官厅水库消落带土壤有机质分布特征及其高光谱反演研究
发布时间：2021-05-24 20:51
土壤有机质（Organic Matter，OM）是消落带土壤的重要组成部分，它含有植物生长需要的各种主要元素，也是土壤微生物活动的能量来源，作为土壤肥力的重要标志之一，其含量变化对湿地生态系统的生产力影响非常显著。而且湿地土壤有机质对气候变化的响应比较敏感，能在一定程度上反应气候变化。而水库消落区作为陆地生态系统和水生生态系统之间的过渡带，可以维持水陆生态系统的动态平衡，提高生态系统生产力等独特的生态功能。研究水库消落带土壤有机质的分布特征及动态变化具有重大的意义。由于消落带土壤存在着季节性干湿交替的特殊水文条件影响，以及人类活动对消落带的干扰，有机质含量在空间和时间上具有较高的变异性，其分布规律和影响机制较为复杂。同时，土壤有机质含量在可见光-近红外波段具有独特的光谱响应特性，利用高光谱遥感技术可以对区域尺度下土壤肥力快速测定，能够更快捷有效掌握土壤有机质的空间分布格局，进而为进一步估算土壤有机碳储量和分析湿地生态系统碳循环提供理论和技术方法支持。本文针对官厅水库流域上游妫水河段消落带，选择典型消落带回水区，对该区土壤有机质含量的空间分布特征进行研究，探索消落带干湿交替下土壤有机质含...
【文章来源】：首都师范大学北京市
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
目录
图目录
表目录
第一章 绪论
1.1 研究背景和意义
1.2 国内外相关工作研究进展
1.2.1 水库消落带的研究现状
1.2.2 土壤有机质分布研究现状
1.2.3 土壤有机质光谱响应特性研究
1.2.4 基于高光谱遥感的有机质含量估算研究
1.3 研究内容及技术路线
1.3.1 研究内容
1.3.2 技术路线
1.4 论文组织
第二章 数据获取与预处理方法
2.1 研究区概况
2.2 样品采集与测试分析
2.2.1 土壤样品采集与制备
2.2.2 室内理化指标化学分析
2.3 消落带高光谱数据获取
2.3.1 土壤室内光谱测定
2.3.2 成像光谱数据获取
2.4 土壤光谱数据预处理
2.4.1 光谱平滑去噪
2.4.2 微分处理
2.4.3 吸光率转换
2.4.4 小波变换
2.5 成像光谱图像预处理
第三章 消落带土壤有机质空间分布特征
3.1 消落带土壤有机质空间分布特征
3.1.1 土壤有效样本养分统计特征
3.1.2 不同水分梯度下有机质分布特征
3.1.3 不同植被群落下有机质分布特征
3.1.4 不同土壤深度下有机质分布特征
3.2 消落带土壤碳氮比分布特征
3.2.1 淹水频繁区土壤碳氮比分布特征
3.2.2 长期出露区土壤碳氮比分布特征
3.3 消落带土壤有机质分布影响因素分析
3.3.1 土壤理化性质对有机质的影响
3.3.2 温度对土壤有机质的影响
3.3.3 植被覆盖度对土壤有机质的影响
3.4 本章小结
第四章 土壤有机质光谱响应特性分析
4.1 消落带土壤光谱曲线特征
4.2 土壤有机质高光谱特征分析
4.2.1 不同有机质含量光谱反射特征
4.2.2 土壤光谱反射率变换分析
4.2.3 各波长反射率标准差分析
4.3 土壤有机质敏感波段分析
4.3.1 有机质含量与原始反射率相关分析
4.3.2 不同差分宽度下有机质与微分光谱相关分析
4.4 本章小结
第五章 基于特征波段的土壤有机质含量高光谱反演
5.1 偏最小二乘回归模型建立
5.2 估算精度检验与评价
5.2.1 交叉检验
5.2.2 精度评价指标
5.3 土壤有机质含量 PLSR 估算模型
5.4 表层土壤有机质含量高光谱制图
5.5 本章小结
第六章 结论及展望
6.1 主要成果
6.2 不足与展望
参考文献
附录
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]水分环境梯度下野鸭湖湿地典型植物光谱特征分析[J]. 张翼然,宫兆宁,赵文吉. 光谱学与光谱分析. 2012(03)
[2]三峡库区消落带土壤有机质和全氮含量分布特征[J]. 郭劲松,黄轩民,张彬,方芳,付川. 湖泊科学. 2012(02)
[3]叶冠尺度野鸭湖湿地植物群落含水量的高光谱估算模型[J]. 林川,宫兆宁,赵文吉. 生态学报. 2011(22)
[4]基于中分辨率TM数据的湿地水生植被提取[J]. 林川,宫兆宁,赵文吉. 生态学报. 2010(23)
[5]不同质地湿地土壤碳、氮、磷计量学及厌氧碳分解特征[J]. 王维奇,仝川,曾从盛. 中国环境科学. 2010(10)
[6]小波变换在土壤有机质含量可见/近红外光谱分析中的应用[J]. 刘炜,常庆瑞,郭曼,邢东兴,员永生. 干旱地区农业研究. 2010(05)
[7]我国水库消落带研究概况[J]. 郑海金,杨洁,谢颂华. 中国水土保持. 2010(06)
[8]消落带研究进展[J]. 程瑞梅,王晓荣,肖文发,郭泉水. 林业科学. 2010(04)
[9]基于多光谱遥感影像的表层土壤有机质空间格局反演[J]. 张法升,曲威,尹光华,刘作新. 应用生态学报. 2010(04)
