林下水蚀区侵蚀过程与植被恢复度多角度遥感监测研究
发布时间：2021-03-20 11:51
长期以来,水土流失一直是我国“头号”环境问题。植被是水土流失的关键控制因子,因而植树造林一度成为治理水土流失的首要措施。经过多年治理,我国人工林面积已接近世界三分之一,居世界首位,南方红壤区的森林覆盖率已达50%以上。但林下普遍缺少灌木或草本植被覆盖,水土流失（“林下水蚀区”）问题仍然突出,称之为“远看青山在,近看水土流”。“林下水蚀区”的存在,给水土保持工作提出了新的课题,“林下水蚀区”土壤侵蚀的发生、监测和评估研究是水土保持规划管理和学科发展的迫切需要。在水力侵蚀地区,森林通过冠层截留降水以及枯落物和根系的防蚀作用发挥其水土保持功能,故林冠、枯落物和根系构成了森林独特的水土流失防护体系。林下枯落物及灌草层由于贴近地表,在消除雨滴击溅动能、降低坡面流速、延长径流历时和增加土壤入渗方面发挥着不可忽视的作用。我国的造林工作已取得巨大成果,但主要强调林冠覆盖,而森林覆盖率指标并不能反映林地的垂直层次结构,在表征林地水平覆盖方面亦有别于水土保持常用的植被覆盖度指标。在使用最为广泛的通用水土流失方程（USLE）中,植被覆盖和管理因子C值的计算精确与否,亦主要决定于所用的植被参数。由于不同地区、...
【文章来源】：华东师范大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：161 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
内容摘要
Abstract
第1章 绪论
1 林下侵蚀问题概述
1.1 土壤侵蚀概况
1.2 植被是水土保持的关键控制因子
1.3 林下水土流失问题
2 植被防侵蚀机理研究进展
2.1 影响“林下水蚀区”形成的主要因素
2.2 森林垂直层次的防侵蚀研究
2.3 林草植被及不同林分的防侵蚀研究
2.4 土壤侵蚀预报评价模型
2.5 植被水土保持效应的评价指标
3 侵蚀区植被恢复度
3.1 植被恢复的概念
3.2 植被覆盖度
3.3 森林覆盖率
3.4 其它植被结构参数
3.5 遥感植被信息的提取
3.6 遥感提取植被信息的不确定性
4 研究内容和技术路线
5 本文的创新点
第2章 研究区概况与研究方法
1 研究区概况
2 研究方法
2.1 土壤侵蚀小区的建立
2.2 小区观测内容与观测方法
2.3 观测数据计算与分析方法
2.4 植被结构指标野外调查
2.5 遥感植被指数的提取
2.6 植被结构指标遥感估算模型的建立及评价
2.7 植被结构指标和植被恢复度的遥感估算
第3章 小区土壤特征和植被、降雨的季节变化
1 小区土壤的主要理化属性
2 小区马尾松的基本特征
3 小区植被的季节变化
3.1 植被覆盖度
1.2 植被叶面积指数
1.3 植被绿量
4 小区降雨的季节变化
第4章 林下土壤侵蚀机理
1 不同覆盖梯度下稀疏马尾松纯林小区的产流过程
1.1 历次降雨时间尺度
1.2 季度和全年降雨尺度
1.3 马尾松纯林对减少地表径流量的贡献
2 不同覆盖梯度下稀疏马尾松纯林小区的产沙过程
2.1 历次降雨时间尺度
2.2 季度和全年时间尺度
2.3 马尾松纯林对减少土壤侵蚀量的贡献
3 不同覆盖梯度下马尾松林草小区的产流过程
3.1 历次降雨时间尺度
3.2 季节与全年时间尺度
3.3 马尾松林草对减少地表径流量的贡献
4 不同覆盖梯度下马尾松林草小区的产沙过程
4.1 历次降雨时间尺度
4.2 季节与全年降雨尺度
4.3 马尾松林草小区植被对减少土壤侵蚀量的贡献
第5章 林区植被水土保持效应
1 稀疏马尾松纯林小区的植被水土保持效应
1.1 次降雨时间尺度
1.2 季度和全年时间尺度
2 林草小区的植被水土保持效应
2.1 次降雨时间尺度
2.2 季度和全年时间尺度
3 植被叶面积指数与水土保持效应的关系
3.1 次降雨时间尺度
