红树林"非植被参数"遥感定量监测及生态系统质量空间评价

Providing accurate estimation of non-vegetation parameters (Sediment environment, water environment, benthic animal communities) is a major challenge for remote sensing. Based on the "pattern-process" theory of landscape ecology, this research uses the technologies of remote sensing, spatial analysis, pattern analysis, moving windows analysis, ecological multivariate statistical analysis and field investigation to quantify the relationship between interspecific pattern and non-vegetation parameters in the case study of Mangrove in Sha Tian,Shan Kou,Bei Jie and Ying Luo. Mangrove vegetation parameters ( biomass, NDVI, LAI, the Average tree height, crown width, biodiversity etc. ) will be estimated by remote sensing to demonstrate the interspecific pattern sequently used in the quantification of non-vegetation parameters. The evaluation model of mangrove quality will be constructed to validate the effectiveness of non-vegetation parameters monitoring by remote sensing. The research of response, quantitative simulation and scale effect between non-vegetation parameters and interspecific pattern will makes sense to understand the relationship of pattern and process, as well as to provide theoretical basis for the quantitative remote sensing of non-vegetation parameters and promote the development of ecological system change remote sensing monitoring.

以景观生态学"格局-过程"理论为指导，针对红树林非植被参数（沉积物环境、水环境、底栖动物）无法进行遥感直接监测的问题，借助遥感技术、空间分析、格局分析、移动窗口设计、群落调查及生态多元统计方法,以理解种间格局指数对非植被特征参数表征及定量模拟、构建非植被参数遥感监测方法为核心；广西山口、沙田、北界、英罗湾红树林为例，对红树林植被特征参数（生物量、NDVI、LAI、平均冠幅、树高、生物多样性等参数）进行遥感监测、反演、种间格局分异规律进行分析；结合地面调查数据，将格局特征与非植被特征参数进行多尺度定量模拟，通过格局分析间接实现非植被参数的定量遥感；构建红树林生态系统质量遥感评价模型，对非植被参数遥感监测效率进行验证；探索非植被特征参数对种间格局响应、定量模拟和尺度效应问题，对揭示种间格局与过程机理具有重要意义，为实现非植被参数遥感监测提供理论基础，对推动生态系统变化遥感监测评价具有长远意义。

以景观生态学“格局-过程”理论为指导，针对红树林非植被参数（沉积物环境、水环境、底栖动物）无法进行遥感直接监测的问题，以理解种间格局指数对非植被特征参数表征及定量模拟、构建非植被参数遥感监测方法为核心；将格局特征与非植被特征参数进行多尺度定量模拟，通过格局分析间接实现非植被参数的定量遥感；构建红树林生态系统质量遥感评价模型，对非植被参数遥感监测效率进行验证；探索非植被特征参数对种间格局响应、定量模拟和尺度效应问题，对揭示种间格局与过程机理具有重要意义，为实现非植被参数遥感监测提供理论基础。 .重要成果：1)从遥感技术在生态系统变化监测应用领域入手，综述了国内外红树林遥感监测的发展历程，系统总结了遥感技术在红树林湿地动态、种间分类、群落结构（叶面积指数、冠幅、树高等）、生物量、灾害灾情（病虫害、风暴潮等）、景观动态格局、驱动力、红树林湿地保护与管理等领域应用现状，归纳了不同应用领域遥感监测的理论、方法及研究现状;2)分析了不同群落健康程度、格局特征空间分异特征，并对格局参数对红树林健康程度的定量表达进行了研究。红树林景观评价既要考虑时间序列、又要考虑空间序列，在评价过程中应以某一物种的景观格局特征作为评价对象，而不能针对整个红树林群落进行评价，容易造成评价结果不可信;3)综合分析了目前国内外红树林生态环境质量、健康及干扰评价现状，系统总结了红树林环境质量、健康及干扰评价内涵，并分析了目前关于红树林生态系统评价指标诊断方法及指标选择，识别了目前红树林生态系统评价指标选择的科学依据;4)选择广西北海地区近海海域为研究区域，以2010年SPOT5高分多光谱数据为基础，运用双变量相关分析法，分析了红树林湿地景观格局与近海海域水质的相关性，结果表明：红树林湿地景观格局对近海海域水环境质量具有一定的表征作用。景观总面积、破碎度、多样性及优势种是表征水环境质量的主要指标;5)研究了不同尺度下红树林景观格局与叶面积指数的空间分异及表征关系。结果表明:红树林群落叶面积指数与群落景观指数在部分尺度下（500m、700m）存在明显的表征关系，700m尺度是本研究分析的最佳尺度。6)不同景观格局的红树林湿地生态系统质量具有明显的差异。为找到景观格局参数对红树林群落生态系统质量的表征关系，比较不同景观格局下的红树林生态系统质量差异，在一定程度上，景观格局指数变化能够表征生态系统质量变化趋势。