官廳水庫消落帶土壤有機(jī)質(zhì)分布特征及其高光譜反演研究
發(fā)布時(shí)間:2021-05-24 20:51
土壤有機(jī)質(zhì)(Organic Matter,OM)是消落帶土壤的重要組成部分,它含有植物生長需要的各種主要元素,也是土壤微生物活動的能量來源,作為土壤肥力的重要標(biāo)志之一,其含量變化對濕地生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力影響非常顯著。而且濕地土壤有機(jī)質(zhì)對氣候變化的響應(yīng)比較敏感,能在一定程度上反應(yīng)氣候變化。而水庫消落區(qū)作為陸地生態(tài)系統(tǒng)和水生生態(tài)系統(tǒng)之間的過渡帶,可以維持水陸生態(tài)系統(tǒng)的動態(tài)平衡,提高生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力等獨(dú)特的生態(tài)功能。研究水庫消落帶土壤有機(jī)質(zhì)的分布特征及動態(tài)變化具有重大的意義。由于消落帶土壤存在著季節(jié)性干濕交替的特殊水文條件影響,以及人類活動對消落帶的干擾,有機(jī)質(zhì)含量在空間和時(shí)間上具有較高的變異性,其分布規(guī)律和影響機(jī)制較為復(fù)雜。同時(shí),土壤有機(jī)質(zhì)含量在可見光-近紅外波段具有獨(dú)特的光譜響應(yīng)特性,利用高光譜遙感技術(shù)可以對區(qū)域尺度下土壤肥力快速測定,能夠更快捷有效掌握土壤有機(jī)質(zhì)的空間分布格局,進(jìn)而為進(jìn)一步估算土壤有機(jī)碳儲量和分析濕地生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)提供理論和技術(shù)方法支持。本文針對官廳水庫流域上游媯水河段消落帶,選擇典型消落帶回水區(qū),對該區(qū)土壤有機(jī)質(zhì)含量的空間分布特征進(jìn)行研究,探索消落帶干濕交替下土壤有機(jī)質(zhì)含...
【文章來源】:首都師范大學(xué)北京市
【文章頁數(shù)】:64 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
目錄
圖目錄
表目錄
第一章 緒論
1.1 研究背景和意義
1.2 國內(nèi)外相關(guān)工作研究進(jìn)展
1.2.1 水庫消落帶的研究現(xiàn)狀
1.2.2 土壤有機(jī)質(zhì)分布研究現(xiàn)狀
1.2.3 土壤有機(jī)質(zhì)光譜響應(yīng)特性研究
1.2.4 基于高光譜遙感的有機(jī)質(zhì)含量估算研究
1.3 研究內(nèi)容及技術(shù)路線
1.3.1 研究內(nèi)容
1.3.2 技術(shù)路線
1.4 論文組織
第二章 數(shù)據(jù)獲取與預(yù)處理方法
2.1 研究區(qū)概況
2.2 樣品采集與測試分析
2.2.1 土壤樣品采集與制備
2.2.2 室內(nèi)理化指標(biāo)化學(xué)分析
2.3 消落帶高光譜數(shù)據(jù)獲取
2.3.1 土壤室內(nèi)光譜測定
2.3.2 成像光譜數(shù)據(jù)獲取
2.4 土壤光譜數(shù)據(jù)預(yù)處理
2.4.1 光譜平滑去噪
2.4.2 微分處理
2.4.3 吸光率轉(zhuǎn)換
2.4.4 小波變換
2.5 成像光譜圖像預(yù)處理
第三章 消落帶土壤有機(jī)質(zhì)空間分布特征
3.1 消落帶土壤有機(jī)質(zhì)空間分布特征
3.1.1 土壤有效樣本養(yǎng)分統(tǒng)計(jì)特征
3.1.2 不同水分梯度下有機(jī)質(zhì)分布特征
3.1.3 不同植被群落下有機(jī)質(zhì)分布特征
3.1.4 不同土壤深度下有機(jī)質(zhì)分布特征
3.2 消落帶土壤碳氮比分布特征
3.2.1 淹水頻繁區(qū)土壤碳氮比分布特征
3.2.2 長期出露區(qū)土壤碳氮比分布特征
3.3 消落帶土壤有機(jī)質(zhì)分布影響因素分析
3.3.1 土壤理化性質(zhì)對有機(jī)質(zhì)的影響
3.3.2 溫度對土壤有機(jī)質(zhì)的影響
3.3.3 植被覆蓋度對土壤有機(jī)質(zhì)的影響
3.4 本章小結(jié)
第四章 土壤有機(jī)質(zhì)光譜響應(yīng)特性分析
4.1 消落帶土壤光譜曲線特征
4.2 土壤有機(jī)質(zhì)高光譜特征分析
4.2.1 不同有機(jī)質(zhì)含量光譜反射特征
4.2.2 土壤光譜反射率變換分析
4.2.3 各波長反射率標(biāo)準(zhǔn)差分析
4.3 土壤有機(jī)質(zhì)敏感波段分析
4.3.1 有機(jī)質(zhì)含量與原始反射率相關(guān)分析
