退化土地遥感识别与评价技术研究 ——以内蒙古自治区为例
发布时间：2021-05-31 13:54
受气候变化以及人类活动带来的不利影响,土地退化已经成为世界面临的重大环境问题之一,已经对人类赖以生存的生态环境、粮食安全等问题造成了严重威胁,最终可能影响人类的生存与发展。随着对地观测技术的发展和遥感数据的不断丰富,遥感技术已经成为了开展区域土地退化评价的重要工具和技术手段。基于遥感技术,构建时间序列植被数据集,通过分析时间序列植被指标的变化来评价土地退化已成为区域土地退化评价技术的发展方向。但是由于受气候特别是降水年际波动的影响,时间序列植被指标的年际波动很大,影响了对土地生产能力的准确判断。同时,评价指标纷繁错杂、评价“基准”不够明确、等级划分标准不一和难以重复性操作等也是成为土地退化评价的障碍。鉴于此,本研究选取内蒙古自治区为研究区,以2001-2012年时间序列的MODIS NDVI为基础遥感数据,在借鉴国内外现有土地退化评价方法的基础上,以简单、实用、科学合理和可重复性操作为基本原则,重点围绕解决土地退化评价体系构建中的“哪里退化”、“退化到什么程度”以及“什么因素引起的退化”等问题,构建了一套适用于我国内蒙古地区的土地退化遥感评价技术体系。基于该技术体系,对内蒙古近12年的...
【文章来源】：中国林业科学研究院北京市
【文章页数】：149 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.1.1 研究背景
1.1.2 国内外研究现状
1.1.3 项目来源与经费支持
1.2 研究目标和主要研究内容
1.2.1 关键的科学问题与研究目标
1.2.2 主要研究内容
1.3 研究技术路线
第二章 试验区概况与数据获取
2.1 试验区概况
2.1.1 地理位置
2.1.2 地形地貌
2.1.3 气候
2.1.4 土壤
2.1.5 植被
2.1.6 水文
2.1.7 人口与社会经济
2.2 数据获取与预处理
2.2.1 遥感数据获取及预处理
2.2.2 气象数据
2.2.3 土地覆盖/土地利用数据
2.2.4 野外调查数据
2.2.5 NPP数据集构建
第三章 内蒙古土地退化气候类型区划分及其气象因子时空变化分析
3.1 研究方法
3.1.1 土地退化气候类型区划分
3.1.2 长时间序列气候时空变化分析
3.2 土地退化气候类型区划分
3.3 降水、气温和湿润指数时空变化特征分析
3.3.1 降水时空变化特征
3.3.2 气温时空变化特征
3.3.3 湿润指数时空变化特征
3.4 小结
第四章 退化土地大范围遥感识别技术研究
4.1 研究方法
4.1.1 退化土地识别的指标
4.1.2 植被与气候变化相关性分析
4.2 退化土地遥感识别技术研究
4.2.1 NPP与主要气象因子相关性
4.2.2 NPP变化趋势
4.2.3 NPP和MNPP与MI的响应关系
4.2.4 退化土地遥感识别的植被变化模式体系
4.3 小结
第五章 土地退化程度遥感定量评价技术研究
5.1 研究方法
5.1.1 NPP标准化的依据
5.1.2 植被-气候响应方程的构建
5.2 土地退化程度评价“相对基准”
5.3 基于NPP-土壤养分特征耦合的土地退化程度划分
5.4 小结
第六章 2001-2012 年内蒙古土地退化遥感评价与分析
6.1 研究方法
6.2 2001-2012 年内蒙古退化土地范围识别
6.3 2001-2012 年内蒙古土地退化程度划分
6.4 2001-2012 年内蒙古土地退化/恢复驱动力因素分析
6.5 土地退化典型区验证和分析
6.5.1 基于中高分辨率影像的土地退化辨识分析
6.5.2 土地利用变化对土地退化影响分析
6.5.3 自然保护及矿区开发对土地退化影响分析
6.5.4 放牧对土地退化的影响分析
6.6 小结
第七章 结论与讨论
7.1 结论
7.2 讨论
7.3 创新点
参考文献
在读期间的学术研究
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]放牧强度对科尔沁沙地沙质草地植被的影响[J]. 吕朋,左小安,张婧,周欣,连杰,刘良旭. 中国沙漠. 2016(01)
[2]高分一号与Landsat TM数据估算稀疏植被信息对比[J]. 孙斌,李增元,郭中,高志海,王琫瑜. 遥感信息. 2015(05)
[3]不同草地所有权下家庭牧场生产效率比较分析[J]. 杨婷婷,丁路明,齐小晶,Jean Franois.Tourrand,Gaelle Bossuette,Doryane Brasquies,龙瑞军. 生态学报. 2016(05)
[4]Long Term Evaluation of Green Vegetation Cover Dynamic in the Atacora Mountain Chain（Togo） and its Relation to Carbon Sequestration in West Africa[J]. Fousseni FOLEGA,Yao Agbélessessi WOEGAN,Dourma MARRA,Kperkouma WALA,Komlan BATAWILA,Jean Leonardo SEBURANGA,ZHANG Chun-yu,PENG Dao-li,ZHAO Xiu-hai,Koffi AKPAGANA. Journal of Mountain Science. 2015(04)
