近20年陕北黄土高原植被覆盖度动态变化及景观格局研究

发布时间：2017-07-19 13:02

  本文关键词：近20年陕北黄土高原植被覆盖度动态变化及景观格局研究

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【摘要】：陕北黄土高原地处黄土高原地理中心位置,是黄土高原地区生态环境最为脆弱,水土流失最为严重的区域。植被覆盖度作为生态环境建设和生态系统评价的综合量化指标和重要参数,研究植被覆盖度的估算、动态变化及其景观格局演变,对有效实施水土保持、生态修复与环境建设具有重要意义。 本文以陕北黄土高原为研究区域,以1990年、2000年、2010年夏季Landsat TM为遥感数据源。利用像元二分改进模型方法估算植被覆盖度,并对其进行分级,在此基础之上运用转移矩阵法、差值法、重心偏移法和景观结构指数对研究区植被覆盖度动态变化和景观格局演变进行分析,取得的研究成果如下： 1、从1990年到2010年,陕北黄土高原植被覆盖度呈波动上升趋势。研究时段I(1990年-2000年),植被退化严重,净退化面积约为38377km2,研究时段Ⅱ(2000年-2010年),植被改善良好,净改善面积约为47458km2。不同等级植被覆盖度的转移变化存在差异,劣等和优等植被覆盖度以数量转移为主,差等植被覆盖度表现为空间位置的转移,中等和良等植被覆盖度在数量上和空间上均有转移变化。 2、陕北黄土高原植被覆盖度动态变化的空间分布区域不同。时段I内植被覆盖度变差的区域集中在研究区中部的黄土梁峁丘陵沟壑区,北部的黄土峁状梁区和西部白于山一带,植被覆盖变好的区域集中在南部的土石低山丘陵区,东部的黄土梁塬区和北部的长城沿线附近；时段II内,研究区北部长城沿线附近和南部土石低山丘陵地区植被覆盖集中变差,研究区中部和中部向西的地区则是植被覆盖集中变好的区域。从1990年到2010年植被覆盖变好趋势明显,主要集中在研究区中部,但北部黄土峁状梁区的府谷县和神木县境内植被变差趋势尤为显著。 3、劣等、差等、中等、良等、优等植被覆盖度的重心依次从高纬度逐渐向低纬度偏移。从1990年到2010年,不同等级植被覆盖度重心偏移走势不同,向东北方向偏移是小于等于40%的植被覆盖度,向西南方向偏移的是大于等于60%的植被覆盖度,中等植被覆盖度的重心整体向正南方向移动。植被覆盖度在空间上成西南—东北两个方向扩张的分布趋势。 4、从1990年到2010年,陕北黄土高原的景观格局表现为破碎化程度降低,景观斑块的优势度下降,斑块延展趋势和聚集程度增强,空间分布趋于均匀化。森林区、森林草原区、干草原和沙化草原区的景观格局演变均表现为景观破碎程度水平降低,景观异质性程度下降,斑块形状越来越复杂,斑块在空间上聚集分布的趋势增加,景观多样性和均匀度基本不变。总的来说,陕北黄土高原三个植被区的植被系统质量信息、生态环境系统、生态服务功能表现为森林区森林草原区干草原和沙化草原区。这是地形地貌、气候条件、植被类型和人为活动共同作用形成的结果。
【关键词】：植被覆盖度 像元二分模型 空间动态变化 景观格局 陕北黄土高原
【学位授予单位】：西北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：Q948;P901;P237
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第一章 绪论11-20
• 1.1 研究背景和意义11-12
• 1.2 国内外研究进展12-17
• 1.2.1 植被覆盖度估算方法研究进展12-15
• 1.2.1.1 植被覆盖度地面测定方法12-13
• 1.2.1.2 植被覆盖度遥感反演方法13-15
• 1.2.2 区域尺度植被覆盖变化研究15-16
• 1.2.3 基于RS与GIS景观格局研究进展16
• 1.2.4 存在的问题16-17