3.2 季度和全年时间尺度
4 植被覆盖度与水土保持效应的关系
4.1 次降雨时间尺度
4.2 季度和全年时间尺度
5 植被绿量与水土保持效应的关系
5.1 次降雨时间尺度
5.2 季度和全年时间尺度
第6章 土壤侵蚀小区保水保土效应
1 基于VFC不同时间尺度纯草小区保水保土效应
1.1 降雨特征
1.2 植被变化
1.3 保水效应
1.4 保土效应
2 基于LAI不同时间尺度纯草小区保水保土效应
2.1 保水效应
2.2 保土效应
3 基于LW纯林小区保水保土效应类型
3.1 效应分组
3.2 效应变化
3.3 效应转折
3.4 效应发生条件
4 基于LAI林草小区垂直层次结构水土保持贡献权重
4.1 建模
林）"> 4.2 林冠水土保持效应权重（We林）
草）"> 4.3 草本植被水土保持效应权重（We草）
林枯)"> 4.4 林枯水土保持效应权重(We林枯)
草枯)"> 4.5 草枯水土保持效应权重(We草枯)
5 基于LW林草小区垂直层次结构水土保持贡献权重
林）"> 5.1 林冠水土保持效应权重（We林）
草）"> 5.2 草本植被水土保持效应权重（We草）
林枯)"> 5.3 林枯水土保持效应权重(We林枯)
草枯)"> 5.4 草枯水土保持效应权重(We草枯)
第7章 植被恢复度的多角度遥感监测
1 林冠和灌草层次植被结构间的联系
1.1 林地总体VFC的估算模型
1.2 模型精度
2 野外调查样方的植被空间格局
3 遥感监测的区域植被空间格局
3.1 植被结构指标与植被指数的相关性分析
3.2 LAI-VI关系模型
4 植被指数估算LAI的敏感性
4.1 不同植被指数估算LAI的敏感性
4.2 不同植被类型估算LAI的敏感性
5 植被覆盖度遥感估算模型的建立
6 植被绿量遥感估算模型建立
7 遥感监测的区域植被空间格局
8 基于遥感的区域植被恢复度评价
8.1 基于叶面积指数表征的植被恢复度
8.2 基于植被覆盖度表征的植被恢复度
8.3 基于绿量表征的植被恢复度
第8章 结论
1 季度和全年尺度下马尾松纯林增加地表径流量但减少土壤侵蚀量
2 林、草及二者结合的植被具有不同的水土保持效应
3 林草植被水土保持效应的表征具有植被指标和时间尺度敏感性
4 遥感与水土保持研究的结合是侵烛区植被恢复度监测和研究的可靠途径
展望
1 扩大林草植被的覆盖度和叶面积指数范围
2 不同种类林分的土壤侵蚀机理研究
3 植被水土保持功能评价指标体系的建立
4 基于背景反射率的多时相和多角度遥感技术的应用
参考文献
后记
作者在学期间所取得的科研成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]A Model for Estimating Total Forest Coverage with Ground-Based Digital Photography[J]. D. C. WEINDORF. Pedosphere. 2010(03)
[2]江西省林地水土流失状况调查及对策[J]. 邱雪红,杨洁. 亚热带水土保持. 2007(04)
[3]红壤侵蚀区几种水土保持林水文效应研究[J]. 喻荣岗,左长清,杨洁,谢颂华,李小强,王昭艳. 水土保持通报. 2007(06)
[4]基于防止土壤侵蚀为目标富屯溪最佳森林覆盖率的确定[J]. 余坤勇,刘健,赖玫妃,庞闽志,陈振平. 江西农业大学学报. 2007(03)
[5]兴国县花岗岩区林下水土流失及其防治[J]. 雷环清. 中国水土保持. 2007(03)
[6]三峡库区森林和土壤侵蚀关系研究[J]. 郑巍伟. 防护林科技. 2006(06)
[7]三峡库区秭归县森林与土壤侵蚀的相关性研究[J]. 郑巍伟,李自勤. 西部林业科学. 2006(03)
[8]贡嘎山天然林和盐亭人工林土壤侵蚀研究[J]. 张保华,王喜,刘子亭,何毓蓉. 中国水土保持科学. 2006(03)
