清澜港红树林湿地土壤有机碳空间分布及碳储量遥感估算研究

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1、中国妹耋斜学嘶宪院学位论文学位论文作者指导教师姓名申请学位级别专业名称研究方向论文答辩日期郭彦茹郭志华研究员硕士生态学3S技术应用2014年6月◎中国·北京DissertationfortheDegreeCandidate：GuoYan．ruSupervisor：Pro．GuoZhi-huaAcademicDegreeAppliedfor：MasterDegreeSpeciality：EcologyDateofDefence：June，2014Degree--Conferring--Institution：ChineseAcademyofForestry独创性声明本人声明所

2、呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得本研究生培养单位或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：勖厉荔日期：仂f悔学位论文版权使用授权书D月翊日，本学位论文作者完全了解中国林业科学研究院有关保留、使用学位论文的规定，巾国林业科学研究院有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权中国林业科学研究院可以将学位论文

3、的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文作者签名：西彦拓≯叶年易月巧同学位论文作者毕业联系方式工作单位：联系电话：电子邮件：通讯地址、邮编导师签名：．矽f睁占月刁日摘要红树林生态系统是热带沿海高产的生态系统，红树林对热带和全球沿海区域潜在碳预算具有巨大影响。红树林湿地是湿地生态系统的重要组成部分，而湿地碳储量作为陆地碳储量重要组成部分，参与了全球碳循环过程，在全球气候变化巾扮演着重要角色，并对其产生重大影响。本文所选研究区海南清澜港红树林保护区是我国红树种类天然分布最丰富的保

4、护区，红树植物群落保持为最完整的自然保护区，是国家重要湿地自然保护区之一。本研究采用野外样地调查和实验室测定的方法，以海南清澜港红树林不同群落类型和潮问带湿地土壤为研究对象，分析了碳储量在垂直方向分布特征；基于Worldview一2遥感影像，利用面向对象的分类方法，提取清澜港保护区植被信息，并对红树林分类，分析了分类的精度和清澜港红树林群落分布状况；初步试探利用BP神经网络的方法，模拟训练出土壤碳储量遥感反演模型，并计算清澜港现有0-60cm土壤碳储量水平分布图和保护区总碳储量。主要得到以F结论：(1)通过对土壤碳储量分层研究发现，清澜港红树林土壤具有丰富的碳储量，有机碳含

5、量高且分布深。在90cm以下仍然具有较高的碳储量。随着土壤深度的增加，在高潮位带土壤有机碳储量垂直分布特征一般表现为先下降后增加再下降的趋势，中、低潮位带土壤碳储量垂直分布特征呈缓慢增大后减少的趋势。土壤内部碳储量最大值出现在40～90cm深度。十壤容重最大值出现在60cm深度左右。不同潮位带，相J司红树林群落类型，0-60cm土壤碳储量由高到低依次为低潮位带>中潮位带>高潮位带。不同群落，中潮位带和高潮位带0-60cm单位面积土壤有机碳储量由大到小依次为海桑>榄李>杯萼海桑。(2)本研究利用Gram—Schmidt光谱锐化融合的方法，利用面向对象分类的方法，分类结果总体分

6、类精度达到90％以上，Kappa系数为87％，达到r分类提取的精度要求。本次将研究区红树林分为6个群落分别为：杯萼海桑+榄李群落，海莲+木果楝群落，海桑群落，红树+海莲群落，角果木群落，榄李群落。利用Worldview一2遥感影像实现了植被信息提取，提取植被指数包括水体指数(NDWI)、改进红边比值植被指数(MSR)、差值植被指数(DVI)、归一化植被指数(NDVI)、比值植被指数(RVI)、土壤调节植被指数(SAVI)、红绿比值指数(RG)。经相关性分析，NDVI、SAVI、RG、RVI、DVI与土壤碳储量相关性显著。(3)利用回归分析和主成分分析的方法，确定了参与模型研

7、究的3个参数，包括生物因子NDVI、RG和NDWI。确立最优的遥感碳储量反演模型为BP神经网络模型，其估测模型的《为0．513，模型的总体估算精度为80．84％，其估测值与实测值一元线性回归方程可可靠性高于多元回归模型。利用BP神经网络模型得到研究区的总碳储量为80．73Gg，土壤平均碳储量为13．14kt／km2。土壤碳储量水平分布为变化范围为4．87kt／km2～28。31kt／km2。土壤碳储量总量各群落由高到低依为：杯萼海桑+榄李21．51Gg>红树+海莲13．93Gg>榄李13．4lGg>海桑13．23G