基于时间序列MODIS数据的长江流域森林物候时空分异

发布时间：2020-09-29 11:16

　　植被是陆地生态系统重要的组成部分,特别是森林在岩石圈、生物圈、土壤圈和大气圈中充当特殊的“转化”作用。森林物候是气候与环境变化中的重要指示器,有证据表明最近100年全球气候变化明显加剧,物候对气候变化的响应研究己成为地理、生态、环境等多学科的研究热点。本研究运用遥感技术,以16天最大合成的MODIS EVI为时间序列数据,采用Asymmetric Gaussian拟合法,得到重构的时间序列EVI影像,然后利用动态阀值法提取出2002-2012年长江流域的森林物候参数,包括：森林生长起始期(SOS)、生长结束期(EOS)、生长季长度(LOS)及EVI累积量。然后分析物候参数的时空分布格局和年际变化趋势,并将提取的物候参数与地形、气候等因子进行相关分析,结论如下：(1)森林物候的时空分布格局长江流域森林物候的生长起始期在2月上旬至6月中旬之间,其大部分区域在3月至5月之间完成,西北部森林起始期明显比东部和南部晚。森林物候结束期在8月中旬至12月中旬之间,其中大部分地区在9月至11月完成,西北部高海拔地区森林结束期比南部和东部的低海拔地区要早。森林生长季长度在113-305天,其中西部、北部等地区生长季长度在113-193天,而其它区域在193-289天。森林生长季EVI累积量空间分布不均,其中大巴山、秦岭、江南丘陵山区、云贵高原东端等地森林茂密。(2)森林物候年际变化趋势2002-2012年长江流域森林物候的年际变化在1-20天之间。在生长起始期方面,金沙江中上游、四川盆地、长江下游等地区有提前的趋势；而岷江中下游、汉江流域、江南丘陵等地区有推迟的趋势。在森林物候结束期方面,金沙江水系、汉江水系、大娄山等地区有提早的趋势；而四川盆地、乌江流域、长江干流中下游等地有延后的趋势。在森林生长季长度方面,金沙江水系、岷江水系、四川盆地等地区有延长的趋势；而汉江水系、大娄山、等地有缩短的趋势。在森林生长季EVI累积量方面,金沙江和岷江中上游、四川盆地、武陵山区、江南丘陵等地区有增加趋势；而金沙江和岷江水系下游、苗岭、汉江水系、天目山等地区有减少的趋势。(3)森林物候与气候的关系森林物候生长起始期与物候同期平均气温和降水量进行相关性分析,表现出显著负相关,其相关系数R2分别为0.6326、0.6187。生长结束期与同期的平均温度和降水量进行相关性分析,二者分别呈高度正相关与中度正相关,其相关性系数R2分别是0.7195、0.5161。森林生长季长度与同期的平均温度和降水量分别呈高度正相关性与中度正相关性,其相关性系数R2值分别为0.701、0.4412。总体上,长江流域的森林物候参数受气候的因素影响比较显著。(4)长江流域植被物候参数与地形的关系森林生长起始期、结束期及生长季长度分别与海拔高程进行相关性分析,其相关性系数R2分别为0.7083、0.6892、0.7064,因此,长江流域的森林物候时空分布差异与地形的高度密切相关。
【学位单位】：华中师范大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2015
【中图分类】：S716.3;P237
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景和研究意义
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意义
    1.2 国内外研究进展
        1.2.1 植被物候传统研究
        1.2.2 植被物候遥感监测研究
    1.3 研究内容与技术路线
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 研究的技术路线
2 研究区概况和数据预处理
    2.1 研究区概况
        2.1.1 研究区地理位置
        2.1.2 自然条件
        2.1.3 社会经济条件
    2.2 数据来源
        2.2.1 MODIS数据
        2.2.2 气象数据
        2.2.3 DEM数据
        2.2.4 土地覆盖数据
    2.3 数据预处理
        2.3.1 MODIS EVI预处理
        2.3.2 气象数据预处理
        2.3.3 DEM数据预处理
        2.3.4 土地覆盖数据预处理
3 研究方法
    3.1 增强型植被指数
    3.2 物候参数提取
        3.2.1 非对称性高斯函数拟合法(A-G)
        3.2.2 动态阈值法
    3.3 均值法
    3.4 趋势分析法
    3.5 相关性分析法
4 森林物候的时空分布格局
    4.1 森林物候生长起始期
        4.1.1 起始期时空分布格局
        4.1.2 起始期多年变化趋势
    4.2 森林物候生长结束期
        4.2.1 结束期时空分布格局
        4.2.2 结束期多年变化趋势
    4.3 森林物候生长季长度
        4.3.1 生长季长度时空分布格局
        4.3.2 生长季长度多年变化趋势
    4.4 森林物候生长季EVI累计量
        4.4.1 EVI积分时空分布格局
        4.4.2 EVI积分多年变化趋势
5 森林物候同期的气候特征
    5.1 森林物候生长起始期的气候特征
        5.1.1 森林生长起始期的气温特征
        5.1.2 森林生长起始期的降水特征
    5.2 森林物候生长结束期的气候特征
        5.2.1 森林生长结束期的气温特征
        5.2.2 森林生长结束期的降水特征
    5.3 森林物候生长期的气候特征
        5.3.1 森林物候生长期的气温特征
        5.3.2 森林物候生长期的降水特征
    5.4 森林物候期的年平均气候特征
        5.4.1 森林物候期的年平均气温特征
        5.4.2 森林物候期的年降水特征
6 森林物候地域分异的影响因子分析
    6.1 气候因子对森林物候的影响分析
        6.1.1 森林生长起始期与物候同期的气候特征分析
        6.1.2 森林生长结束期与物候同期的气候特征分析
        6.1.3 森林生长季长度与物候同期的气候特征分析
    6.2 地形因子对森林物候的影响分析
    6.3 其它因子对森林物候的影响分析
7 结语与展望
    7.1 研究结论
    7.2 研究存在的问题与展望
参考文献
在校期间的研究成果
致谢

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