[9]Multisensor Comparisons for Validation of MODIS Vegetation Indices[J]. CHENG Qian Department of Environmental Resources Management & City Planning, College of Tourism, Zhejiang Gongshang University, Hangzhou 310035 (China).. Pedosphere. 2006(03)
[10]我国南方当前水土流失与生态安全中值得重视的问题[J]. 赵其国. 水土保持通报. 2006(02)
博士论文
[1]燕山山地森林植被恢复与重建理论和技术研究[D]. 赵良平.南京林业大学 2007
[2]黄土地区森林植被对坡面土壤侵蚀过程影响机理研究[D]. 张颖.北京林业大学 2007
[3]三峡库区森林植被水源涵养及其保土功能研究[D]. 陈引珍.北京林业大学 2007
[4]广西大青山退化森林植被特征及生态恢复研究[D]. 康冰.西北农林科技大学 2007
[5]黄土地区流域森林植被格局对侵蚀产沙过程的调控研究[D]. 秦富仓.北京林业大学 2006
[6]植被恢复对退化红壤易变碳及土壤呼吸的影响[D]. 谢锦升.北京林业大学 2005
[7]红壤丘陵区人工林地生态学特征及其水土保持机理研究[D]. 丁军.浙江大学 2003
[8]红壤小流域水土流失规律及防治措施的研究[D]. 袁东海.浙江大学 2002
硕士论文
[1]不同植被恢复模式的水土保持效果及土壤水肥生态效应研究[D]. 胡江波.西北农林科技大学 2007
[2]不同治理措施对侵蚀退化生态系统恢复的影响[D]. 蒋芳市.福建农林大学 2007
[3]福建长汀重建生态系统马尾松叶片气体交换与叶绿素荧光特征研究[D]. 魏霞.福建师范大学 2007
[4]福建长汀重建生态系统植物树干液流特征研究[D]. 郑怀舟.福建师范大学 2007
[5]坡面植被格局对水土流失影响的实验研究[D]. 沈中原.西安理工大学 2006
[6]长汀县水土流失遥感监测及其生态安全评价[D]. 江洪.福州大学 2005
[7]森林环境资源动态监测指标及信息系统框架[D]. 刘旭东.福建农林大学 2005
[8]红壤坡地不同森林恢复类型水土保持效应及其机制研究[D]. 陈冬林.湖南农业大学 2004
本文编号：3090954
【文章来源】：华东师范大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：161 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
内容摘要
Abstract
第1章 绪论
1 林下侵蚀问题概述
1.1 土壤侵蚀概况
1.2 植被是水土保持的关键控制因子
1.3 林下水土流失问题
2 植被防侵蚀机理研究进展
2.1 影响“林下水蚀区”形成的主要因素
2.2 森林垂直层次的防侵蚀研究
2.3 林草植被及不同林分的防侵蚀研究
2.4 土壤侵蚀预报评价模型
2.5 植被水土保持效应的评价指标
3 侵蚀区植被恢复度
3.1 植被恢复的概念
3.2 植被覆盖度
3.3 森林覆盖率
3.4 其它植被结构参数
3.5 遥感植被信息的提取
3.6 遥感提取植被信息的不确定性
4 研究内容和技术路线
5 本文的创新点
第2章 研究区概况与研究方法
1 研究区概况
2 研究方法
2.1 土壤侵蚀小区的建立
2.2 小区观测内容与观测方法
2.3 观测数据计算与分析方法
2.4 植被结构指标野外调查
2.5 遥感植被指数的提取
2.6 植被结构指标遥感估算模型的建立及评价
2.7 植被结构指标和植被恢复度的遥感估算
第3章 小区土壤特征和植被、降雨的季节变化