[10]三峡库区消落带初期土壤养分特征[J]. 王晓荣,程瑞梅,肖文发,郭泉水,封晓辉. 生态学杂志. 2010(02)
硕士论文
[1]基于AISA影像的湿地植物叶绿素含量估算模型研究[D]. 赵雅莉.首都师范大学 2013
[2]基于成像光谱技术土壤反射特性及剖面有机质分布估计[D]. 张美琴.华中农业大学 2012
[3]扎龙季节性积水芦苇湿地生态变化的CENTURY模型模拟研究[D]. 王宪伟.东北师范大学 2005
本文编号：3204843
【文章来源】：首都师范大学北京市
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
目录
图目录
表目录
第一章 绪论
1.1 研究背景和意义
1.2 国内外相关工作研究进展
1.2.1 水库消落带的研究现状
1.2.2 土壤有机质分布研究现状
1.2.3 土壤有机质光谱响应特性研究
1.2.4 基于高光谱遥感的有机质含量估算研究
1.3 研究内容及技术路线
1.3.1 研究内容
1.3.2 技术路线
1.4 论文组织
第二章 数据获取与预处理方法
2.1 研究区概况
2.2 样品采集与测试分析
2.2.1 土壤样品采集与制备
2.2.2 室内理化指标化学分析
2.3 消落带高光谱数据获取
2.3.1 土壤室内光谱测定
2.3.2 成像光谱数据获取
2.4 土壤光谱数据预处理
2.4.1 光谱平滑去噪
2.4.2 微分处理
2.4.3 吸光率转换
2.4.4 小波变换
2.5 成像光谱图像预处理
第三章 消落带土壤有机质空间分布特征
3.1 消落带土壤有机质空间分布特征
3.1.1 土壤有效样本养分统计特征
3.1.2 不同水分梯度下有机质分布特征
3.1.3 不同植被群落下有机质分布特征
3.1.4 不同土壤深度下有机质分布特征
3.2 消落带土壤碳氮比分布特征
3.2.1 淹水频繁区土壤碳氮比分布特征
3.2.2 长期出露区土壤碳氮比分布特征
3.3 消落带土壤有机质分布影响因素分析
3.3.1 土壤理化性质对有机质的影响
3.3.2 温度对土壤有机质的影响
3.3.3 植被覆盖度对土壤有机质的影响
3.4 本章小结
第四章 土壤有机质光谱响应特性分析
4.1 消落带土壤光谱曲线特征
4.2 土壤有机质高光谱特征分析
4.2.1 不同有机质含量光谱反射特征
4.2.2 土壤光谱反射率变换分析
4.2.3 各波长反射率标准差分析
4.3 土壤有机质敏感波段分析
4.3.1 有机质含量与原始反射率相关分析
4.3.2 不同差分宽度下有机质与微分光谱相关分析
4.4 本章小结
第五章 基于特征波段的土壤有机质含量高光谱反演
5.1 偏最小二乘回归模型建立
5.2 估算精度检验与评价
5.2.1 交叉检验
5.2.2 精度评价指标
5.3 土壤有机质含量 PLSR 估算模型
5.4 表层土壤有机质含量高光谱制图
5.5 本章小结
第六章 结论及展望
6.1 主要成果
6.2 不足与展望
参考文献
附录
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]水分环境梯度下野鸭湖湿地典型植物光谱特征分析[J]. 张翼然,宫兆宁,赵文吉. 光谱学与光谱分析. 2012(03)
[2]三峡库区消落带土壤有机质和全氮含量分布特征[J]. 郭劲松,黄轩民,张彬,方芳,付川. 湖泊科学. 2012(02)
[3]叶冠尺度野鸭湖湿地植物群落含水量的高光谱估算模型[J]. 林川,宫兆宁,赵文吉. 生态学报. 2011(22)
[4]基于中分辨率TM数据的湿地水生植被提取[J]. 林川,宫兆宁,赵文吉. 生态学报. 2010(23)
[5]不同质地湿地土壤碳、氮、磷计量学及厌氧碳分解特征[J]. 王维奇,仝川,曾从盛. 中国环境科学. 2010(10)
[6]小波变换在土壤有机质含量可见/近红外光谱分析中的应用[J]. 刘炜,常庆瑞,郭曼,邢东兴,员永生. 干旱地区农业研究. 2010(05)
[7]我国水库消落带研究概况[J]. 郑海金,杨洁,谢颂华. 中国水土保持. 2010(06)
[8]消落带研究进展[J]. 程瑞梅,王晓荣,肖文发,郭泉水. 林业科学. 2010(04)
[9]基于多光谱遥感影像的表层土壤有机质空间格局反演[J]. 张法升,曲威,尹光华,刘作新. 应用生态学报. 2010(04)
[10]三峡库区消落带初期土壤养分特征[J]. 王晓荣,程瑞梅,肖文发,郭泉水,封晓辉. 生态学杂志. 2010(02)
硕士论文
[1]基于AISA影像的湿地植物叶绿素含量估算模型研究[D]. 赵雅莉.首都师范大学 2013
[2]基于成像光谱技术土壤反射特性及剖面有机质分布估计[D]. 张美琴.华中农业大学 2012
[3]扎龙季节性积水芦苇湿地生态变化的CENTURY模型模拟研究[D]. 王宪伟.东北师范大学 2005
本文编号：3204843
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