植被覆盖下盐渍土含盐量的遥感反演研究

来源 :中国科学院大学(中国科学院东北地理与农业生态研究所) | 被引量 : 0次 | 上传用户:hu_411102992
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
土壤盐渍化是造成土壤荒漠化和土壤退化的主要原因。土壤在盐渍化的过程中会失水板结,溶解大量可溶性盐类,对植物产生强烈的毒害作用,抑制植物正常生长。土壤盐渍化已成为制约农牧业发展的主要因素,对经济发展造成了严重危害。卫星遥感技术可以在大尺度范围对土壤盐渍化进行监测,为盐渍化土地的合理改造和开发提供数据支持。当前,利用遥感手段对土壤盐渍化的监测大多是针对裸露或稀疏植被覆盖的土壤,而对植被覆盖下的盐渍土,由于植被层的存在,隔离了光学遥感对土壤的直接监测,造成反演困难。但土壤退化区域恰恰多发生在农耕放牧地区和滨海地区,区域内地表往往生长有植被,特别是耐碱性植物。目前,针对植被覆盖下盐渍土的遥感监测明显不足。本研究在国家自然科学基金“不同表面状态盐渍土水盐特性的近地表多源遥感在线探测方法研究(No.41671350)”项目的支持下开展研究,结合介电常数模型和水云模型,实现植被覆盖下的盐渍土含盐量的遥感反演。主要内容及结论如下:(1)通过改进的Dobson盐渍土介电常数模型分析了介电常数与土壤体积含水量、含盐量、温度以及土壤质地的响应关系。结果表明,介电常数实部主要受到土壤体积含水量的影响,介电常数虚部受含水量和含盐量的协同影响,温度和土壤质地对介电常数的影响远小于含水量和含盐量的影响。(2)建立了盐渍土后向散射系数模型并进行敏感性分析,得到地表粗糙度对雷达后向散射系数的影响最大,土壤含水量及含盐量的影响次之。在此基础上,通过最小二乘拟合方程建立了地表粗糙度的查找表算法。基于野外采样数据,在裸露盐渍土区域对微波后向散射系数模型的模拟精度进行验证,得到相关系数R=0.78,均方根误差RMSE=2.51d B。(3)基于后向散射系数模型和水云模型建立了植被覆盖下盐渍土含盐量的反演模型。利用该模型对182个植被覆盖野外采样点的含盐量进行反演,得到模型的反演精度为R=0.72,RMSE=0.74 g/kg。(4)根据植物界分类大纲将植被划分为单子叶植物和双子叶植物,并分别拟合水云模型系数,建立了不同植被覆盖地表的含盐量模型。利用该模型对野外采样的124个单子叶植被区域和57个双子叶植被区域的盐渍土含盐量分别进行反演,得到反演精度为R=0.75、RMSE=0.64g/kg和R=0.75、RMSE=0.74g/kg,相对于分类之前,R提升了4.16%。论文的研究工作为开展盐碱地特性遥感监测提供了新的途径和方法,解决了植被覆盖对光学手段监测盐渍化土壤的影响问题,为国家自然科学基金面上项目“不同表面状态盐渍土水盐特性的近地表多源遥感在线探测方法研究”的立项与研究奠定了基础。
其他文献
湿地是全球生态系统的重要组成部分。湿地微生物在湿地生态系统中发挥重要的作用,可参与多种地球生物化学循环过程。东北地区是我国主要湿地分布区之一,具有多种类型的湿地资源。国际上针对环境微生物群落的研究主要集中在土壤、河流和海洋等生态系统中,而对兼具水生和陆生特点的湿地生态系统研究相对较匮乏。本研究以东北地区六个典型湿地为研究对象,包括三种湿地类型:滨海湿地(辽河口和鸭绿江口)、沼泽湿地(南瓮河、洪河和
受气候条件和人类活动影响,松嫩平原土地盐渍化面积不断扩大,土壤盐碱化程度日益加重,严重影响当地生态环境和农业可持续发展。在松嫩平原西部实施盐碱地根域限制栽培技术时,由于该区属于地下水浅埋深区,受地下潜水埋深动态变化和气候条件的影响,根域客土是否会被盐碱化,通过什么调控措施可以延缓这种盐碱化尚不清楚。因此,本研究以田间试验为主,设置无膜对照、侧膜无底膜、侧膜底秸秆、侧膜底孔膜和侧膜无孔膜五种根域限制
学位
学位
为探究不同生长时期水稻品种耐盐碱性的差异,本研究选用89份利用高能重离子束辐照诱变水稻品种“通禾899”获得的突变体材料对其进行萌发期耐盐碱鉴定,以萌发率相对盐碱害率为指标筛选出10份典型突变体材料进行幼苗期及全生育期田间耐盐碱鉴定与评价。利用多种分析方法对苗期和全生育期水稻的耐盐碱性进行综合评价,筛选可用于萌发期、幼苗期以及全生育期水稻耐盐碱鉴定的评价指标,分析各指标之间的相互关系,探讨水稻在萌
学位
三江湿地自然保护区是东北地区重要的湿地资源,对于东北地区生态环境保护,水源涵养和生物多样性稳定具有重要意义。长期来该地区由于受到自然因素和人为因素的干扰,导致湿地综合生态效益下降,土壤肥力流失和生态系统功能衰退。为了保护逐渐丧失的湿地,从上世纪90年代开始,在该区开展了大规模的湿地生态恢复工程。退耕还湿等生态措施的开展,使得该区湿地土壤环境和生产力得到了大幅度提升。但是农田恢复成湿地后,水分和养分
湿地的水文功能退化会导致大面积的湿地土壤暴露在空气中,增加土壤有机碳(SOC)的分解速率和温室气体排放速率,使SOC含量下降。铁元素的生物地球化学循环对SOC碳库储量及分子结构稳定性有重要影响,一方面通过吸附、共沉淀、络合等方式形成铁结合态有机碳(OC-Fe)使得OC避免遭到微生物分解;另一方面,当OC-Fe处于厌氧环境下,铁还原菌能够通过异化铁还原的方式导致铁氧化物所固持的OC被重新被释放。因此
松嫩草地在我国畜牧业的发展中占有十分重要的作用,该区域草地植物资源十分丰富,许多植物具有重要的饲用及食用价值,因此合理利用这些草地植物便显得十分重要。植物营养品质的测定往往需要借助仪器测量,费时费力,但对于植物形态性状及单株产量的测定相对容易的多。本研究通过分析植物形态性状、单株产量及品质的相互联系,建立相关数学模型,以期用形态性状及单株产量等指标来指示植物内部营养品质的变化。以松嫩草地30种草地
在干旱半干旱地区,微地形是影响盐渍化土壤性质和植物分布的重要因素之一。松嫩平原苏打盐渍土区广泛分布微地形,微地形的存在加剧了土壤盐渍化,且微地形导致了土壤水分和盐分的再分配,进一步影响了植物的生长和发育。为了进一步了解东北苏打盐渍土在微地形下土壤物理、化学性质的空间变异特点以及植物对微地形的响应,通过选择具有典型微地形特征的苏打盐渍土作为试验区,运用经典统计学、地统计学相结合的方法对试验区内相对高