1 小区土壤的主要理化属性
2 小区马尾松的基本特征
3 小区植被的季节变化
3.1 植被覆盖度
1.2 植被叶面积指数
1.3 植被绿量
4 小区降雨的季节变化
第4章 林下土壤侵蚀机理
1 不同覆盖梯度下稀疏马尾松纯林小区的产流过程
1.1 历次降雨时间尺度
1.2 季度和全年降雨尺度
1.3 马尾松纯林对减少地表径流量的贡献
2 不同覆盖梯度下稀疏马尾松纯林小区的产沙过程
2.1 历次降雨时间尺度
2.2 季度和全年时间尺度
2.3 马尾松纯林对减少土壤侵蚀量的贡献
3 不同覆盖梯度下马尾松林草小区的产流过程
3.1 历次降雨时间尺度
3.2 季节与全年时间尺度
3.3 马尾松林草对减少地表径流量的贡献
4 不同覆盖梯度下马尾松林草小区的产沙过程
4.1 历次降雨时间尺度
4.2 季节与全年降雨尺度
4.3 马尾松林草小区植被对减少土壤侵蚀量的贡献
第5章 林区植被水土保持效应
1 稀疏马尾松纯林小区的植被水土保持效应
1.1 次降雨时间尺度
1.2 季度和全年时间尺度
2 林草小区的植被水土保持效应
2.1 次降雨时间尺度
2.2 季度和全年时间尺度
3 植被叶面积指数与水土保持效应的关系
3.1 次降雨时间尺度
3.2 季度和全年时间尺度
4 植被覆盖度与水土保持效应的关系
4.1 次降雨时间尺度
4.2 季度和全年时间尺度
5 植被绿量与水土保持效应的关系
5.1 次降雨时间尺度
5.2 季度和全年时间尺度
第6章 土壤侵蚀小区保水保土效应
1 基于VFC不同时间尺度纯草小区保水保土效应
1.1 降雨特征
1.2 植被变化
1.3 保水效应
1.4 保土效应
2 基于LAI不同时间尺度纯草小区保水保土效应
2.1 保水效应
2.2 保土效应
3 基于LW纯林小区保水保土效应类型
3.1 效应分组
3.2 效应变化
3.3 效应转折
3.4 效应发生条件
4 基于LAI林草小区垂直层次结构水土保持贡献权重
4.1 建模
林）"> 4.2 林冠水土保持效应权重（We林）
草）"> 4.3 草本植被水土保持效应权重（We草）
林枯)"> 4.4 林枯水土保持效应权重(We林枯)
草枯)"> 4.5 草枯水土保持效应权重(We草枯)
5 基于LW林草小区垂直层次结构水土保持贡献权重
林）"> 5.1 林冠水土保持效应权重（We林）
草）"> 5.2 草本植被水土保持效应权重（We草）
林枯)"> 5.3 林枯水土保持效应权重(We林枯)
草枯)"> 5.4 草枯水土保持效应权重(We草枯)
第7章 植被恢复度的多角度遥感监测
1 林冠和灌草层次植被结构间的联系
1.1 林地总体VFC的估算模型
1.2 模型精度
2 野外调查样方的植被空间格局
3 遥感监测的区域植被空间格局
3.1 植被结构指标与植被指数的相关性分析
3.2 LAI-VI关系模型
4 植被指数估算LAI的敏感性
4.1 不同植被指数估算LAI的敏感性
4.2 不同植被类型估算LAI的敏感性
5 植被覆盖度遥感估算模型的建立
6 植被绿量遥感估算模型建立
7 遥感监测的区域植被空间格局
8 基于遥感的区域植被恢复度评价
8.1 基于叶面积指数表征的植被恢复度
8.2 基于植被覆盖度表征的植被恢复度
8.3 基于绿量表征的植被恢复度
第8章 结论
1 季度和全年尺度下马尾松纯林增加地表径流量但减少土壤侵蚀量
2 林、草及二者结合的植被具有不同的水土保持效应
3 林草植被水土保持效应的表征具有植被指标和时间尺度敏感性
4 遥感与水土保持研究的结合是侵烛区植被恢复度监测和研究的可靠途径
展望
1 扩大林草植被的覆盖度和叶面积指数范围
2 不同种类林分的土壤侵蚀机理研究
3 植被水土保持功能评价指标体系的建立
4 基于背景反射率的多时相和多角度遥感技术的应用
参考文献
后记
