近20年汉江中下游流域植被物候时空变化遥感分析开题报告

全文总字数：4276字

1. 研究目的与意义（文献综述）

植被是联系大气圈、水圈和土壤圈的纽带，是陆地生态系统的核心。 [1]植被物候是指植被生长、发育和荣枯变化的周期性现象，物候变化影响到植被生产力、陆地生态系统碳储备及碳循环过程，它不仅反映自然季节的变化，而且能表现出生态系统对全球环境变化的响应和适应。近百年来，全球气候与环境发生了巨大的变化，其中过去50年的变化更加显著，20世纪50年代以来超过一半的气候变暖是由人类活动引起的。[2]随着人口的不断增加和社会经济的快速发展，加快了人类大规模水土开发活动的步伐，自然植被区转为农作区，长年覆盖的土地变为季节覆盖的耕地。在这种环境演变的大局下研究气候变化和人类活动的生态效应是目前相关领域学者研究的焦点问题之一。植被物候研究是为了了解植物自然季节的变化规律以及分析其受气候变化等因素的影响,为农牧业生产或科学研究服务。探索变化环境下植被物候的时空变化及其影响因子的作用机制具有重要的理论意义及实用价值。[3]

传统的物候观测和研究方法主要采取以野外观测为基础的目视观察法,即直接定点观测生物物候现象的年内变化和年际变化。长时间序列（超过10年）监测和评估是当代植被研究的核心领域。随着研究技术的发展，包括传统的植被物候监测方法（人工记录）在内的多种观测研究方法在物候研究中已经十分成熟，例如，光学遥感观测、数字相机观测、地面通量的生态系统生产力观测以及模型估算等。遥感技术被证明是长时间植被监测最有效的方法，它具有覆盖面积大，地理位置自由不受限，成本低等优点。归一化植被指数（NDVI）是用于描述遥感植被数据最常用的光谱指数，如今被普遍应用于植被研究。[4]根据我所了解到的国内外前沿文献，植被物候时空变化的研究方法与手段已相对成熟，但研究仍存在不足之处，主要方面有二：其一是对于植被物候时空变化的研究区域未覆盖汉江流域，即汉江流域是一个研究盲区；其二是关于汉江的植被方面的研究多仅限于土地类型与植被指数，关于物候的研究无实际成果。综上所述，如果能完成近20年汉江中下游流域植被物候时空变化遥感分析，可以填补一块研究空白，也有助于人类对汉江流域更深入的了解。汉江作为长江最大支流，流经陕西，湖北两省，径流量大，水力资源丰富，航运条件好。汉江中下游由湖北十堰到湖北武汉，丹江口至钟祥为中游，河谷较宽，沙滩多，长约270km；钟祥至汉口为下游，长约382km，流经江汉平原，河道蜿蜒曲折逐步缩小。汉江流域城市众多，不乏襄阳，荆门等地级市。汉江中游地区连接着中原、西北和华中几大经济区，是长江经济带的重要组成部分，也是我国南北气候过渡带和中西部的生态走廊，具有重要的区位优势。近年来，汉江中游正经历着极为复杂的气候变化与人类活动协同干扰作用。区域生态环境面临着自然与社会经济压力等共性问题。[5]本研究要解决的主要问题有：首先应分析目前遥感植被物候探测研究的现状，找到存在的不足。然后针对汉江中下游流域，利用遥感数据、地形数据、水文数据和气象数据，对研究区经20年物候变化进行探测，阐明其变化时空特征。对汉江中下游流域的植被物候时空变化进行研究，不仅有利于周边居民的生产生活，也可以完善国家的地理数据库，找到20年来的规律，进而对未来的变化进行预测。

2. 研究的基本内容与方案

本研究的主要目标有：以汉江流域为研究对象，利用遥感数据、气温观测数据、气象数据与植被类型数据等，采取趋势分析与相关性分析法探求汉江流域近20年植被物候的时空变化及其影响因子的作用机制。[6]

2.1开展以下方面的研究：

（1）植被物候始期和末期的空间变化特征。利用提取的3种物候参数对近20年时间段内的草地物候特征的时间演化趋势及空间分异进行分析，并找出趋势与规律。[7]如从中游到下游有什么趋势，时间方面近二十年又有什么趋势等。

（2）植被物候纬度的关系研究。在研究区域中划出不同的纬度带，研究不同纬度带的某种植被类型的物候特征差异。把研究区的所有植被类型分别研究后，找到之间的共性与差异。[8]

3. 研究计划与安排

第6周—第10周数据收集整理，确定流域物候变化计算与分析方法，进行实验计算；

第11周—第14周 基于实验结果分析流域物候的变化特征；

第15周—第16周 完成论文，准备毕业答辩。

4. 参考文献（12篇以上）

[1] walker j，de beurs k，wynne Ｒ h． phenological response of an arizona dryland forest to short-term climaticextremes[j].remote sensing，2015，7(8): 10832-10855.