基于3S技术的中梁山植被演替识别与演替规律研究

【摘要】IGBP、WCRP、IHDP和DIVERSITAS等一系列大型国际科学计划均对碳收支地理分布、碳减排／碳增汇策略与技术等展开研究,植被生态系统作为全球气候变化及地球物质系统碳平衡的重要贡献者在研究中尤为受到重视。然而,生态系统结构、功能与动态在很大程度上是由植被群落决定,主要表现在植被群落的进展演替或逆行演替对生态系统稳定性以及固碳能力的重要影响。由此可见植被群落演替与全球碳平衡、地球生态系统平衡之间的紧密关系。本文着眼于植被群落演替对区域碳收支状况、区域生态建设以及区域经济-社会-环境可持续发展的重要意义,以重庆市中梁山地区为例,利用地理空间信息“3S”(GPS、RS、GIS)技术,以及地面实测植被光谱,结合生态学“空间代替时间”的植被演替理论与研究方法,着重探讨了基于多光谱遥感影像的植被群落演替空间识别方法和岩溶石漠化植被恢复区植被群落演替时空变化特点与规律,充分地将地理学水平方向上的空间研究和生态学垂直方向上的功能研究相结合,旨在为植被生态演替研究工作者提供新的技术手段和研究方法,同时也为研究区退化生态系统的恢复、重建与生态工程实施提供理论指导。本文的主要研究内容包括基于数量生态学方法的中梁山植被演替系列构建与演替规律初探,基于地面实测高光谱和卫星遥感多光谱的演替群落光谱分析和可分性探讨,基于多光谱遥感影像的不同分类方法在植被演替识别中的应用与比较,以及基于RS、GIS的中梁山植被演替时空格局与趋势图谱分析。通过上述研究得出以下结论：(1)研究发现,中梁山的植被演替可分为9个阶段,基本遵循旱生演替一般规律,但自然恢复演替和人工辅助演替两个演替系列交错分布。演替顶级以土壤顶级最为显著,而非气候顶级,马尾松群落和柏木群落分别是中梁山酸性土壤和碱性土壤上的土壤顶级群落。由于受土壤、岩性等生境条件限制,以耐旱、耐瘠薄灌木树种构成的灌木群落也可能是该区群落顶级类型之一。人工辅助演替尽管加快了植被进展演替速度,但不能改变植被演替方向,且由于人工辅助演替的植被群落结构简单、物种单一,群落的生态系统功能差,易被入侵。选择和引入自然恢复演替中后期的植物种可能会更利于稳定生态系统的形成。(2)OLI或TM多光谱遥感影像能够满足大尺度的群落信息提取,但是对同一植被类型的不同物种的识别还是有局限性。由于宽波段多光谱间差异比窄波段高光谱小,导致可分性降低,在分类过程中,不得不将一些预期类别进行合并。从实际应用的角度,这也使更具生态学意义的探究与讨论被弱化。(3)与基于统计理论的传统监督分类方法相比,人工神经网络在数据信息不完备的情况下,依然能够在模式识别、知识处理等方面获得较理想效果。尤其是加入了高程数据的人工神经网络分类精度达到了87.42%,比传统监督分类的精度提高了5.57%。因此,在进行多时相遥感图像数据处理与动态分析时,利用人工神经网络方法获取地物空间分布信息会更可靠、更便捷。(4)在基于RS动态信息、GIS空间分析和地理信息图谱分析的中梁山植被演替时空格局研究中,获得了与基于数量生态学方法研究中梁山植被演替的相似结果,说明地理空间信息技术可以很好地应用于植被演替生态学的相关研究中,并获得可靠的研究结论用于指导生态建设。3S技术能够实现对植被演替方向、演替速度、演替规律和特点等的动态监测与研究,使基于区域尺度的生态研究和趋势预测成为可能。
【作者】邹扬庆；
【导师】罗红霞；
【作者基本信息】西南大学，地图学与地理信息系统，2014，硕士
【关键词】中梁山；植被演替；“3S”技术；演替图谱；

【参考文献】
[1]王斌.脑电信号的多尺度特性分析[D].燕山大学,系统工程,2014,硕士.
