基于GEE的鄱阳湖湿地植被长期变化特征及影响因素研究

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湿地植被是湿地提供水禽栖息地和鱼类繁殖场所的基础,是能够直观反映湿地演变的指示物。而湿地是地球上最有价值和最具生产力的生态系统,能够提供包括全球气候调节、自然水体净化、防洪抗旱等多种生态服务,对区域生态平衡和安全具有重要的作用。鄱阳湖湿地作为国际重要湿地,中国第一大淡水湖泊,对于我国的生态环境有着重要的意义。受气候变化和人类活动等多种因素的影响,湿地正遭受了一系列的威胁。而研究湿地植被的变化研究可以直观的反映湿地的变化。因此,研究多种因素影响下的湿地植被时空变化特征和影响因素成为湿地生态系统健康诊断的核心问题,对科学保护、管理和使用湿地资源具有重要意义。然而,由于数据获取难、处理费时等原因,目前关于鄱阳湖湿地植被时空演变及影响的研究多是稀疏时序的长期变化研究或仅针对年内变化及影响因素研究,缺少长期的密集时间序列的变化特征分析及影响因素研究。因此,本文针对鄱阳湖湿地植被如何长期变化及影响因素的科学问题,基于谷歌地球引擎(Google Earth Engine,GEE)遥感云计算平台、CART(Classification and Regression trees)分类器和Landsat系列遥感影像提取了2000-2019年密集时间序列的鄱阳湖湿地植被信息,并对鄱阳湖湿地植被长期变化特征进行研究。在此基础上,结合水文数据分析了不同水文时期密集时间序列湿地植被与水位变化的关系,并通过地理探测器模型定量分析了气象因素对湿地植被变化的影响,从而充分认识水文情势及气象因素对鄱阳湖湿地植被长期变化的影响。本研究得到的主要结论如下:(1)基于GEE平台和CART分类回归树算法提取鄱阳湖湿地植被信息的总体精度均高于87%,Kappa系数均不小于0.80,满足对于鄱阳湖湿地植被信息长期提取的精度需求。(2)2000-2019年枯水期、涨水期、丰水期和退水期鄱阳湖湿地植被平均面积分别为857.00km~2、692.34km~2、187.88km~2和538.50km~2,植被面积最大值出现在2011年枯水期,最小值出现在2010年丰水期,不同水情期的植被面积均呈现波动增加的趋势;植被主要分布在湖心洲滩和碟形湖周边,通过计算鄱阳湖湿地植被的空间质心发现,鄱阳湖湿地植被的空间分布有逐渐向湖心区域演变的趋势。(3)鄱阳湖湿地植被面积受水位的影响显著,水位与植被面积呈负相关。通过地理探测器的因子探测器定量分析气象因素对鄱阳湖湿地植被变化的影响发现,在气象因素中,降水是影响鄱阳湖湿地植被变化的最主要驱动因素,气温为影响鄱阳湖湿地植被变化的第二大气象影响因素。通过交互探测器发现不同驱动因素的相互作用与各气象影响因素单独作用相比,能够更好的解释鄱阳湖湿地植被的长期变化且解释程度更高。
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