[發明專利]基于湖泊水生植被蔓延的沼澤化動態監測與預警技術

在審

• 申請號: 201010531108.5
• 申請日: 2010-11-04
• 公開（公告）號: CN102052918A
• 公開（公告）日: 2011-05-11
• 發明（設計）人: 崔保山;王耀平;藍艷;牛麗霞;龐明月
• 申請（專利權）人: 北京師范大學
• 主分類號: G01C13/00
• 分類號: G01C13/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于環境生態學領域，尤其涉及一種基于湖泊水生植被蔓延的沼澤化動態監測與預警技術。利用植被固定樣方調查和遙感景觀層次植被特征動態監測，掌握區域水生植被蔓延擴展趨勢，進而實現湖泊沼澤化量化評估和沼澤化趨勢的監測預警。

背景技術

我國是一個多湖泊的國家，湖泊生態系統在區域水利灌溉、水產養殖、觀光旅游等方面發揮了重要的作用。近年來，由于缺乏科學管理，水生維管束植物過度蔓延導致湖泊快速沼澤化，成為草型湖泊面臨的主要環境問題之一。建立一種定量評估和預測湖泊沼澤化形成及發展趨勢的技術及方法，為草型湖泊的科學管理提供依據，是治理沼澤化急需解決的關鍵問題。

淺水湖泊沼澤化的微觀表現為生產力的異常增殖，宏觀表象為濕生植物、挺水植物、漂浮植物及浮葉植物逐步發展并蔓延擴展覆蓋湖面。因此，可以通過確定優勢沼澤植被蔓延擴展關鍵控制指標和控制閾值，構建優勢沼澤植被蔓延擴展動態監測與預警體系，并進一步應用于湖泊沼澤化動態監測與預警。

近年來，遙感技術迅速發展，大量應用于資源、環境、農業等領域。公開號為1651859A的發明專利公開了用于作物單產和森林單位蓄積量估計的分層回歸遙感抽樣技術，和傳統方法相比具有信息時效性好、樣本量少、效率高、空間分辨率高等優點。公開號為101221246A的發明專利公開了一種雪崩遙感量化勘查方法，提取雪崩災害因子，建立雪崩災害預測模型及穩定性與危險性評估，能夠查清雪崩的發生規律與發展趨勢。公開號為1924611A的發明專利公開了一種土地退化(荒漠化)評價參數遙感反演與監測技術方法，通過建立數學模型，反演土地退化(荒漠化)評價參數，利用反演的參數建立荒漠化監測指標體系。總而言之，遙感手段可以對研究區域進行大范圍動態掃描監測，并且光譜數據能夠有效反映地面覆蓋變化情況，因此特別適合于沼澤植被蔓延的實時預警預報，具有大區域、全覆蓋的優勢。

為了確保所獲取的沼澤植被蔓延擴展指標的可靠性，國內外廣泛采用遙感解譯和地面樣方監測相結合的手段。盡管利用遙感手段可以對淀區優勢沼澤植被蔓延程度和趨勢進行大范圍動態掃描監測，特別適合于沼澤植被蔓延的實時預警預報，具有大區域、全覆蓋的優勢，但易受分辨率的制約，因此，必須與固定樣方監測指標配合使用，使得監測結果更好的具備全覆蓋、高精度的優勢。

發明內容

本發明的目的在于：針對目前我國控制大型草型湖泊沼澤化的需要，公布一種利用植被固定樣方調查和遙感景觀層次植被特征相結合的優勢沼澤植被蔓延擴展動態監測與預警技術，為草型湖泊科學管理提供依據。該發明通過實現植被蔓延綜合度量指標的提取，建立沼澤化程度-植被蔓延擴展對應關系，進而對湖泊沼澤化程度進行評估，并對湖泊沼澤化發展趨勢實行預警預測。

本發明的特征在于：利用野外固定樣方監測和衛星遙感數據分析相結合的方式，具有覆蓋面廣，精度高的特點。首先，該技術通過在不同沼澤化程度區域布設樣方，獲取種群/群落水平植被蔓延綜合度量指標，并借助遙感影像數據獲取景觀水平植被蔓延綜合度量指標，建立全方位的植被蔓延擴展監測系統。其次，建立不同區域沼澤植物蔓延擴展指標和沼澤化程度指標之間的定量關系，揭示優勢沼澤植物蔓延擴展觸發快速沼澤化進程的關鍵控制值，最終實現沼澤化預警。

本發明與以往的沼澤化評價技術相比，其益處在于：利用遙感信息提取的景觀層面蔓延監測指標具有大區域、全覆蓋的優勢，同時與固定樣方監測指標相配合，使監測結果具備高精度的特點。該技術的實施對于湖泊沼澤化程度長期實時監控，湖泊沼澤化風險評估、預警，以及草型湖泊的科學管理具有重要意義。

附圖說明

附圖為本發明的實施流程圖。

具體實施方式

本發明具體實施步驟如下：

1、植被固定樣方調查及水生植物群落對沼澤化貢獻率的確定

為確定各種水生植物對湖泊沼澤化的貢獻率，首先應確定不同植物群落對沼澤化的貢獻。綜合考慮研究區域的湖底淤高程度和植被蔓延程度，根據需要將湖泊劃分為若干個不同等級沼澤化區域，明確區域界線。在不同沼澤化等級區域建立典型樣地，系統布設100-200個固定樣方并用GPS定位，樹立標志以供長期監測。在全年中植物生長期的多個月份對樣方進行植被調查，獲取植物種類、單位面積生物量(B)，蓋度/密度/頻度，優勢度(IV)等信息，確定各沼澤化群落中的優勢種和伴生種。

某水生植物群落i對沼澤化貢獻率X_i的確定：