基于RS的贺兰山东麓葡萄分布提取及生态环境质量评价

作     者：赵希妮 

作者单位：宁夏大学 

学位级别：硕士

导师姓名：璩向宁;王磊

授予年度：2019年

学科分类：07[理学] 0713[理学-生态学] 

主      题：贺兰山东麓葡萄 遥感提取 遥感监测 RSEI遥感生态指数 生态环境质量 

摘      要：人类活动将导致土地利用及覆被变化,并且通过生态系统组成要素、结构对区域生态环境产生系列影响,对其进行生态评价,有助于全面、科学地评估人类活动的生态效益,掌握生态系统宏观结构、生态质量与生态服务的变化,这既是学科研究的热点,也是区域科技需求,具有理论意义和实践意义。宁夏在贺兰山东麓建设了国内规模最大的葡萄林带,通过地表监测与“3S技术相结合的方法,可以掌握葡萄区域分布现状,实现葡萄林生态信息的快速、有效提取与监测,并在此基础上对葡萄种植进行生态环境影响评价,以期全面、准确地认识葡萄的生态地位和影响。本文以贺兰、永宁和青铜峡3个葡萄片区为研究对象,通过地物类型实地调查及样地实测地温数据,结合多源遥感数据进行分析,取得如下研究结果:(1)利用时间序列谱的决策树方法,使用GF-1/WFV时间序列数据集,在不同时相遥感影像上确定葡萄林提取的最佳时相和阈值,提取了葡萄林空间信息。其中,贺兰种植区的葡萄林开发方式为荒滩内部分散种植,永宁种植区为绿洲内部集中式种植,青铜峡种植区为荒滩绿洲过渡区集中开发种植。(2)采用MODIS-NDVI遥感数据产品获得关键时间节点,应用Landsat数据获得贺兰、永宁和青铜峡3个葡萄种植区2003年、2010年和2017年的绿度(NDVI)、湿度(WET)、热度(LST)和干度(NDSI)4个生态环境要素的监测指标,结果表明,自2003—2017年各种植区NDVI、WET、LST均值整体上呈现逐期增大趋势,NDSI均值整体上呈现逐期减小趋势。这与葡萄林分布的不同区域地理背景及其景观格局有关。(3)将NDVI、WET、LST和NDSI等4个生态指标进行主成分变换,通过生态环境评价指数RSEI计算,结果表明,自2003—2017年,各种植区RSEI值均呈稳定上升变化趋势。其中,贺兰种植区2003—2010年生态环境质量的上升程度最高,RSEI值由0.246上升为0.393,其次为青铜峡种植区,最小为永宁种植区;青铜峡种植区2010—2017年生态环境质量的上升程度最高,RSEI值由0.406上升为0.480,其次为贺兰种植区,最小为永宁种植区。(4)将RSEI值划分为优、良、中、较差和差5个等级,结果表明,自2003—2017年,贺兰种植区生态环境质量大都处于“差和“良等级,主要的变化为生态环境状况为“差的荒滩区转化为生态状况为“中等的葡萄林种植区;永宁种植区生态环境质量大都处于“良和“优级,主要的变化为该种植区生态环境状况为“良的农田区域转化为生态状况为“中等的葡萄林种植区;青铜峡种植区生态环境质量大都处于“差和“优级,主要的变化为该种植区生态环境状况为“差等级的荒滩区域转化为生态状况为中等的葡萄林种植区。(5)由RSEI总体变化趋势来分析,贺兰山东麓各葡萄种植区自2003—2017年间,生态环境质量总体呈变好的趋势。通过模型预测发现在荒滩内种植葡萄是贺兰山东麓生态环境质量提高的重要因素。