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基于Sentinel-2影像的中老缅边境地区橡胶林动态监测及其时空特征研究

基于Sentinel-2影像的中老缅边境地区橡胶林动态监测及其时空特征...

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作者：翟佳豪江西师范大学

学位级别：硕士

20世纪90年代以来,具有农林复合属性的橡胶林在中南半岛北部迅速扩张,并对地区的气候、碳储量、水文过程、生物多样性和农户生计等产生一系列影响。不言而喻,准确的橡胶林空间分布信息对于制定有效的森林管理战略至关重要。近年来,蓬勃... 详细信息

20世纪90年代以来,具有农林复合属性的橡胶林在中南半岛北部迅速扩张,并对地区的气候、碳储量、水文过程、生物多样性和农户生计等产生一系列影响。不言而喻,准确的橡胶林空间分布信息对于制定有效的森林管理战略至关重要。近年来,蓬勃发展的橡胶林正在经历一些新的变化,但其动态特征仍不清晰。特别地,中南半岛的橡胶林以小农种植为主,地块面积小且分散,山区尤甚。过去常用于橡胶林遥感监测的30-m Landsat等卫星数据由于空间分辨率相对较低,尚未能全面客观地揭示其详细空间分布信息,精细化动态监测不足。本研究选取橡胶林扩展种植和跨境发展频繁区域——中老缅边境地区为研究区,基于Sentinel-2影像并结合橡胶林在热带地区独特的物候特征,改进完善了一套用于橡胶林遥感监测的物候算法,提取了中老缅边境地区橡胶林2017–2022年的空间分布信息,据此厘清了橡胶林最新动态变化特征,并分析了橡胶林分布与海拔、坡度、坡向之间的相互关系。此外,系统研究了橡胶林沿道路、河流和边境线(3“A”)的分布规律与时空变化特征,对比分析了中老缅边境地区橡胶林动态变化的国别差异。主要结论如下:(1)在选取的NDVI、GNDVI、NBR、RGNDI、EVI等20种光谱指数中,大多数植被—水分指数对于区分橡胶林和自然林均表现出一定潜力。其中,纯红边光谱指数中RESI识别橡胶林的能力最强,部分红边指数中NDVIre1n识别效果最优,非红边指数中RGNDI和NBR能有效地识别橡胶林。结合提取的橡胶林分布信息与精度验证,确定RGNDI为识别橡胶林的较优指数,据此基于时间窗口构建了新的Re NDI物候算法进行最终研究区内的橡胶林遥感监测。(2)2017–2022年,中老缅边境地区的橡胶林种植面积总体上呈略微增加趋势,但其国别差异明显。中国境内的勐腊县和景洪市橡胶林种植面积减少较为明显,而老挝和缅甸境内尤其靠近中国的边境地区,如丰沙里省西部、埌南塔省和乌多姆赛省北部、孟别县东部的橡胶林则呈扩张特征。值得注意,中国一侧保护区内的橡胶林不断减少而老挝保护区内的橡胶林扩张明显。(3)海拔和坡度对橡胶林种植和扩展有重要的影响,橡胶林主要分布在海拔600–1000 m(八成左右)和坡度地区。相比老挝和缅甸而言,中国一侧的橡胶林分布在高海拔和陡坡地的比重较高,但老挝和缅甸境内的橡胶林也正在向陡坡地扩张。坡向未对橡胶林种植产生明显影响,南坡、东南坡和西南坡的橡胶林种植面积略高于北坡等其他坡向。(4)近道路和河流地区是橡胶林分布的主要区域,特别是沿线2 km内。橡胶林种植会优先选择在距离道路较近的区域;河流附近因其土壤含水量高且便于灌溉,也更适宜于橡胶林种植。此外,老挝和缅甸的橡胶林扩张具有明显的趋边性,受中国影响较大,即倾向于种植在靠近中老-中缅边境沿线地区,特别是缅甸橡胶林扩张的趋边性尤为明显。本研究发展了一套基于Sentinel-2影像的物候算法,丰富了区域层面橡胶林遥感制图方法,进而生成了精确而详细的橡胶林种植信息。既为当前橡胶林的动态变化提供了新的认识(如缩减),也有助于未来的合理规划种植、森林管理及生物多样性保护,特别是在热带地区。

关键词：橡胶林哨兵2号物候算法动态变化中老缅边境地区

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