毛乌素沙地沙漠化演变、飞播恢复评估及其对生态系统服务的影响
发布时间：2021-03-27 11:48
土地沙漠化是很多区域生态系统退化的主要原因,是全球面临的重大环境-社会-经济问题之一,其严重侵蚀了土地资源,并进一步影响了农牧业生产和经济的可持续发展。《联合国防治荒漠化公约》在2017年于鄂尔多斯召开第十三次缔约方大会发布的《鄂尔多斯宣言》指出,沙漠化是阻碍全球可持续发展的主要挑战之一,严重威胁着生态系统向社会提供供给和利益的能力。毛乌素沙地作为我国四大沙地之一,处于鄂尔多斯高原向黄土高原的过渡区,是农、牧、林交错的典型生态环境脆弱区。随着毛乌素沙地农牧业的发展、能源开发以及区域政策措施的实施等人为活动的增强,该地区近年来的沙漠化状况及生态环境发生了显著变化。所以,探究该区域1986-2015年间沙漠化对生态系统服务的影响并评估飞播恢复的效果可为毛乌素沙地的沙漠化防治提供理论基础。本研究以毛乌素沙地为研究区,结合71个野外植被调查样地的植被盖度实测数据检验了10种沙漠化遥感监测指标,并筛选出最适于该区域的指标,进而从沙地尺度和省域尺度对毛乌素沙地1986-2015年间7个时期的沙漠化动态进行了反演;并以气象数据、社会经济数据和政策投入数据为基础对该时段的沙漠化变化驱动因素进行了分析;...
【文章来源】：内蒙古大学内蒙古自治区 211工程院校
【文章页数】：114 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
研究区地理位置及样点分布
内蒙古大学博士学位论文毛乌素沙地沙漠化演变、飞播恢复评估及其对生态系统服务的影响27其中RED和BLUE分别为OLI图像红光波段和蓝光波段的光谱反射率。3.2.1.8沙漠化差值指数DDI沙漠化差值指数（DDI）综合了地表辐射特征和地表植被特征，具有明确的生物物理意义，能够反映地表覆盖度、水热组合以及土地沙漠化的变化，非常适合作为沙漠化遥感监测指标[74,84]。经过标准化处理、特征空间构建以及系数的确定，最终获得该区域DDI指数的表达式：其中NDVI为归一化植被指数，Albedo为地表反照率。其推导过程如下：Albedo和NDVI利用统计值进行标准化处理：N=[(NDVI-NDVImin)/(NDVImax–NDVImin)]×100%A=[(Albedo-Albedomin)/(Albedomax-Albedomin)]×100%NDVI值与植被覆盖度成正比，而Albedo与植被覆盖度成反比。根据NDVI与植被覆盖度的正相关关系，以及NDVI与Albedo的负相关关系可以得到Albedo-NDVI二维空间特征图（图3.1）。图3.1Albedo-NDVI二维特征空间图Fig.3.1ScatterplotoftheAlbedo-NDVIfeaturespace由Albedo-NDVI构造的特征空间中，Albedo与NDVI的负相关关系式的不同位置，代表沙漠化不同阶段的状态和程度，沙漠化程度随着NDVI值的减少而增加，随着Albedo值的增DDI2.234NDVIAlbedo
内蒙古大学博士学位论文毛乌素沙地沙漠化演变、飞播恢复评估及其对生态系统服务的影响28加而增加，即Albedo-NDVI的负相关线性表达式（图3.2）可以反映沙漠化的变化趋势。DDI可以构建为：DDI=α×NDVI–Albedo其中，α为Albedo-NDVI负相关关系表达式斜率的负倒数[74]，α×k=1，所以本研究中：DDI=2.234×NDVI–Albedo。图3.2Albedo-NDVI回归分析Fig.3.23.RegressionanalysisofAlbedo-NDVI3.2.2沙漠化遥感监测指标的精度验证使用R3.5.1软件对实测植被盖度进行正态分布检验；对所选用的10种沙漠化监测指标使用ArcGIS10.0软件进行实测样点反演值的提取，并使用R3.5.1软件vagen程序包的DCA分析对所选用的10种沙漠化监测指标进行排序和分类比较；使用R3.5.1对实测植被盖度与10种沙漠化监测指标反演值进行pearson相关分析。第三节研究结果3.3.1实测植被盖度的正态分布检验对实测植被盖度FVC-Measured进行正态性检验，结果显示，实测植被盖度的频度分布直
