全 文 ：
摇 摇 摇 摇 摇 生 态 学 报
摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 (SHENGTAI XUEBAO)
摇 摇 第 33 卷 第 3 期摇 摇 2013 年 2 月摇 (半月刊)
目摇 摇 次
生态系统服务功能模拟与管理
保障自然资本与人类福祉:中国的创新与影响 Gretchen C. Daily,欧阳志云,郑摇 华,等 (669)………………
建立我国生态补偿机制的思路与措施 欧阳志云,郑摇 华,岳摇 平 (686)…………………………………………
区域生态合作机制下的可持续农户生计研究———以“稻改旱冶项目为例
梁义成,刘摇 纲,马东春,等 (693)
………………………………………
………………………………………………………………………………
生态系统服务功能管理研究进展 郑摇 华,李屹峰,欧阳志云,等 (702)…………………………………………
白洋淀流域生态系统服务评估及其调控 白摇 杨,郑摇 华,庄长伟,等 (711)……………………………………
汶川地震灾区生物多样性热点地区分析 徐摇 佩,王玉宽,杨金凤,等 (718)……………………………………
土地利用变化对生态系统服务功能的影响———以密云水库流域为例 李屹峰,罗跃初,刘摇 纲,等 (726)……
森林生态效益税对陕西省产业价格水平的影响 黎摇 洁,刘峥男,韩秀华 (737)…………………………………
海南岛生态系统土壤保持功能空间特征及影响因素 饶恩明,肖摇 燚,欧阳志云,等 (746)……………………
居民对文化林生态系统服务功能的认知与态度 高摇 虹,欧阳志云,郑摇 华,等 (756)…………………………
青海省三江源自然保护区生态移民补偿标准 李屹峰,罗玉珠,郑摇 华,等 (764)………………………………
张家界武陵源风景区自然景观价值评估 成摇 程,肖摇 燚,欧阳志云,等 (771)…………………………………
国家生态保护重要区域植被长势遥感监测评估 侯摇 鹏,王摇 桥,房摇 志,等 (780)……………………………
都江堰市水源涵养功能空间格局 傅摇 斌,徐摇 佩,王玉宽,等 (789)……………………………………………
汶川地震重灾区生态系统碳储存功能空间格局与地震破坏评估 彭摇 怡,王玉宽,傅摇 斌,等 (798)…………
前沿理论与学科综述
“波特假说冶———生态创新与环境管制的关系研究述评 董摇 颖 ,石摇 磊 (809)…………………………………
生态环境保护与福祉 李惠梅,张安录 (825)………………………………………………………………………
丛枝菌根真菌最新分类系统与物种多样性研究概况 王宇涛,辛国荣,李韶山 (834)……………………………
个体与基础生态
“蒸发悖论冶在秦岭南北地区的探讨 蒋摇 冲,王摇 飞,刘思洁,等 (844)…………………………………………
内蒙古荒漠草原主要草食动物食性及其营养生态位 刘贵河,王国杰,汪诗平,等 (856)………………………
基于面向对象及光谱特征的植被信息提取与分析 崔一娇,朱摇 琳,赵力娟 (867)………………………………
桉树叶片光合色素含量高光谱估算模型 张永贺,陈文惠,郭乔影,等 (876)……………………………………
枫杨幼苗对土壤水分“湿鄄干冶交替变化光合及叶绿素荧光的响应 王振夏,魏摇 虹,吕摇 茜,等 (888)…………
模拟淹水对杞柳生长和光合特性的影响 赵竑绯,赵摇 阳,张摇 驰,等 (898)……………………………………
梨枣花果期耗水规律及其与茎直径变化的相关分析 张琳琳,汪有科,韩立新,等 (907)………………………
基于上部叶片 SPAD值估算小麦氮营养指数 赵摇 犇,姚摇 霞,田永超,等 (916)………………………………
种群、群落和生态系统
我国南亚热带几种人工林生态系统碳氮储量 王卫霞,史作民,罗摇 达,等 (925)………………………………
低效柏木纯林不同改造措施对水土保持功能的影响 黎燕琼,龚固堂,郑绍伟,等 ( 934 )………………………
浙江紧水滩水库浮游植物群落结构季节变化特征 张摇 华,胡鸿钧,晁爱敏,等 ( 944 )…………………………
黑龙江凤凰山国家级自然保护区野猪冬季容纳量及最适种群密度 孟根同,张明海,周绍春 ( 957 )…………
云南苍山火烧迹地不同恢复期地表蜘蛛群落多样性 马艳滟,李摇 巧,冯摇 萍,等 ( 964 )………………………
景观、区域和全球生态
基于综合气象干旱指数的石羊河流域近 50 年气象干旱特征分析 张调风,张摇 勃,王有恒,等 ( 975 )………
基于 CLUE鄄S模型的湟水流域土地利用空间分布模拟 冯仕超,高小红,顾摇 娟,等 ( 985 )……………………
研究简报
三大沿海城市群滨海湿地的陆源人类活动影响模式 王毅杰,俞摇 慎 ( 998 )……………………………………
洋河水库富营养化发展趋势及其关键影响因素 王丽平,郑丙辉 (1011)…………………………………………
期刊基本参数:CN 11鄄2031 / Q*1981*m*16*350*zh*P* ￥ 90郾 00*1510*36*
室室室室室室室室室室室室室室
2013鄄02
封面图说: 卧龙自然保护区核桃坪震后———汶川大地震是新中国成立以来破坏性最强、波及范围最大的一次地震,地震的强
度、烈度都超过了 1976 年的唐山大地震。 在这次地震中,震区的野外大熊猫受到不同程度的影响,卧龙自然保护区
繁育中心的赠台大熊猫团团、圆圆居住的屋舍上方巨石垮塌,房舍全部毁坏,只因两只熊猫在屋外玩耍逃过一劫。
不过,圆圆一度因惊恐逃走,失踪 5 天后才被找回来。 由于繁育基地两面山体滑坡,竹子短缺等原因,繁育基地只能
将大熊猫全部转移下山。
彩图提供: 陈建伟教授摇 北京林业大学摇 E鄄mail: cites. chenjw@ 163. com
第 33 卷第 3 期
2013 年 2 月
生 态 学 报
ACTA ECOLOGICA SINICA
Vol. 33,No. 3
Feb. ,2013
http: / / www. ecologica. cn
基金项目:国家自然科学基金项目(41201420); 北京市科技新星项目(Z111106054511097);北京市教委项目 (KM201110028016)
收稿日期:2012鄄04鄄11; 摇 摇 修订日期:2012鄄10鄄23