4.3.2 不同差分寬度下有機(jī)質(zhì)與微分光譜相關(guān)分析
4.4 本章小結(jié)
第五章 基于特征波段的土壤有機(jī)質(zhì)含量高光譜反演
5.1 偏最小二乘回歸模型建立
5.2 估算精度檢驗(yàn)與評價(jià)
5.2.1 交叉檢驗(yàn)
5.2.2 精度評價(jià)指標(biāo)
5.3 土壤有機(jī)質(zhì)含量 PLSR 估算模型
5.4 表層土壤有機(jī)質(zhì)含量高光譜制圖
5.5 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論及展望
6.1 主要成果
6.2 不足與展望
參考文獻(xiàn)
附錄
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]水分環(huán)境梯度下野鴨湖濕地典型植物光譜特征分析[J]. 張翼然,宮兆寧,趙文吉. 光譜學(xué)與光譜分析. 2012(03)
[2]三峽庫區(qū)消落帶土壤有機(jī)質(zhì)和全氮含量分布特征[J]. 郭勁松,黃軒民,張彬,方芳,付川. 湖泊科學(xué). 2012(02)
[3]葉冠尺度野鴨湖濕地植物群落含水量的高光譜估算模型[J]. 林川,宮兆寧,趙文吉. 生態(tài)學(xué)報(bào). 2011(22)
[4]基于中分辨率TM數(shù)據(jù)的濕地水生植被提取[J]. 林川,宮兆寧,趙文吉. 生態(tài)學(xué)報(bào). 2010(23)
[5]不同質(zhì)地濕地土壤碳、氮、磷計(jì)量學(xué)及厭氧碳分解特征[J]. 王維奇,仝川,曾從盛. 中國環(huán)境科學(xué). 2010(10)
[6]小波變換在土壤有機(jī)質(zhì)含量可見/近紅外光譜分析中的應(yīng)用[J]. 劉煒,常慶瑞,郭曼,邢東興,員永生. 干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究. 2010(05)
[7]我國水庫消落帶研究概況[J]. 鄭海金,楊潔,謝頌華. 中國水土保持. 2010(06)
[8]消落帶研究進(jìn)展[J]. 程瑞梅,王曉榮,肖文發(fā),郭泉水. 林業(yè)科學(xué). 2010(04)
[9]基于多光譜遙感影像的表層土壤有機(jī)質(zhì)空間格局反演[J]. 張法升,曲威,尹光華,劉作新. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào). 2010(04)
[10]三峽庫區(qū)消落帶初期土壤養(yǎng)分特征[J]. 王曉榮,程瑞梅,肖文發(fā),郭泉水,封曉輝. 生態(tài)學(xué)雜志. 2010(02)
碩士論文
[1]基于AISA影像的濕地植物葉綠素含量估算模型研究[D]. 趙雅莉.首都師范大學(xué) 2013
[2]基于成像光譜技術(shù)土壤反射特性及剖面有機(jī)質(zhì)分布估計(jì)[D]. 張美琴.華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2012
[3]扎龍季節(jié)性積水蘆葦濕地生態(tài)變化的CENTURY模型模擬研究[D]. 王憲偉.東北師范大學(xué) 2005
本文編號:3204843
【文章來源】:首都師范大學(xué)北京市
【文章頁數(shù)】:64 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
目錄
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表目錄
第一章 緒論
1.1 研究背景和意義
1.2 國內(nèi)外相關(guān)工作研究進(jìn)展
1.2.1 水庫消落帶的研究現(xiàn)狀
1.2.2 土壤有機(jī)質(zhì)分布研究現(xiàn)狀
1.2.3 土壤有機(jī)質(zhì)光譜響應(yīng)特性研究
1.2.4 基于高光譜遙感的有機(jī)質(zhì)含量估算研究
1.3 研究內(nèi)容及技術(shù)路線
1.3.1 研究內(nèi)容
1.3.2 技術(shù)路線
1.4 論文組織
第二章 數(shù)據(jù)獲取與預(yù)處理方法
2.1 研究區(qū)概況
2.2 樣品采集與測試分析
2.2.1 土壤樣品采集與制備
2.2.2 室內(nèi)理化指標(biāo)化學(xué)分析
2.3 消落帶高光譜數(shù)據(jù)獲取
2.3.1 土壤室內(nèi)光譜測定
2.3.2 成像光譜數(shù)據(jù)獲取
2.4 土壤光譜數(shù)據(jù)預(yù)處理
2.4.1 光譜平滑去噪
2.4.2 微分處理
2.4.3 吸光率轉(zhuǎn)換
2.4.4 小波變換