【参考文献】：
期刊论文
[1]毛乌素沙地榆林沙区退化飞播灌木林平茬复壮效果分析[J]. 杨伟,孙婧瑜,王建梅,王琪,薛园园. 防护林科技. 2019(02)
[2]内蒙古锡林河流域草地生态系统水源涵养功能空间格局[J]. 张雪峰,牛建明,张庆,董建军,张靖. 干旱区研究. 2016(04)
[3]Effects of aeolian processes on nutrient loss from surface soils and their significance for sandy desertification in Mu Us Desert, China: a wind tunnel approach[J]. LANG Lili,WANG Xunming,WANG Guangtao,HUA Ting,WANG Hongtao. Journal of Arid Land. 2015(04)
[4]荒漠土壤全磷含量热红外发射率光谱估算研究[J]. 侯艳军,塔西甫拉提·特依拜,张飞,买买提·沙吾提,依力亚斯江·努尔麦麦提. 光谱学与光谱分析. 2015(02)
[5]内蒙古锡林河流域草地生态系统土壤保持功能及其空间分布[J]. 张雪峰,牛建明,张庆,董建军,张靖. 草业学报. 2015(01)
[6]植被盖度变化背景下的中国北方风蚀区植被防风固沙功能研究(英文)[J]. 巩国丽,刘纪远,邵全琴,翟俊. Journal of Resources and Ecology. 2014(02)
[7]毛乌素沙地飞播造林植被恢复特征及土壤性质变化[J]. 钱洲,俞元春,俞小鹏,高捍东,吕荣,张文英. 中南林业科技大学学报. 2014(04)
[8]沙漠化遥感监测与定量评价研究综述[J]. 康文平,刘树林. 中国沙漠. 2014(05)
[9]近40a毛乌素沙地荒漠化过程研究[J]. 闫峰,吴波. 干旱区地理. 2013(06)
[10]甘肃河西地区沙漠化遥感监测评估[J]. 韩兰英,万信,方峰,张正偲. 干旱区地理. 2013(01)
博士论文
[1]草原景观服务时空动态与预测[D]. 张雪峰.内蒙古大学 2016
[2]沙漠化现状定量评价遥感信息模型研究[D]. 吴见.北京林业大学 2012
[3]毛乌素沙地湿地植被特征与生态功能[D]. 呼格吉勒图.内蒙古大学 2012
[4]毛乌素沙地农业生态系统耦合及其时序测度[D]. 胡兵辉.西北农林科技大学 2009
[5]毛乌素沙地历史时期环境变化研究[D]. 何彤慧.兰州大学 2009
本文编号：3103460
【文章来源】：内蒙古大学内蒙古自治区 211工程院校
【文章页数】：114 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
研究区地理位置及样点分布
内蒙古大学博士学位论文毛乌素沙地沙漠化演变、飞播恢复评估及其对生态系统服务的影响27其中RED和BLUE分别为OLI图像红光波段和蓝光波段的光谱反射率。3.2.1.8沙漠化差值指数DDI沙漠化差值指数（DDI）综合了地表辐射特征和地表植被特征，具有明确的生物物理意义，能够反映地表覆盖度、水热组合以及土地沙漠化的变化，非常适合作为沙漠化遥感监测指标[74,84]。经过标准化处理、特征空间构建以及系数的确定，最终获得该区域DDI指数的表达式：其中NDVI为归一化植被指数，Albedo为地表反照率。其推导过程如下：Albedo和NDVI利用统计值进行标准化处理：N=[(NDVI-NDVImin)/(NDVImax–NDVImin)]×100%A=[(Albedo-Albedomin)/(Albedomax-Albedomin)]×100%NDVI值与植被覆盖度成正比，而Albedo与植被覆盖度成反比。根据NDVI与植被覆盖度的正相关关系，以及NDVI与Albedo的负相关关系可以得到Albedo-NDVI二维空间特征图（图3.1）。图3.1Albedo-NDVI二维特征空间图Fig.3.1ScatterplotoftheAlbedo-NDVIfeaturespace由Albedo-NDVI构造的特征空间中，Albedo与NDVI的负相关关系式的不同位置，代表沙漠化不同阶段的状态和程度，沙漠化程度随着NDVI值的减少而增加，随着Albedo值的增DDI2.234NDVIAlbedo