*通讯作者 Corresponding author. E鄄mail: hi鄄zhulin@ 163. com
DOI: 10. 5846 / stxb201204110510
崔一娇,朱琳, 赵力娟.基于面向对象及光谱特征的植被信息提取与分析.生态学报,2013,33(3):0867鄄0875.
Cui Y J, Zhu L, Zhao L J. Abstraction and analysis of vegetation information based on object鄄oriented and spectra features. Acta Ecologica Sinica,2013,33
(3):0867鄄0875.
基于面向对象及光谱特征的植被信息提取与分析
崔一娇,朱摇 琳*, 赵力娟
(首都师范大学资源环境与旅游学院;北京市城市环境过程与数字模拟国家重点实验室培育基地;
三维信息获取与应用教育部重点实验室;城市环境过程与数字模拟国家重点实验室培育基地;
资源环境与地理信息系统北京市重点实验室,北京摇 100048)
摘要:面向对象分类方法是实现精确详细提取遥感信息的新方法。 以 2010 年 TM 影像作为基础数据,采用面向对象方法着重
提取了西辽河流域平原的植被信息(耕地、林地、中生偏旱和中生偏湿草)。 通过对不同地物的光谱和空间信息(位置、形状)进
行比较分析,建立适当的隶属度函数和阈值范围,在草地的分类规则中,参考野外采集的草地植被光谱信息,辅助草地属性特征
选择。 最后构建分类决策树,完成自动分类,分类总体精度达到 82. 13% 。 在分类结果的基础上,讨论了植被分布特点,对不同
类型的植被面积、不同区县植被面积以及植被与一级河流关系三方面进行分析。 结果显示:研究区植被以林地和耕地为主,分
别占总面积的 38. 9%和 23. 3% ;耕地、林地、中生偏湿草地多分布于河流中下游区县,受人为因素影响较大的林地、耕地主要集
中在科尔沁左翼中旗和科尔沁左翼后旗;林地、中生偏湿草较集中分布在一级河流的 10km 缓冲区内,耕地主要集中在 5km 缓
冲区内,中生偏旱草与一级河流的关系不显著。
关键词:面向对象;西辽河流域平原;植被信息;光谱分析;草地
Abstraction and analysis of vegetation information based on object鄄oriented and
spectra features
CUI Yijiao, ZHU Lin*,ZHAO Lijuan
College of Resource Environment and Tourism, Capital Normal University; Based of the State Laboratory of Urban Environmental Process and Digital
Modeling; Key Laboratory of 3D Information Acquisition and Application of Ministry of Education; State Key Laboratory Incubation Base of Urban
Environmental Processes and Digital Simulation; Beijing Key Laboratory of Resource Environment and Geographic Information System. Beijing 100048, China
Abstract: Object鄄oriented technique is a new method providing more accurate mapping product with higher detail. In this
paper, TM images of 2010 were selected as the data sources. Based on object鄄oriented method, six categories information of
west Liaohe river basin were extracted, including cultivated land, forest land, grassland ( xero鄄mesophytes and hygro鄄
mesophytes), water and unutilized land. Comparing and analyzing the spectral and spatial information among the
categories, appropriate threshold were set in membership function. Meanwhile, the field spectral characteristics analysis
was utilized to help in determining the appropriate grassland classification rules. Then combining classification tree, the
automatic classification was accomplished and the general accuracy was 82. 13% . Moreover, we discussed the characteristic
of vegetation distribution in study area. Using spatial analysis of GIS to statistic different vegetation area, different
vegetation area in different counties and relationship between vegetation and first class river, the results showed: (1) forest
land and grassland were predominant vegetation in study area, which area accounted for 38. 9% and 23. 3% respectively.