[5]广西中南部耕地土壤有机质和全氮变化的遥感监测[J]. 李燕丽,潘贤章,王昌昆,刘娅,赵其国. 生态学报. 2014(18)
[6]CASA模型的改进及在干旱区生态系统NPP估算中的应用[J]. 冯益明,姚爱冬,姜丽娜. 干旱区资源与环境. 2014(08)
[7]Human induced dryland degradation in Ordos Plateau,China,revealed by multilevel statistical modeling of normalized difference vegetation index and rainfall time-series[J]. Jing ZHANG,JianMing NIU,Tongliga BAO,Alexander BUYANTUYEV,Qing ZHANG,JianJun DONG,XueFeng ZHANG. Journal of Arid Land. 2014(02)
[8]内蒙古草地生态系统近10年NPP时空变化及其与气候的关系[J]. 穆少杰,李建龙,杨红飞,刚成诚,陈奕兆. 草业学报. 2013(03)
[9]草地产权制度变革与草地退化关联性分析——基于对新疆传统牧区的调查[J]. 高雷,张陆彪. 武汉科技大学学报(社会科学版). 2012(06)
[10]2001-2010年内蒙古植被覆盖度时空变化特征[J]. 穆少杰,李建龙,陈奕兆,刚成诚,周伟,居为民. 地理学报. 2012(09)
博士论文
[1]基于遥感的中国北部植被NDVI和物候变化研究[D]. 安佑志.华东师范大学 2014
[2]内蒙古草原区牧户草畜平衡决策行为的研究[D]. 尹燕亭.兰州大学 2013
[3]基于遥感图像分析的北京植被状态与变化研究[D]. 王佃来.北京林业大学 2013
[4]基于NPP和植被降水利用效率土地退化遥感评价与监测技术研究[D]. 王红岩.中国林业科学研究院 2013
[5]植物适应干旱梯度变化的水分利用效率和氮磷计量机制研究[D]. 王楠.浙江大学 2013
[6]内蒙古草原火灾监测预警及评价研究[D]. 都瓦拉.中国农业科学院 2012
硕士论文
[1]2000-2013年内蒙古陆地植被NPP时空变化及其对气候的响应[D]. 杭玉玲.内蒙古师范大学 2015
[2]内蒙古草原生物量、地下生产力及其与环境因子关系研究[D]. 纪文瑶.北京师范大学 2013
[3]基于BJ-1多光谱数据的土地沙化信息定量提取技术研究[D]. 吴俊君.中国林业科学研究院 2012
[4]毛乌素沙漠景观的遥感分析[D]. 邱立.西安科技大学 2008
[5]气候变化对内蒙古草地生态系统影响的模拟研究[D]. 盛文萍.中国农业科学院 2007
[6]东祁连山不同退化程度高寒草甸草原土壤有机质特性及其对草地生产力的影响[D]. 高超.甘肃农业大学 2007
本文编号：3208390
【文章来源】：中国林业科学研究院北京市
【文章页数】：149 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.1.1 研究背景
1.1.2 国内外研究现状
1.1.3 项目来源与经费支持
1.2 研究目标和主要研究内容
1.2.1 关键的科学问题与研究目标
1.2.2 主要研究内容
1.3 研究技术路线
第二章 试验区概况与数据获取
2.1 试验区概况
2.1.1 地理位置
2.1.2 地形地貌
2.1.3 气候
2.1.4 土壤
2.1.5 植被
2.1.6 水文
2.1.7 人口与社会经济
2.2 数据获取与预处理
2.2.1 遥感数据获取及预处理
2.2.2 气象数据
2.2.3 土地覆盖/土地利用数据
2.2.4 野外调查数据
2.2.5 NPP数据集构建
第三章 内蒙古土地退化气候类型区划分及其气象因子时空变化分析
3.1 研究方法
3.1.1 土地退化气候类型区划分
3.1.2 长时间序列气候时空变化分析
3.2 土地退化气候类型区划分
3.3 降水、气温和湿润指数时空变化特征分析
3.3.1 降水时空变化特征
3.3.2 气温时空变化特征
3.3.3 湿润指数时空变化特征
3.4 小结
第四章 退化土地大范围遥感识别技术研究
4.1 研究方法
4.1.1 退化土地识别的指标
4.1.2 植被与气候变化相关性分析
4.2 退化土地遥感识别技术研究
4.2.1 NPP与主要气象因子相关性
4.2.2 NPP变化趋势
4.2.3 NPP和MNPP与MI的响应关系
4.2.4 退化土地遥感识别的植被变化模式体系
4.3 小结
第五章 土地退化程度遥感定量评价技术研究
5.1 研究方法
5.1.1 NPP标准化的依据
5.1.2 植被-气候响应方程的构建
5.2 土地退化程度评价“相对基准”
5.3 基于NPP-土壤养分特征耦合的土地退化程度划分
5.4 小结
第六章 2001-2012 年内蒙古土地退化遥感评价与分析