内蒙古大学博士学位论文毛乌素沙地沙漠化演变、飞播恢复评估及其对生态系统服务的影响28加而增加，即Albedo-NDVI的负相关线性表达式（图3.2）可以反映沙漠化的变化趋势。DDI可以构建为：DDI=α×NDVI–Albedo其中，α为Albedo-NDVI负相关关系表达式斜率的负倒数[74]，α×k=1，所以本研究中：DDI=2.234×NDVI–Albedo。图3.2Albedo-NDVI回归分析Fig.3.23.RegressionanalysisofAlbedo-NDVI3.2.2沙漠化遥感监测指标的精度验证使用R3.5.1软件对实测植被盖度进行正态分布检验；对所选用的10种沙漠化监测指标使用ArcGIS10.0软件进行实测样点反演值的提取，并使用R3.5.1软件vagen程序包的DCA分析对所选用的10种沙漠化监测指标进行排序和分类比较；使用R3.5.1对实测植被盖度与10种沙漠化监测指标反演值进行pearson相关分析。第三节研究结果3.3.1实测植被盖度的正态分布检验对实测植被盖度FVC-Measured进行正态性检验，结果显示，实测植被盖度的频度分布直
【参考文献】：
期刊论文
[1]毛乌素沙地榆林沙区退化飞播灌木林平茬复壮效果分析[J]. 杨伟,孙婧瑜,王建梅,王琪,薛园园. 防护林科技. 2019(02)
[2]内蒙古锡林河流域草地生态系统水源涵养功能空间格局[J]. 张雪峰,牛建明,张庆,董建军,张靖. 干旱区研究. 2016(04)
[3]Effects of aeolian processes on nutrient loss from surface soils and their significance for sandy desertification in Mu Us Desert, China: a wind tunnel approach[J]. LANG Lili,WANG Xunming,WANG Guangtao,HUA Ting,WANG Hongtao. Journal of Arid Land. 2015(04)
[4]荒漠土壤全磷含量热红外发射率光谱估算研究[J]. 侯艳军,塔西甫拉提·特依拜,张飞,买买提·沙吾提,依力亚斯江·努尔麦麦提. 光谱学与光谱分析. 2015(02)
[5]内蒙古锡林河流域草地生态系统土壤保持功能及其空间分布[J]. 张雪峰,牛建明,张庆,董建军,张靖. 草业学报. 2015(01)
[6]植被盖度变化背景下的中国北方风蚀区植被防风固沙功能研究(英文)[J]. 巩国丽,刘纪远,邵全琴,翟俊. Journal of Resources and Ecology. 2014(02)
[7]毛乌素沙地飞播造林植被恢复特征及土壤性质变化[J]. 钱洲,俞元春,俞小鹏,高捍东,吕荣,张文英. 中南林业科技大学学报. 2014(04)
[8]沙漠化遥感监测与定量评价研究综述[J]. 康文平,刘树林. 中国沙漠. 2014(05)
[9]近40a毛乌素沙地荒漠化过程研究[J]. 闫峰,吴波. 干旱区地理. 2013(06)
[10]甘肃河西地区沙漠化遥感监测评估[J]. 韩兰英,万信,方峰,张正偲. 干旱区地理. 2013(01)
博士论文
[1]草原景观服务时空动态与预测[D]. 张雪峰.内蒙古大学 2016
[2]沙漠化现状定量评价遥感信息模型研究[D]. 吴见.北京林业大学 2012
[3]毛乌素沙地湿地植被特征与生态功能[D]. 呼格吉勒图.内蒙古大学 2012
[4]毛乌素沙地农业生态系统耦合及其时序测度[D]. 胡兵辉.西北农林科技大学 2009
[5]毛乌素沙地历史时期环境变化研究[D]. 何彤慧.兰州大学 2009
本文编号：3103460
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