[2]武文超.西安城市景观中的新唐风设计方法研究[D].江南大学,设计艺术学,2013,硕士.
[3]黎燕兰.在CDISC框架下建立中医药临床研究标准数据体系的探讨[D].福建中医药大学,中西医结合临床（专业学位）,2013,硕士.
[4]杨泷.主题公园中景观设计的研究[D].湖北工业大学,艺术设计（专业学位）,2013,硕士.
[5]徐明兰.深圳市旅游业可持续发展的研究[D].华中师范大学,自然地理学,2004,硕士.
[6]陈慧萍,王建东,叶飞跃,王煜.基于模糊数据挖掘的网络入侵检测模型(英文)[J].TransactionsofNanjingUniversityofAeronautics&Astronau,2005,03:247-251.
[7]刘斌.基于图像技术的自动调焦方法研究与实现[D].浙江大学,2004.
[8]何怡洁.《宇宙风》杂志研究[D].华东师范大学,文学与传媒,2013,硕士.
[9]魏增进.几何造型元素在服装款式设计中的运用[D].广西艺术学院,艺术设计（专业学位）,2014,硕士.
[10]吕冰海,董晨晨,邓乾发,袁巨龙,范红伟,吴喆.可溶填充剂对孔隙自生成超硬磨料磨具孔隙生成的影响[J].机械工程学报,2014,15:172-179.
[11]张海旸.THz装置控制系统中数据库技术研究[D].成都理工大学,核能与核技术工程,2013,硕士.
[12]刘海涛.肝炎后肝硬化中医证候及其与Child-pugh分级相关性的临床研究[D].成都中医药大学,中西医结合临床,2012,硕士.
[13]夏天.外部联系对轮轴式产业集群影响的实证研究[D].哈尔滨工业大学,国际贸易学,2013,硕士.
[14]尹琦敏.不同导向样例的学习效率和迁移效果[D].辽宁师范大学,发展与教育心理学,2011,硕士.
[15]贾士博.流程工业分布式实时数据库智能索引系统的设计与开发[D].浙江大学,控制工程,2013,硕士.
[16]樊茂生.露天矿无线电调度通讯[J].冶金自动化,1982,03:35-38.
[17]王秀青.气流离心纺丝气体流场初探[D].苏州大学,纺织材料与纺织品设计,2014,硕士.
[18]邵绿.都市化进程中《时报》的转型（1921-1939）[D].复旦大学,新闻学,2013,博士.
[19]杨威.辽宁地震监测台网的线路自动检测系统研究[D].吉林大学,固体地球物理学,2013,硕士.
[20]朱伊璞.尤瑞克林治疗急性脑梗死的临床疗效观察及可能的机制探讨[D].河北医科大学,神经病学,2014,硕士.
[21]杨天悦.自由的混搭艺术[D].华东师范大学,视觉传达,2012,硕士.
[22]张宇博.北京电影学院现代创意媒体学院校园网站群内容更新监控系统的设计与实现[D].吉林大学,软件工程,2014,硕士.
[23]李孟国,曹祖德.海岸河口潮流数值模拟的研究与进展[J].海洋学报(中文版),1999,01:111-125.
[24]郭文,孙涛,朱建军.基于最大有效面集的网络SBM评价模型及其应用[J].控制与决策.
[25]曹小拐.超高压变电站微机保护的电磁兼容研究[D].华北电力大学（北京）,电力系统及其自动化,2003,硕士.
[26]周先明,常忠义,张鸿恩,高成立.大面积下向胶结充填法开采中的充填体作用机理研究[J].有色金属(矿山部分).1992(02)
[27]梁汉坚.黄芪桂枝五物汤治疗桡神经深支损伤术后的疗效观察[D].广州中医药大学,中医骨伤科学（专业学位）,2013,硕士.