2.5 成像光譜圖像預(yù)處理
第三章 消落帶土壤有機(jī)質(zhì)空間分布特征
3.1 消落帶土壤有機(jī)質(zhì)空間分布特征
3.1.1 土壤有效樣本養(yǎng)分統(tǒng)計(jì)特征
3.1.2 不同水分梯度下有機(jī)質(zhì)分布特征
3.1.3 不同植被群落下有機(jī)質(zhì)分布特征
3.1.4 不同土壤深度下有機(jī)質(zhì)分布特征
3.2 消落帶土壤碳氮比分布特征
3.2.1 淹水頻繁區(qū)土壤碳氮比分布特征
3.2.2 長期出露區(qū)土壤碳氮比分布特征
3.3 消落帶土壤有機(jī)質(zhì)分布影響因素分析
3.3.1 土壤理化性質(zhì)對有機(jī)質(zhì)的影響
3.3.2 溫度對土壤有機(jī)質(zhì)的影響
3.3.3 植被覆蓋度對土壤有機(jī)質(zhì)的影響
3.4 本章小結(jié)
第四章 土壤有機(jī)質(zhì)光譜響應(yīng)特性分析
4.1 消落帶土壤光譜曲線特征
4.2 土壤有機(jī)質(zhì)高光譜特征分析
4.2.1 不同有機(jī)質(zhì)含量光譜反射特征
4.2.2 土壤光譜反射率變換分析
4.2.3 各波長反射率標(biāo)準(zhǔn)差分析
4.3 土壤有機(jī)質(zhì)敏感波段分析
4.3.1 有機(jī)質(zhì)含量與原始反射率相關(guān)分析
4.3.2 不同差分寬度下有機(jī)質(zhì)與微分光譜相關(guān)分析
4.4 本章小結(jié)
第五章 基于特征波段的土壤有機(jī)質(zhì)含量高光譜反演
5.1 偏最小二乘回歸模型建立
5.2 估算精度檢驗(yàn)與評價(jià)
5.2.1 交叉檢驗(yàn)
5.2.2 精度評價(jià)指標(biāo)
5.3 土壤有機(jī)質(zhì)含量 PLSR 估算模型
5.4 表層土壤有機(jī)質(zhì)含量高光譜制圖
5.5 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論及展望
6.1 主要成果
6.2 不足與展望
參考文獻(xiàn)
附錄
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]水分環(huán)境梯度下野鴨湖濕地典型植物光譜特征分析[J]. 張翼然,宮兆寧,趙文吉. 光譜學(xué)與光譜分析. 2012(03)
[2]三峽庫區(qū)消落帶土壤有機(jī)質(zhì)和全氮含量分布特征[J]. 郭勁松,黃軒民,張彬,方芳,付川. 湖泊科學(xué). 2012(02)
[3]葉冠尺度野鴨湖濕地植物群落含水量的高光譜估算模型[J]. 林川,宮兆寧,趙文吉. 生態(tài)學(xué)報(bào). 2011(22)
[4]基于中分辨率TM數(shù)據(jù)的濕地水生植被提取[J]. 林川,宮兆寧,趙文吉. 生態(tài)學(xué)報(bào). 2010(23)
[5]不同質(zhì)地濕地土壤碳、氮、磷計(jì)量學(xué)及厭氧碳分解特征[J]. 王維奇,仝川,曾從盛. 中國環(huán)境科學(xué). 2010(10)
[6]小波變換在土壤有機(jī)質(zhì)含量可見/近紅外光譜分析中的應(yīng)用[J]. 劉煒,常慶瑞,郭曼,邢東興,員永生. 干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究. 2010(05)
[7]我國水庫消落帶研究概況[J]. 鄭海金,楊潔,謝頌華. 中國水土保持. 2010(06)
[8]消落帶研究進(jìn)展[J]. 程瑞梅,王曉榮,肖文發(fā),郭泉水. 林業(yè)科學(xué). 2010(04)
[9]基于多光譜遙感影像的表層土壤有機(jī)質(zhì)空間格局反演[J]. 張法升,曲威,尹光華,劉作新. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào). 2010(04)
[10]三峽庫區(qū)消落帶初期土壤養(yǎng)分特征[J]. 王曉榮,程瑞梅,肖文發(fā),郭泉水,封曉輝. 生態(tài)學(xué)雜志. 2010(02)
碩士論文
[1]基于AISA影像的濕地植物葉綠素含量估算模型研究[D]. 趙雅莉.首都師范大學(xué) 2013
[2]基于成像光譜技術(shù)土壤反射特性及剖面有機(jī)質(zhì)分布估計(jì)[D]. 張美琴.華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2012
[3]扎龍季節(jié)性積水蘆葦濕地生態(tài)變化的CENTURY模型模擬研究[D]. 王憲偉.東北師范大學(xué) 2005
本文編號:3204843
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