(2) Forest land, cultivated land and hygro鄄mesopgytes were mainly distributed in counties which located in middle and
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lower reaches of the river. Influenced by human impact, cultivated land and forest land concentrated distribution in Horqin
Left Middle Banner and Horqin Left Back Banner. (3) Forest land and hygro鄄mesophytes were mainly distributed in 10 km
buffer zone of the first class river, cultivated land concentrated distribution in 5km buffer zone of the first class river.
Key Words: object鄄oriented classification; west Liaohe river basin; vegetation information; spectral characteristics
analysis; grassland
植被是反映地理环境(气候、土壤、地貌等)的最好标志[1鄄2]。 在干旱半干旱地区,植被群落组成简单,天
然植被更是生物生态系统的重要组成部分,植被对地理环境尤其是植被生长的主要依赖因子就有更为直接的
反映[3],对干旱半干旱地区的植被进行更细致的信息提取不仅对生态环境的保育及研究有着重要的意义,同
时也能反映地下水的变化情况,对地下水研究也有着重要的作用。
近年来比较常用的植被分类方法除传统的基于像元的方法,如监督分类、非监督分类、神经网络和模糊数
学等,还有基于面向对象的方法[4],基于像元的方法利用了像元的光谱信息,常存在误分类的情况,有时会产
生“椒盐现象冶 [5]。 而面向对象的分类方法弥补了传统分类方法的不足,综合考虑了像元的光谱信息、对象内
部的结构、纹理以及相邻对象之间的关联信息[6]。
国内外已有许多学者利用面向对象的方法提取植被信息。 Sulong 等分别利用 1颐5000 的航空照片和 TM
影像,将马来西亚 Kemaman地区的红树林划分为 14 个植被类型,分类精度达到 91. 12%和 87. 18% [7];James
等利用 ETM+影像,在像元分类基础上运用面向对象方法对美国东北部长岛海峡沿岸的湿地植被进行细分,
并对比分析了两种方法的结果[8];Xujun Ye 等利用机载多光谱影像对桔园的杂草信息进行了提取,精度达
99. 07% [9];Andrea等结合分类树的方法对干旱牧场草地进行分类,精度可达 80% [10]。 而在我国,针对草地
信息的提取仍多集中在基于像元的方法上,在面向对象方法上,黄慧萍等利用高分辨率影像,成功提取了乔
木、灌木、人工草地与疏林地等草地覆盖信息,精度达 92%左右[11];张学儒等人利用高程、NDVI、纹理等信息
针对高海拔灌丛植被进行提取,精度达 84. 7% [4]。 我国基于面向对象技术在植被分类应用上还需深入。
西辽河流域属于西北半干旱地区,是环境变化的敏感区,也是国家实施西部大开发战略的重点地区,西辽
河流域已经成为我国东北地区生态环境最脆弱的地区之一[12]。 本文以西辽河流域平原区为研究对象,采用
中分辨率影像,结合野外采集的光谱信息,运用面向对象的分类方法对地物信息进行分类,并对草地类型进行
了细分着重提取了植被信息。 研究成果能够为西辽河植被生态系统的维持和恢复以及进一步研究植被与水
资源关系提供科学依据。
1摇 研究区概况及数据来源
1. 1摇 研究区概况
西辽河流域平原区位于东北平原西部农牧交错带的东缘,地理坐标为 42毅34忆01义—44毅58忆47义N,119毅3忆
40义—124毅34忆25义E(图 1),总面积 5. 16伊104km2。 研究区属于温带半湿润向半干旱气候的过渡地区,年际间干
