沿海防护林建设防护效益的遥感监测研究

来源 :福建农林大学 | 被引量 : 12次 | 上传用户:xue852456
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沿海防护林工程建设防护效益的监测与评价是进行沿海防护林森林资源经营改造的重要基础,本文以福建省漳浦县的沿海防护林建设防护效益的监测与评价为研究对象,研究主体以1988年和2003年的遥感影像数据,结合辅助数据,通过实地调查、指标选取、数据分析、模型构建、方法验证的技术环节,从沿海防护林工程建设的水土保持、防风固沙首要功能入手,从不同功能角度,分析沿海防护林工程建设前后区域水土保持、防风固沙的效益变化,在此基础上,构建沿海防护林综合防护模型,体现沿海防护林工程建设的综合防护效益;并基于遥感影像构建人为干扰指数模型,体现基于工程造林的人为干扰影响分析;从综合防护效益和人为干扰影响两个角度,共同分析、验证了沿海防护林工程建设的良好防护效益,实现了沿海防护林防护效益的空间化、具体化和定量化的综合体现,为合理的沿海防护林经营、改造、规划提供重要决策依据和技术支持。主要研究结果如下:(1)研究参考国土资源部的一级土地利用分类系统,结合区域具体情况,确定漳浦县的土地利用分类系统:一级为耕地、水域、居民地、林地、沙地和未利用地,林地进一步划分为木麻黄、湿地松、相思树、经济林以及其他类型林地。(2)采用OIF指数法、相关系数法和标准差等分析方法选取最佳波段,结合野外测定光谱的基础数据,对反射光谱差异较大的土地利用类型,选取适宜的光谱阈值,采用分层分类方法实现土地利用类型专题信息提取;而对于不易区分的地物类型采用监督分类方法、局部区域使用人机交互进行目视解译,实现专题信息的提取。分类结果是1988年的土地利用分类精度为91.08%,2003年的土地利用分类精度为90.63%,1988年的森林类型分类精度为85.49%,2003年的森林类型分类精度为87.94%。2008年的土地利用和森林类型利用野外实地验证,其总体分类精度为89.41%。(3)利用相关地面辅助数据,根据中式USLE土壤侵蚀模型实现了1988、2003和2008年的漳浦县土壤侵蚀的动态监测,体现沿海防护林水土保持防护效益分析。结果表明,1988年的发生土壤侵蚀的面积最大达21.86 hm2·a,侵蚀强度最大仅为中度侵蚀并且发生面积仅为总面积的0.03%;从1988~2008年,土壤侵蚀强度和土壤侵蚀面积均在显下降趋势,在一定程度上表明,防护林建设起到积极的防护作用,促进了区域植被的恢复。(4)通过土地利用变化、景观格局变化和植被覆盖变化综合实现区域防风固沙效益的区域定性分析。结果表明沿海防护林工程建设,较好地发挥了防风固沙的作用,区域的沙化面积不断减少,总体向耕地和林地转化,植被覆盖呈增加趋势。(5)首次构建了基于遥感技术的沿海防护林防风固沙效益监测模型,模型回归相关系数为0.909,总体精度达77.82%。通过1988年、2003年漳浦县临海7个乡镇沙化面积的动态监测分析表明,非沙化面积从1988年43.51%提高到80.30%,而轻度、中度以上沙化面积分别由41.71%、14.78%降为18.44%、1.27%。(6)研究利用1988和2003年的影像数据,构建了体现工程造林的人为干扰影响分析的干扰指数模型,制作干扰指数图,并以乡镇为单元,分析沿海防护林人为干扰影响的正效益与土壤侵蚀、植被盖度和防风固沙效益间的相关性,结果表明,构建的人为干扰指数值的大小与土壤侵蚀、植被盖度和防风固沙效益的正效益发展有着良好相关性,较好地体现了防护林工程建设人为干扰影响的正效益,从基于人为干扰的正效应角度进一步体现沿海防护林工程建设的良好效益。(7)选定土壤侵蚀模数、植被盖度、裸沙占地面积比、森林生产力、国内生产总值(GDP)作为沿海防护林防护综合效益的评价因子,采用综合指数法,结果表明:在1988年,漳浦县防护效益等级在较好以上的比例为50.48%,而2003年达到了72.59%。(8)通过干扰指数值和综合效益指数值各自与土壤侵蚀间的二项式方程分析、结合这两个指标以乡镇为单元的均值和标准差,综合确定漳浦县干扰指数体现沿海防护林防护正效应的阈值为1.5812,综合效益指数比值体现沿海防护林防护正效应的阈值为0.89575。并依据确定的二者阈值,提取漳浦县各指数图体现沿海防护林防护正效应的专题信息,叠加分析表明,漳浦县二者体现正效应的重叠面积为149327 hm2,达到79.1436%,具有较高的一致性。从而从综合防护效益和人为干扰影响两个角度,共同分析、验证了沿海防护林工程建设的良好防护效益。
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