6.1 研究方法
6.2 2001-2012 年内蒙古退化土地范围识别
6.3 2001-2012 年内蒙古土地退化程度划分
6.4 2001-2012 年内蒙古土地退化/恢复驱动力因素分析
6.5 土地退化典型区验证和分析
6.5.1 基于中高分辨率影像的土地退化辨识分析
6.5.2 土地利用变化对土地退化影响分析
6.5.3 自然保护及矿区开发对土地退化影响分析
6.5.4 放牧对土地退化的影响分析
6.6 小结
第七章 结论与讨论
7.1 结论
7.2 讨论
7.3 创新点
参考文献
在读期间的学术研究
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]放牧强度对科尔沁沙地沙质草地植被的影响[J]. 吕朋,左小安,张婧,周欣,连杰,刘良旭. 中国沙漠. 2016(01)
[2]高分一号与Landsat TM数据估算稀疏植被信息对比[J]. 孙斌,李增元,郭中,高志海,王琫瑜. 遥感信息. 2015(05)
[3]不同草地所有权下家庭牧场生产效率比较分析[J]. 杨婷婷,丁路明,齐小晶,Jean Franois.Tourrand,Gaelle Bossuette,Doryane Brasquies,龙瑞军. 生态学报. 2016(05)
[4]Long Term Evaluation of Green Vegetation Cover Dynamic in the Atacora Mountain Chain（Togo） and its Relation to Carbon Sequestration in West Africa[J]. Fousseni FOLEGA,Yao Agbélessessi WOEGAN,Dourma MARRA,Kperkouma WALA,Komlan BATAWILA,Jean Leonardo SEBURANGA,ZHANG Chun-yu,PENG Dao-li,ZHAO Xiu-hai,Koffi AKPAGANA. Journal of Mountain Science. 2015(04)
[5]广西中南部耕地土壤有机质和全氮变化的遥感监测[J]. 李燕丽,潘贤章,王昌昆,刘娅,赵其国. 生态学报. 2014(18)
[6]CASA模型的改进及在干旱区生态系统NPP估算中的应用[J]. 冯益明,姚爱冬,姜丽娜. 干旱区资源与环境. 2014(08)
[7]Human induced dryland degradation in Ordos Plateau,China,revealed by multilevel statistical modeling of normalized difference vegetation index and rainfall time-series[J]. Jing ZHANG,JianMing NIU,Tongliga BAO,Alexander BUYANTUYEV,Qing ZHANG,JianJun DONG,XueFeng ZHANG. Journal of Arid Land. 2014(02)
[8]内蒙古草地生态系统近10年NPP时空变化及其与气候的关系[J]. 穆少杰,李建龙,杨红飞,刚成诚,陈奕兆. 草业学报. 2013(03)
[9]草地产权制度变革与草地退化关联性分析——基于对新疆传统牧区的调查[J]. 高雷,张陆彪. 武汉科技大学学报(社会科学版). 2012(06)
[10]2001-2010年内蒙古植被覆盖度时空变化特征[J]. 穆少杰,李建龙,陈奕兆,刚成诚,周伟,居为民. 地理学报. 2012(09)
博士论文
[1]基于遥感的中国北部植被NDVI和物候变化研究[D]. 安佑志.华东师范大学 2014
[2]内蒙古草原区牧户草畜平衡决策行为的研究[D]. 尹燕亭.兰州大学 2013
[3]基于遥感图像分析的北京植被状态与变化研究[D]. 王佃来.北京林业大学 2013
[4]基于NPP和植被降水利用效率土地退化遥感评价与监测技术研究[D]. 王红岩.中国林业科学研究院 2013
[5]植物适应干旱梯度变化的水分利用效率和氮磷计量机制研究[D]. 王楠.浙江大学 2013
[6]内蒙古草原火灾监测预警及评价研究[D]. 都瓦拉.中国农业科学院 2012
硕士论文
[1]2000-2013年内蒙古陆地植被NPP时空变化及其对气候的响应[D]. 杭玉玲.内蒙古师范大学 2015
[2]内蒙古草原生物量、地下生产力及其与环境因子关系研究[D]. 纪文瑶.北京师范大学 2013
[3]基于BJ-1多光谱数据的土地沙化信息定量提取技术研究[D]. 吴俊君.中国林业科学研究院 2012
[4]毛乌素沙漠景观的遥感分析[D]. 邱立.西安科技大学 2008
[5]气候变化对内蒙古草地生态系统影响的模拟研究[D]. 盛文萍.中国农业科学院 2007
[6]东祁连山不同退化程度高寒草甸草原土壤有机质特性及其对草地生产力的影响[D]. 高超.甘肃农业大学 2007
本文编号：3208390
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