湿交替,春季干旱少雨多大风。 年降水量 343—451mm,并呈现从南向北逐渐减少的规律。 由于沙漠化过程,
部分土壤已经退化为风沙土,河漫滩和河谷平原上为草甸土,部分区域有盐碱土。 植被以疏林草原为主,草本
层退化,灌木层发育强烈。
1. 2摇 数据来源
本文采用 Landsat鄄5 TM影像,分辨率为 30 m。 影像获取时间为 2010 年 7、8、9 月份,该时期研究区的植被
特征较为明显,利于植被信息的提取。 数据预处理分为几何校正、大气校正、镶嵌和裁剪 4 个步骤。 几何校正
采用多项式变换,并用最邻近法进行重采样。 然后利用 ENVI的 FLAASH模型对影像进行大气校正。 最后对
遥感影像进行镶嵌,并用西辽河平原区边界对其进行裁剪。
植被光谱数据的采集时间为 2011 年 8 月,植被生长较旺盛且与影像时间一致。 选取研究区内开鲁、通
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图 1摇 研究区位置图
Fig. 1摇 Location of the study area
辽、乌尔吉木伦河流域、哈黑尔郭勒流域四个区域作为野外采样区,利用 FieldSpec 波谱仪对主要植被及土壤
进行了光谱采集,光谱测量范围为 350—2500nm。 每次光谱测定前均进行标定,每株植被测定 20 次,采样点
共 25 个,共获取 34 个 1m伊1m的植物样方。
2摇 研究方法
面向对象方法主要包括影像分割和信息提取两部分。 首先,根据影像像元的同质性自下而上合并形成影
像对象;然后,利用对象的空间特征和光谱特征通过隶属度函数或最邻近分类器,实现类别信息自动提取的
目的[13]。
图 2摇 技术流程图
Fig. 2摇 The flow chart of research
本文利用 Definiens eCognition 7. 0 作为软件平台,其独有的分类范式(分割程序,最邻近分类器,特征空间
优化等)提高了分类精度,能够用于提取更详细的植被信息[14]。 采用 eCognition 软件中隶属度函数分类器构
建分类树时,结合野外采集的光谱、影像光谱、归一化植被指数(NDVI)等信息对植被信息进行提取,技术流程
968摇 3 期 摇 摇 摇 崔一娇摇 等:基于面向对象及光谱特征的植被信息提取与分析 摇
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如图 2,主要分为 3 个部分:影像分割、信息提取以及分类结果的精度评估与出图。
2. 1摇 分类系统制定
西辽河流域平原区植被类型主要有耕地、草地和林地。 林地多为人工种植的林场,与农田一样受人为因
素影响较大,草地植被则属于天然植被。 研究区典型植被包括茵陈、虎尾草、苍耳、稗、披碱草和白刺花。 由于
地下水是干旱半干旱地区植被生长的主要限制因素之一[3]。 根据草地植被与水分的关系将研究区的草甸植
被简单分为中生偏旱和中生偏湿两类,表 1 列出这两类分别包括的植被物种。 本次研究中提取耕地、林地、中
生偏旱草地、中生偏湿草地、未利用地和水体共 6 类地物信息。
表 1摇 西辽河流域植被物种的类型
Table 1摇 The types of vegetation in study area
草地类型 Glass types 植被物种Vegetation species
中生偏旱草 Xero鄄mesophytes 稗、苍耳、虎尾草、茵陈
中生偏湿草 Hygro鄄mesophytes 披碱草、白刺花
2. 2摇 影像分割
分割尺度影响着分类结果的精度,根据不同尺度
的尝试结果,最终选择分割尺度为 70(图 3),分割时
其余参数设置如下:波段色彩权重均为 1,颜色权重设
为 0. 7,紧凑度设为 0. 5。 由图可以看出分割尺度为
20 时,对象过于破碎,不利于分类;当分割尺度为 120
时,分割不够完整,存在一个对象包含了多种地物的
现象,而分割尺度 70 的结果相对兼顾了研究区各种
植被的局部细节以及空间几何分布特征。
图 3摇 不同分割尺度结果比较
Fig. 3 摇 The result of different segmentation scale
2. 3摇 信息提取
影像分割后,共获得 119384 个影像对象,属性特征值的计算分析以及信息的提取过程就是基于这些影像