• 1.3 论文的主要研究工作17-20
• 1.3.1 研究目标17
• 1.3.2 研究内容17
• 1.3.3 研究方法17-18
• 1.3.4 技术路线18-20
• 第二章 研究区与数据源20-31
• 2.1 研究区概况20-22
• 2.1.1 区域范围20
• 2.1.2 地质地貌20-21
• 2.1.3 气候水文21
• 2.1.4 植被资源概况21-22
• 2.2 遥感数据获取与预处理22-31
• 2.2.1 数据源的获取22-23
• 2.2.2 遥感影像的预处理23-31
• 2.2.2.1 辐射定标24-25
• 2.2.2.2 大气校正25-29
• 2.2.2.3 投影变换29
• 2.2.2.4 几何校正29
• 2.2.2.5 影像裁剪和镶嵌29-31
• 第三章 陕北黄土高原植被覆盖度模型的建立31-41
• 3.1 植被的光谱特征简介31-32
• 3.2 植被指数32-33
• 3.3 像元二分模型33-34
• 3.4 植被覆盖度估算模型的建立34-41
• 3.4.1 参数NDVI_(soil)与NDVI_(veg)的取值34-35
• 3.4.2 陕北黄土高原植被覆盖度估算过程35-41
• 3.4.2.1 归一化植被指数NDVI的计算36-37
• 3.4.2.2 参数NDVI_(soil)和NDVI_(veg)的确定37-38
• 3.4.2.3 植被覆盖度的反演与分级38-41
• 第四章 陕北黄土高原植被覆盖度动态变化分析41-58
• 4.1 植被覆盖度变化特征分析41-46
• 4.1.1 不同等级植被覆盖度面积变化分析41-42
• 4.1.2 不同等级植被覆盖度动态变化分析42-46
• 4.1.2.1 植被覆盖度转移变化分析42-44
• 4.1.2.2 植被覆盖度交换变化分析44-46
• 4.2 植被覆盖度空间变化46-48
• 4.2.1 植被覆盖度变化监测方法46
• 4.2.2 植被覆盖度动态变化分析46-48
• 4.3 植被覆盖度重心偏移趋势48-53
• 4.3.1 植被覆盖度重心分析方法48-49
• 4.3.2 不同等级植被覆盖度重心偏移轨迹分析49-53
• 4.4 植被覆盖变化的影响因素分析53-58
• 4.4.1 气候对植被覆盖度变化的影响53-57
• 4.4.2 人为活动对植被覆盖度变化的影响57-58
• 第五章 陕北黄土高原植被覆盖度景观格局分析58-72
• 5.1 景观生态格局分析软件FRAGTATES简介58
• 5.2 陕北黄土高原植被景观分区58-59
• 5.3 景观结构指标指数59-63
• 5.3.1 景观指数的选择原则与技术59-60
• 5.3.2 景观格局指标指数60-63
• 5.3.2.1 面积指标60
• 5.3.2.2 斑块密度指标60-61
• 5.3.2.3 最大斑块指数61
• 5.3.2.4 面积周长分维数61-62
• 5.3.2.5 蔓延度与离散度指标62
• 5.3.2.6 多样性与均匀度指数62-63
• 5.4 不同时期植被覆盖度景观格局总体特征63-65
• 5.4.1 陕北黄土高原植被覆盖景观格局总体特征63-64
• 5.4.2 不同植被区植被覆盖景观格局总体特征64-65
• 5.5 植被区不同等级植被覆盖度景观格局特征65-72
• 5.5.1 森林区景观格局分析65-67
• 5.5.2 森林草原区景观格局分析67-69
• 5.5.3 干草原和沙化草原区景观格局分析69-72
• 第六章 结论72-74
• 6.1 结论72-73
• 6.2 不足与展望73-74
• 参考文献74-81
• 攻读硕士学位期间取得的成果81-82
• 致谢82

【参考文献】

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本文编号：562975