青海省瑞香狼毒的时空分布及其与气候因子的关系

发布时间：2020-08-28 17:57

　　瑞香狼毒(Stellera chamaejasme L.)又名馒头花,属于瑞香科、狼毒属,是一种具有粗大根系的多年生草本植物。近年来在气候变化与人类活动的干扰下,青藏高原天然草地发生了不同程度的退化,草地退化的一个主要特征是毒害草的大量滋生蔓延。青海省位于青藏高原的东北部,是狼毒分布的“重灾区”。根据青海省草原站1998年的实地调查,青海省狼毒的危害面积约占全省毒害草危害面积的25%。狼毒大规模地发生,严重影响到了牧民的生活、当地经济的永续发展和青藏高原生态系统的稳定性。目前,关于青海省狼毒的分布面积数据主要还是来自于省草原站1997~1998年的草地普查·。实地调查耗时、耗力,给研究带来了极大的不便。遥感技术的发展为识别大范围发生的狼毒提供了可能。然而,目前还没有针对瑞香狼毒在整个青海省分布的遥感研究。近年来,在高海拔地区,气候变化下草地植被的研究已经成为热点。已有学者做了青海省狼毒分布与气候因子的研究,但涉及到的因子主要为气温和降水。究竟是哪个气候因素对狼毒的分布影响较大,目前还没有相关研究。本文一方面基于瑞香狼毒的特异性光谱特征参数从MOD09A1影像上提取了青海省瑞香狼毒2013-2016年的分布;另一方面比较了ANUSPLIN与泛克里格法在插值青海省不同气候要素上的优劣性并选择精度高的插值方法用于青海省7个气象要素的插值。然后从运用两种模型分析了狼毒分布与气候因子的关系:一是运用GAM模型对狼毒的分布与气候的关系进行了定量的探究,二是运用MaxEnt模型对狼毒分潜在分布与气候的关系进行了研究。主要有以下结论:(1)通过分析青海省瑞香狼毒花期前后与其它牧草的光谱特征差异,根据花期的不同分区构建了青海省狼毒分布提取的特征参数,提取了2013-2016年期间青海省狼毒的分布信息,提取的总体精度为69.7%,kappa系数为0.376。与实地调查数据进行对比分析发现,除部分县外,大部分提取结果与统计数据接近。(2)2013-2016年狼毒分布的空间相关性分析结果表明,狼毒分布呈现明显的空间相关性。从狼毒的空间分布可视化图可以看出,青海省北部的祁连、天峻、刚察、门源等地狼毒分布最多,呈现较强的聚集状态。(3)对青海省各气候要素的插值结果精度验证结果表明,ANUSPLIN法明显优于泛克里格法,得出了ANUSPLIN法在插值复杂地形区气候的优越性。(4)通过广义可加模型定量分析了以县域为单元的狼毒分布与气候因子之间的关系,结果表明,限制青海省狼毒分布的主要气候因素为平均气温、平均相对湿度、日照时间。(5)基于MaxEnt模型对青海省狼毒分布的生态位进行了预测,结果显示,训练数据以及验证数据的AUC值均大于0.98,表明基于气候的MaxEnt模型对于青海省狼毒生态位具有较好的预测作用。模型结果显示,在影响狼毒潜在分布的气候因子中,水蒸气压、平均气温、降水的贡献度较高。(6)基于MaxEnt预测的结果与狼毒分布遥感提取结果对比发现,狼毒潜在分布概率最大的兴海、刚察、祁连、海晏、共和、门源、河南等县同样在遥感提取结果上同样具有较高的分布,这说明潜在分布概率最大值对青海省狼毒的分布具有良好的指示性。(7)综合两种模型发现,限制青海省狼毒分布的主要气候因子为气温与水蒸气压。
【学位单位】：西北大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：Q948
【部分图文】：

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狼毒特征分析根据野外调查记录，在狼毒分布区选择了一些典型样点，用于分析狼毒和其他植被类别的光谱变化特征。下面以青海中为例。图3.1显示了青海中各类别的样点分布，图3.2显示了不同时相各类别的光谱特征。图3.1青海省中狼毒样本分布

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17分类并提取狼毒，得到青海省北、青海省中和青海省南三个分区的结果，对三个分布区提取的结果合并得到最终青海的狼毒分布图（图3.3）。图3.3 2014年青海省狼毒遥感提取结果3.2.5青海省2013-2016年狼毒分布将分类后的青海省栅格在ArcGIS中重分为二类，狼毒和其它，最终得到青海省2013-2016年的狼毒分布。图3.4青海省2013-2016年狼毒分布

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青海省2013-2016年狼毒分布17

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