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洪河保护区植被地上生物量与土壤养分的空间关联分析
作 者: 张铁英
导 师: 万鲁河
学 校: 哈尔滨师范大学
专 业: 地图学与地理信息系统
关键词: 生物量 土壤养分 空间插值 空间关联规则
分类号: S158.3
类 型: 硕士论文
年 份: 2013年
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内容摘要
湿地是全球价值最高的生态系统之一,与森林生态系统、海洋生态系统并称为三大生态系统。湿地植被的生物量是衡量生态系统健康状况的重要指标。湿地的土壤环境也是植被生长必不可少的因素,对植物的生长有重要的影响。研究生物量与土壤养分的空间关联关系,对研究湿地的生态环境有重要的意义。本文选取洪河湿地自然保护区为研究区,以SPOT5影像和野外实测湿地植被地上生物量数据、土壤养分数据作为数据源,分析了遥感提取的各因子(各波段反射率、植被指数)与实测生物量之间的相关关系,建立了相关系数大的各遥感因子与生物量间的线性回归模型,通过对比得到最优模型,并制作研究区的总生物量的空间分布图。同时又运用GIS与地统计学相结合的方法,分析了研究区土壤养分的空间变异特征,选取了最优的预测模型,并绘制了研究区土壤养分的空间分布图。再将这几种空间分布图的每个像元的生物量与各种土壤养分的值提取出来,提取的像元值为136795个,并将生物量与土壤养分的值进行分类,都分为低、较低、中、较高和高这5类。设置最小支持度为2%,最小置信度为45%,并运用MATLAB软件对Apriori算法进行实现。本文通过分析得出的结论为土壤养分中的氮元素、含水率、有机质和生物量有着明显的强关联性,当这几种元素在土壤中含量低时,生物量也明显降低,含量高时,生物量也高。从pH值可以看出,pH低或较低时,生物量都显示的是高。洪河保护区的土壤主要是白浆土和沼泽土,这个区域的pH值大多数都在5-6之间,都是偏酸性的土壤,所以如果pH值越小,生物量也会越大。而其他几种磷元素TP、OP、IP则没有表现出与生物量之间很强的关联性,从结果不能看出生物量随着这几种元素的变化是怎样变化的。但是这几种养分也是植物生长必不可少的养分。
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全文目录
摘要 6-7 ABSTRACT 7-8 第1章 绪论 8-15 1.1 研究背景 8-9 1.2 国内外研究综述 9-13 1.2.1 国内研究综述 9-12 1.2.2 国外研究综述 12-13 1.3 研究内容 13-15 1.3.1 研究主要内容 13-14 1.3.2 技术路线 14-15 第2章 数据来源与研究方法 15-25 2.1 研究区概况 15-16 2.2 洪河保护区的地形与地貌 16 2.3 气候特征 16 2.4 土壤条件与水文状况 16-17 2.5 数据来源 17-22 2.5.1 生物量与土壤获取 17-18 2.5.2 土壤养分的测定 18-22 2.6 生物量与土壤养分研究方法 22-24 2.6.1 生物量研究方法 22-23 2.6.2 土壤养分研究方法 23-24 2.7 本章小结 24-25 第3章 生物量建模与土壤养分插值的结果分析 25-34 3.1 生物量建模分析 25-29 3.1.1 遥感影像预处理 25 3.1.2 遥感信息提取 25-29 3.2 土壤养分空间插值分析 29-33 3.2.1 地统计学概念 29 3.2.2 土壤养分插值结果及精度验证 29-33 3.3 本章小结 33-34 第4章 生物量与土壤养分空间关联分析 34-42 4.1 关联规则基本概念 34-35 4.1.1 关联规则基本概念 34 4.1.2 支持度与置信度概念 34-35 4.1.3 关联规则挖掘过程 35 4.2 关联规则挖掘算法 35-36 4.3 生物量与土壤养分的空间关联规则的提取 36-40 4.3.1 空间事务记录表示 36-38 4.3.2 空间关联规则提取结果 38-40 4.4 本章小结 40-42 结论与不足 42-43 参考文献 43-48 攻读硕士期间发表的学术论文 48-50 致谢 50
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中图分类: > 农业科学 > 农业基础科学 > 土壤学 > 土壤肥力(土壤肥沃性) > 土壤肥力与植物
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