楓橋香榧空間分布信息提取，并與常規(guī)監(jiān)督分類結(jié)果進(jìn)行比較。結(jié)果顯示，應(yīng)用面向?qū)ο蠓椒ㄟM(jìn)行信息提取的總體精度達(dá)到81.67％，其中楓橋香榧分類精度達(dá)到74.32％，Kappa系數(shù)達(dá)到0.75，分別比監(jiān)督分類精確度

3、提高6％、15.65％和10.39％。研究表明，借助高分辨率的遙感影像和面向?qū)ο蟮姆诸惙椒ㄟM(jìn)行楓橋香榧空問(wèn)分布信息提取的精度能夠滿足研究區(qū)對(duì)于楓橋香榧資源調(diào)查和生境結(jié)構(gòu)分析的要求。
　　 (2)楓橋香榧分布區(qū)地質(zhì)、土壤與小氣候要素特征分析
　　 在Arcgis9.0的支持下，通過(guò)對(duì)研究區(qū)楓橋香榧分布圖與各種資源環(huán)境圖件的空間疊加與計(jì)算，對(duì)研究區(qū)楓橋香榧分布與地質(zhì)、土壤和小氣候要素進(jìn)行定量分析和統(tǒng)計(jì)，揭示楓橋香榧生境分布的

4、環(huán)境特征。統(tǒng)計(jì)分析表明，楓橋香榧分布區(qū)母巖多數(shù)為流紋質(zhì)晶屑、玻屑熔結(jié)凝灰?guī)r，占總面積的88.9％。研究區(qū)內(nèi)楓橋香榧70％以上分布在黃泥土和山地黃泥土，是研究區(qū)最適宜楓橋香榧生長(zhǎng)的土壤類型。75.2％的分布區(qū)土壤有機(jī)質(zhì)含量大于2％，61.6％的分布區(qū)土層厚度大于70cm，表明土壤肥力是影響楓橋香榧分布的重要因子之一。和對(duì)照區(qū)相比，楓橋香榧核心區(qū)具有明顯的水分資源優(yōu)勢(shì)，表現(xiàn)為常年空氣濕度大，夏季溫涼多雨，2-3月份降水偏多，4-6月份降水偏

5、少的降水分配模式。尤其是夏季高溫干旱季節(jié)的降水量比對(duì)照區(qū)高出55.6mm，同期>35℃的高溫天數(shù)比對(duì)照區(qū)少了32天，這種類型的降水和溫度特征與楓橋香榧生長(zhǎng)發(fā)育關(guān)鍵時(shí)期的氣候需求相互匹配。
　　 (3)基于數(shù)字地形分析的楓橋香榧生境結(jié)構(gòu)空間特征研究
　　 在研究區(qū)1:1萬(wàn)DEM的支持下，利用空間地形分析技術(shù)進(jìn)行楓橋香榧空間分布與各地形因子的疊置分析。結(jié)果表明，與集水線距離的遠(yuǎn)近是影響楓橋香榧分布的重要因子之一，47.76％

6、的楓橋香榧集中分布在距集水線50m以內(nèi)，累計(jì)96.16％的楓橋香榧分布在距集水線150m的空間范圍內(nèi)。楓橋香榧分布對(duì)海拔、坡度、坡向和坡位等地形因子選擇性較高。76.15％的楓橋香榧分布在400-600m高度帶，97.52％的楓橋香榧分布坡度在30°以下，74.43％屬于陽(yáng)坡和半陽(yáng)坡，95.55％的楓橋香榧分布在中坡和下坡位。綜合分析可知，研究區(qū)400-600m高度帶上距離集水線150m空間范圍內(nèi)坡度在30°以下的向陽(yáng)坡地是楓橋香榧最適

7、宜的空間分布區(qū)域。楓橋香榧幼苗期對(duì)環(huán)境因子特別是水分的高度選擇性是楓橋香榧分布的海拔等地形因子分異的主要原因。
　　 (4)楓橋香榧適生環(huán)境因子分析與生態(tài)適宜性評(píng)價(jià)
　　 采用SPSS統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)與集水線距離、海拔、坡度、土壤濕潤(rùn)度、太陽(yáng)直接輻射量、坡向、土壤質(zhì)地和土壤有機(jī)質(zhì)這8個(gè)指標(biāo)進(jìn)行主成分分析。結(jié)果表明，楓橋香榧生境選擇的主要影響因素依次為水分、熱量與土壤養(yǎng)分因子。楓橋香榧根系生理特性及其在開(kāi)花結(jié)實(shí)過(guò)程對(duì)環(huán)境因子的獨(dú)

8、特需求表明，水分因子可能是影響楓橋香榧生境形成的最重要的生態(tài)因子之一。應(yīng)用Logistic回歸模型對(duì)研究區(qū)楓橋香榧空間分布與環(huán)境因子的關(guān)系進(jìn)行建模和評(píng)價(jià)。經(jīng)統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)，這8個(gè)參數(shù)對(duì)模型均有顯著性作用。其中，前3個(gè)因子（與集水線距離、年太陽(yáng)輻射量和土壤有機(jī)質(zhì)含量）對(duì)模型的影響是主要的。適宜性評(píng)價(jià)結(jié)果表明，研究區(qū)優(yōu)質(zhì)楓橋香榧生長(zhǎng)的生態(tài)適宜程度較高，中、高度適宜面積占總面積的61.7％；楓橋香榧發(fā)展的后備土地資源潛力較大。
　　 (5)

9、楓橋香榧的產(chǎn)量和品質(zhì)與生境因子的相關(guān)分析
　　 回歸分析表明，楓橋香榧產(chǎn)量與年太陽(yáng)輻射量、海拔、坡向、土壤有機(jī)質(zhì)和鉀含量關(guān)系密切。土壤養(yǎng)分因子，特別是有機(jī)質(zhì)含量和鉀含量高低對(duì)于楓橋香榧產(chǎn)量影響較大。不同生境條件楓橋香榧種子營(yíng)養(yǎng)成分分析表明，原產(chǎn)地楓橋香榧種仁不飽和脂肪酸含量、氨基酸含量和蛋白質(zhì)含量、鉀含量和硒含量均高于引種地楓橋香榧種子相應(yīng)營(yíng)養(yǎng)元素的含量，而原產(chǎn)地楓橋香榧種子的鈣、銅、鋅、鐵、錳、鎂等礦質(zhì)元素含量則低于對(duì)照。和引