作者在学期间所取得的科研成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]A Model for Estimating Total Forest Coverage with Ground-Based Digital Photography[J]. D. C. WEINDORF. Pedosphere. 2010(03)
[2]江西省林地水土流失状况调查及对策[J]. 邱雪红,杨洁. 亚热带水土保持. 2007(04)
[3]红壤侵蚀区几种水土保持林水文效应研究[J]. 喻荣岗,左长清,杨洁,谢颂华,李小强,王昭艳. 水土保持通报. 2007(06)
[4]基于防止土壤侵蚀为目标富屯溪最佳森林覆盖率的确定[J]. 余坤勇,刘健,赖玫妃,庞闽志,陈振平. 江西农业大学学报. 2007(03)
[5]兴国县花岗岩区林下水土流失及其防治[J]. 雷环清. 中国水土保持. 2007(03)
[6]三峡库区森林和土壤侵蚀关系研究[J]. 郑巍伟. 防护林科技. 2006(06)
[7]三峡库区秭归县森林与土壤侵蚀的相关性研究[J]. 郑巍伟,李自勤. 西部林业科学. 2006(03)
[8]贡嘎山天然林和盐亭人工林土壤侵蚀研究[J]. 张保华,王喜,刘子亭,何毓蓉. 中国水土保持科学. 2006(03)
[9]Multisensor Comparisons for Validation of MODIS Vegetation Indices[J]. CHENG Qian Department of Environmental Resources Management & City Planning, College of Tourism, Zhejiang Gongshang University, Hangzhou 310035 (China).. Pedosphere. 2006(03)
[10]我国南方当前水土流失与生态安全中值得重视的问题[J]. 赵其国. 水土保持通报. 2006(02)
博士论文
[1]燕山山地森林植被恢复与重建理论和技术研究[D]. 赵良平.南京林业大学 2007
[2]黄土地区森林植被对坡面土壤侵蚀过程影响机理研究[D]. 张颖.北京林业大学 2007
[3]三峡库区森林植被水源涵养及其保土功能研究[D]. 陈引珍.北京林业大学 2007
[4]广西大青山退化森林植被特征及生态恢复研究[D]. 康冰.西北农林科技大学 2007
[5]黄土地区流域森林植被格局对侵蚀产沙过程的调控研究[D]. 秦富仓.北京林业大学 2006
[6]植被恢复对退化红壤易变碳及土壤呼吸的影响[D]. 谢锦升.北京林业大学 2005
[7]红壤丘陵区人工林地生态学特征及其水土保持机理研究[D]. 丁军.浙江大学 2003
[8]红壤小流域水土流失规律及防治措施的研究[D]. 袁东海.浙江大学 2002
硕士论文
[1]不同植被恢复模式的水土保持效果及土壤水肥生态效应研究[D]. 胡江波.西北农林科技大学 2007
[2]不同治理措施对侵蚀退化生态系统恢复的影响[D]. 蒋芳市.福建农林大学 2007
[3]福建长汀重建生态系统马尾松叶片气体交换与叶绿素荧光特征研究[D]. 魏霞.福建师范大学 2007
[4]福建长汀重建生态系统植物树干液流特征研究[D]. 郑怀舟.福建师范大学 2007
[5]坡面植被格局对水土流失影响的实验研究[D]. 沈中原.西安理工大学 2006
[6]长汀县水土流失遥感监测及其生态安全评价[D]. 江洪.福州大学 2005
[7]森林环境资源动态监测指标及信息系统框架[D]. 刘旭东.福建农林大学 2005
[8]红壤坡地不同森林恢复类型水土保持效应及其机制研究[D]. 陈冬林.湖南农业大学 2004
本文编号：3090954
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/nykj/3090954.html