[28]宋文涛,谢健,胡文跃,刘双宇,曹高劭,朱铁军,赵新兵.一步法原位合成Zn_2SnO_4/石墨烯复合材料并提高其电化学性能[A].中国电子学会化学与物理电源技术分会、中国化学与物理电源行业协会、中国电工技术学会氢能发电装置专业委员会、中国电工技术学会电池专业委员会、化学与物理电源重点实验室.第30届全国化学与物理电源学术年会论文集[C].中国电子学会化学与物理电源技术分会、中国化学与物理电源行业协会、中国电工技术学会氢能发电装置专业委员会、中国电工技术学会电池专业委员会、化学与物理电源重点实验室:,2013:1.
[29]陈佳佳,邰能灵,林韩,陈金祥.利用单端暂态量检测单相高阻接地故障的新方法[J].电力系统自动化,2007,09:56-60+86.
[30]闫青.以用户为中心的隐性知识转化及其实现研究[D].山东财经大学,管理科学与工程,2012,硕士.
[31]吴达金.从实际出发、加快发展居住小区通信建设(续完)[J].电信工程技术与标准化.1993(04)
[32]罗润.无效法律行为转换制度研究[D].西南政法大学,民商法学,2012,硕士.
[33]刘韬.保险公司网销系统的设计与实现[D].北京交通大学,2014.
[34]安丰涛.宣钢医疗保险信息管理系统[J].冶金财会.2006(01)
[35]王英刚.中国与加拿大高等职业教育管理模式比较研究[D].燕山大学,行政管理,2013,硕士.
[36]刘秀丽.北京汽车集团公司汽车后市场发展战略研究[D].河北工业大学,工商管理,2013,硕士.
[37]廖旭杲,毛杨林,陆军,林肃浩,周改英,曾国琼.2012年高考化学复习试题精粹[J].中学化学教学参考,2012,Z1:74-141.
[38]王岩.新型休闲板栗窝头加工技术研究[D].内蒙古农业大学,食品工程,2013,硕士.
[39]高明.基于蠕变试验及CT影像的改性沥青混合料损伤规律研究[D].东北大学,工程力学,2011,硕士.
[40]外交学院国际关系研究所查雯.西方在战略性新兴产业上的新动向[N].中国社会科学报,2014-04-16B04.
[41]孙肖潇.闸北区残疾人辅助器具组合适配项目效果评价研究[D].复旦大学,社会医学与卫生事业管理,2012,硕士.
[42]滕小芳.S公司劳保产品国内市场营销策略研究[D].苏州大学,工商管理（专业学位）,2014,硕士.
[43]杨锌朔.流形上离散连接轨道的数值计算[D].吉林大学,计算数学,2014,硕士.
[44]陈镜羽.电子商务环境下生鲜农产品冷链物流固定区域自提点布局与评价[D].重庆工商大学,企业管理,2014,硕士.
[45]颜继忠,廖倩,李行诺.超滤法纯化茯苓多糖的工艺优化[J].浙江工业大学学报,2013,02:122-125.
[46]张利格,毕树生,高金磊.仿人机器人复杂动作设计中人体运动数据提取及分析方法[J].自动化学报,2010,01:107-112.
[47]申冬梅.试论弗吉尼亚·伍尔夫的“诗化小说”[D].吉林大学,比较文学与世界文学,2004,硕士.
[48]丁荣麟.增大MACSYM机源程序区开发容量的方法[J].冶金自动化,1991,04:28-30+46-60.
[49]杨绍明.基于B/S模式的CRM研究与应用[D].武汉理工大学,2004.
[50]梁冬.高山松与其亲本种多种群在不同生境下的苗期适应性[D].北京林业大学,林木遗传育种,2013,硕士.