艾比湖湿地自然保护区土壤盐分因子光谱诊断研究

发布时间：2020-06-28 21:00

【摘要】：艾比湖湿地国家级自然保护区是我国生物多样性的重要组成部分和天然基因库,自然资源丰富,湿地生态环境独特。然而,随着新疆荒地的肆意开发及水资源的滥用,导致土壤盐渍化面积越来越大,艾比湖盐渍化问题越来越严重,进而侵蚀了农田土地资源,直接影响了艾比湖的生物及生态环境系统。遥感技术可以在短时间内实时监测土壤盐分动态变化,能够准确、科学、迅速获取盐渍化的程度、空间分布特征、水盐运移规律等信息,对艾比湖地区土壤盐渍化的治理利用、统筹规划具有重要意义。本文以艾比湖自然保护区的土壤为研究靶区,分析土壤盐分及七大盐分因子特性;以地面高光谱和Landsat8影像数据为光谱数据,利用数学组合算法建立单波段和多波段组合指数的土壤盐分因子反演模型。主要得出以下结论:(1)由不同土壤层盐分因子分布情况可知,盐因子主要集聚在土壤表层,随深度增加盐分含量逐渐下降,HCO3-在不同土壤层含量基本一致;Cl-含量随土壤深度增加略有下降。Ca2+含量随土壤深度的增加逐渐降低;Mg2+含量在不同土壤层变化不大;Na+含量随土壤深度的增加而下降。SO42-、Cl-变异系数均大于100%为强空间变异性,其中0-10 土壤层中的Cl-变异系数最大为340%,属于极强空间变异性。从土壤剖面图分析可知:A区分为三个阶段,每个阶段水盐状况不同且存在一定的规律性;B区,整体来看主要是表层土壤盐分最高,其次是10-20cm 土壤变化微弱;艾比湖上游C区表层和10-20cm 土壤盐分相差不大;D区域湖区周边土壤10-20cm和20-40cm层土壤的盐分高于表层盐分含量;E区域表层的盐分含量高于10-20cm 和 20-40cm 土壤层。(2)对不同含盐量的光谱曲线进行分析可知:土壤的光谱特征在形式和变化趋势上基本一致。在 600-1400 nm、1450-1750 nm、2000-2100 nm 和 2200-2250nm 处分析发现 Na+与土壤光谱呈正相关。基于波段组合的光谱指数建模结果可知,Na+、Cl-、SO42-的对数和幂函数回归模型的R2值分别为0.7198、0.5365和0.7129,模型效果较好。Cl-、SO42-和Ca2+的一元线性和幂函数回归模型的R2值分别为0.9479、0.6438和0.5696,模型估测效果较好。三种指数型光谱参数(RSI、NDSI和DI)的模型验证效果最好的是SO42-拟合系数分别为R2=0.6461、R2=0.5631 和 R2=0.5384。(3)分析多光谱波段和盐分因子的相关性可知:Bandl-Band7波段内,SO42-和Ca2+相关性呈下降趋势。验证结果表明SO42-与Band1、Band2、Band3、Band4和Band5波段模型精度R2分别为:0.6777、0.6744、0.5506、0.6296和0.5295,验证结果均较好。其次建立多光谱波段组合指数与盐分因子的相关性,效果不佳,本文在此不再赘述。(4)本文基于一种指数将多光谱与高光谱数据融合在一起,建立一个反演盐分因子的综合指数,分析综合指数和盐分因子的相关性,最终建立综合指数模型。结果表明NDSI模型验证结果均较好,其中Ca2+验证精度最好,R2=0.8596,其次是Mg2+验证精度R2=0.4629。NDD指数建立的模型,其中SO42-建立的模型验证效果最好,精度R2=0.6519。SI综合光谱指数与SO42-验证结果R2=0.7648,Ca2+的模型验证结果R2=0.457。
【学位授予单位】：新疆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S153.6;X36
【图文】：

图１－３－２技术路线图黛意图逡逑Ｆｉｇ邋ｌ－３－２Ｔｈｅ邋ｍａｐ邋ｏｆ邋ｒｅｓｅａｒｃｈ邋ｔｅｃｈｎｉｃａｌ邋ｌｉｎｅ逡逑

２．１自然资源状况逡逑２．１．１地理位置．逡逑艾比湖自然保护区位于８２。３６五－８３。５０五，４４。３０队４５。０９＾（图２．１）；面积为２６７０．８１＾２，逡逑是西部重要的咸水湖湿地。艾比湖湿地海拔为１８９ｍ，位于准格尔盆地的底部，导致水盐汇聚逡逑在艾比湖里，致使湖水形成高卤湖。艾比湖东部连接托托乡镇艾比湖保护区地处阿拉山逡逑口下风向，离风口约５公里，致使该地逐步形成荒漠、盐湖、盐漠等多种类型的土地Ｐ６］。艾逡逑比湖湿地不仅对防风固沙有重要作用，对保护区的生态环境变化也有良好保护作用［＾。由于逡逑人为活动的不断增加和极端事件的频繁发生，导致现在仅有博尔塔拉河、精河两条河流供给逡逑艾比湖。湖盆海拔１８９ｍ，湖面椭圆形，面积变化于５００￣１０００ｋｍ２之间逡逑７５ｏ０＇０＂Ｅ邋８０°０＇０＂Ｅ邋８５°０＇０＂Ｅ邋９０°０＇０＂Ｅ邋９５°０＇０＂Ｅ邋１００°０＇０＂Ｅ逦８０ｏ０：０”Ｅ逦８１ｏ０，０”Ｅ逦８２°０，０”Ｅ逦８３°０＇０＂Ｅ逦８４°０，０”Ｅ逦８５ｏ０＇０＂Ｅ逡逑７５°０＇０＂Ｅ逦８０°０’０＂Ｅ逦８５°０

【参考文献】

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本文编号：2733450