基于3S草原土壤厚度空間分布與草原退化程度關(guān)系的研究.pdf

1、近年來日益惡化的草原生態(tài)環(huán)境對(duì)我國(guó)北方生態(tài)安全構(gòu)成了極大的威脅，草原退化已成為重大環(huán)境問題。本文以西烏珠穆沁旗草原為試驗(yàn)研究區(qū)域，利用CBERS衛(wèi)星數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)、解譯草原退化等級(jí)，通過GIS、GPS技術(shù)及地統(tǒng)計(jì)學(xué)方法，采用普通克里格插值方法處理土壤厚度試驗(yàn)數(shù)據(jù)，制作研究區(qū)域土壤厚度的空間分布預(yù)測(cè)圖，將草原退化遙感數(shù)據(jù)與土壤厚度空間分布狀態(tài)進(jìn)行疊加分析，建立了一種土壤厚度空間分布狀態(tài)與草原退化關(guān)系的分析方法，確定研究區(qū)域內(nèi)不同退化程度草原的面

2、積及位置，這將為制定草原科學(xué)管理和退化草原自然恢復(fù)的保護(hù)策略提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，為國(guó)家制定和實(shí)施沙源治理工程提供技術(shù)支持。論文主要結(jié)論如下： 1.對(duì)土壤厚度預(yù)試驗(yàn)277個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理及誤差分析，結(jié)果表明克里格插值法明顯優(yōu)于反距離加權(quán)插值法，并確定土壤試驗(yàn)樣點(diǎn)合理間距選取原則，即：地勢(shì)平坦的區(qū)域，草原土壤試驗(yàn)樣點(diǎn)間距可由理論的19.5m適當(dāng)調(diào)整到200m，局部區(qū)域甚至可以放大到500m，對(duì)于丘陵區(qū)域，則需根據(jù)地形地貌復(fù)雜程度，草原土壤試

3、驗(yàn)樣點(diǎn)間距可在19.5m～60m適當(dāng)選取，最大不要超過100m。 2.處理500個(gè)土壤厚度試驗(yàn)數(shù)據(jù)，結(jié)果表明土壤厚度試驗(yàn)數(shù)據(jù)接近于正態(tài)分布，直方圖呈單峰，均值與中值大致相等，且有對(duì)稱性；正態(tài)QQ圖再次證實(shí)了土壤厚度試驗(yàn)數(shù)據(jù)是服從正態(tài)分布的，數(shù)據(jù)無(wú)須進(jìn)行轉(zhuǎn)化；土壤厚度試驗(yàn)數(shù)據(jù)經(jīng)過趨勢(shì)分析顯示，可以用一個(gè)西南——東北向的二階多項(xiàng)式對(duì)其進(jìn)行擬合最佳；半變異函數(shù)/協(xié)方差函數(shù)云圖表明土壤厚度試驗(yàn)數(shù)據(jù)中存在空間自相關(guān)，且知道數(shù)據(jù)集中沒有離群

4、值或錯(cuò)誤的采樣點(diǎn)，故選用普通克里格插值創(chuàng)建比較精確的土壤表面。 3.應(yīng)用不同半方差擬合模型進(jìn)行插值后誤差分析，結(jié)果表明采用RationalQuadraticmodel為半方差擬合模型，其預(yù)測(cè)誤差的均值為0.012、均方根為7.384、平均預(yù)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)差為7.426、平均標(biāo)準(zhǔn)差為0.001，均為其各自最小值，均方根標(biāo)準(zhǔn)預(yù)測(cè)誤差為0.987，因此選擇RationalQuadraticmodel為土壤厚度的最佳半方差擬合模型。 4

5、.通過草原退化現(xiàn)狀與相應(yīng)位置的遙感影像對(duì)比分析，確定草原退化不同等級(jí)的感興趣區(qū)域，利用ERDASIMAGINE8.6執(zhí)行草原退化等級(jí)監(jiān)督分類，經(jīng)過分類模板誤差矩陣評(píng)價(jià)、分類精度評(píng)價(jià)及實(shí)地驗(yàn)證，獲得2006年～2008年草原退化等級(jí)解譯圖，其分類精度分別為90.00％、89.74％和87.50％，kappa系數(shù)分別為0.88、0.88和0.86。 5.根據(jù)2006～2008年三年平均統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)對(duì)比分析，在草原土壤厚度小于10cm的研