林地立地质量遥感反演技术研究

快速、准确地评价林地立地质量是确保适地适树、造林成败的关键。研究以土层厚度、土壤有机质和地形因子为林地立地质量反演因子，采用模糊聚类和逐层分析法，基于土壤-景观模型理论，实现土层厚度专题信息提取。将遥感的高时空分辨率特征、反映生态系统碳循环动态变化的过程模型、实际测量的土壤有机碳相结合，确定林地土壤有机碳，利用转换系数，实现林地有机质反演。结合坡向、坡度、坡位、海拔等地形因子，采用数量化理论，编制林地立地质量得分表，将传统的林地立地质量定性描述定量化，实现林地立地质量评价。研究成果将摆脱林木对林地立地质量评价的影响，为林地优化经营提供重要依据。

以福建省永安市、顺昌县为研究对象，通过设置、搜集永安118个、顺昌116个样地的土壤样本、土层厚度等基本属性，①基于NDVI指数和CASA生态过程模型，构建基于遥感与碳循环过程模型的土壤有机碳估算模型，采用“替代法”遥感估测思路，摆脱地面的林木生长覆盖影响，反演出以栅格为单位的有机碳含量，实现林地土壤有机质遥感测定，永安市和顺昌县的估测精度分别为81.2%和 83.65%。②将高程、坡度、地形起伏度、地面粗糙度、剖面曲率、平面曲率、坡度变率、坡面变率等8个地形因子进行聚类分析，以所聚的类别及实测土层厚度为参照，通过逐步回归建立不同森林类型的土层厚度估测模型，结合区域ALOS影像体现的非地带性地类作为限制性因素，基于土壤—景观模型理论和克里格插值得到研究区土层厚度连续分布图，综合实现区域土层厚度的反演，永安市和顺昌县的土层厚度反演精度分别为86.3%和83.37%。③选定如林地有机质含量、土层厚度和地形因子专题信息等可体现林地立地质量的影响因子，以传统立地质量即I、II、III和IV4个等级为参照，采用数量化理论I，编制数量化得分表，构建林地立地质量遥感监测量化模型，实现传统立地质量等级的遥感量化估测，永安市和顺昌县的估测精度分别达到了81%和84.21%。④初步探讨了林地生产力信息熵的影响因素，将信息熵和突变理论引入于林地生产力演变分析过程，首次探讨了林地信息熵模型的构建技术，基于熵突变理论结合林地脆弱性，提出了林地生产力突变的遥感判定技术。⑤以不同时期的林地生产力比值为参照，将体现林地生产力演变的林地土壤有机质、植被净第一性生产力和土壤侵蚀量3个因子，通过非线性方程的转换，构建基于单期遥感数据林地生产力演变监测模型，结合小班的林木生长量和地位级指数，判定监测模型识别林地生产力“一般”和“良好”区的有效精度，精度达到81.95%。⑥揭示区域林地土壤在人为经营、植被演替、气候异常影响等外界条件干扰下的林地生产力演变情况，从林地现况生产力状况、环境和外界条件，结合层次分析法，构建林地资源开发利用的适宜性评价指标，采用综合指数法测定林地适宜性，将永安市林地适宜性划分为适宜性好、适宜性一般和适宜性差三个等级。结果表明，永安市林地生产力总体良好，适宜性好、适宜性一般面积合计达到212693.76 hm2，比重为85.25%。⑦培养了1位博士、2位硕士，发表相关学术论文14篇。