对象进行的。 建立各类别的分类规则可以有两种途径,一种是选择地物训练样本,自动建立规则;另一种是分
析类别的特征表现,建立分类层次并定义各类别分类规则。 本文选择的是第二种方法,选取有效的属性特征、
建立分类层次(分类树)、定义隶属度函数是该方法提取地物信息的重要环节。 分类层次结构如图 4 所示,
eCognition根据构建的类层次结构,能够对非目标地类进行掩膜,避免提取目标地物时其他类别的干扰。 针对
各类别主要选取了以下几个属性特征:NDVI、波段反射率均值、波段反射率比率和亮度。
(1)水体
水体在除蓝绿波段外的其他波段上吸收均较为显著,本研究中水体对中红外波段的吸收更为明显,因此
利用中红外波段的均值与所有波段均值和之比(中红外波段比属性 Ratio(5))区分水体与非水体。
(2)未利用地
078 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 33 卷摇
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图 4摇 分类层次结构图
Fig. 4摇 Map of class hierarchy structure
由于土壤反射率与土壤含水量密切相关,随土壤水
分的增加而降低[15],西辽河流域平原地处半干旱区,影
像上未利用地的亮度值明显较高,亮度值即各个波段反
射率均值的平均值,因此在非水体类别中,可以选用亮
度属性来提取未利用地信息,未分类部分为植被。
(3)耕地和林地
归一化植被指数 NDVI是最常用的植被指数之一,
对植被生长状态和植被覆盖度有最佳的指示作用[16],
NDVI能够消除大部分和大气条件有关的辐照度条件
变化,很好的发掘遥感影像光谱中的植被信息。 西辽河
地区耕地和林地均为人工种植,覆盖度较高,因此在未
分类部分利用 NDVI可以把耕地和林地这些植被茂密的类别与草地信息有效区分开来。 虽然耕地和林地在
影像上混淆较大,但耕地在形状上多呈有规律的矩形,利用这一特性 eCognation 中 Rectangular Fit属性可以实
现耕地的提取,该属性考虑对象的长宽创建一个同面积的矩形,比较对象与矩形的匹配程度,越匹配其值越接
近 1。
(4)草地
不同的地物类型具有不同的光谱特性,因此可以利用光谱特征的差异识别不同的地物[17]。 利用
ViewSpecPro光谱处理软件对采集的光谱数据分析得到 6 种草地植被的光谱曲线。
图 5摇 研究区主要草地物种均值波谱反射率曲线图
Fig. 5 摇 Spectral curve of typical grass object
根据 TM影像的波段信息(只选取蓝、绿、红、近红
外和中红外波段),将六种植被的光谱信息分段分析,
统计 TM每个波段对应的波谱反射率平均值,得到其均
值光谱反射率特征曲线(图 5),由图可以看出这几种草
地物种在第 1、2、3 波段反射率比较接近;而在第 4 波
段,中生偏旱草(虎尾草、苍耳和稗)反射率较为接近,
中生偏湿草(披碱草和白刺花)反射率较为接近,两类
草地植被光谱反射率有较明显的差异。 因此选用第 4
波段的反射率均值属性作为区分中生偏旱和中生偏湿
草地的依据。 同时,对草地采样点光谱和采样点对应在
遥感影像上的光谱进行比较,调试并确定两类草地理想
的光谱阈值范围。
基于上述分析,利用选取的属性特征最终建立的分
类规则见表 2。
3摇 分类结果与精度评价
3. 1摇 分类结果
西辽河流域平原区分类的结果见图 6。 从制图结果中可以看出,面向对象方法提取的信息结果图斑完整
性较好,避免出现了“椒盐现象冶。
3. 2摇 精度评价
分类结果的精度评估采用误差矩阵的评价方法,利用野外实地考察结果以及高分辨率影像上目视选取的
样本评估分类结果。 共选取了 100 个检查点,其中野外实测采样点 25 个,高分辨率遥感影像随机采样点 75
个。 中生偏旱与中生偏湿草地样本全部来自野外采样点。 精度评价结果见表 3。 对角线上的元素为被正确
分类的样本数目,非对角线上的元素为被混分的样本数目。
178摇 3 期 摇 摇 摇 崔一娇摇 等:基于面向对象及光谱特征的植被信息提取与分析 摇
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表 2摇 分类体系和分类规则
Table 2摇 Classes and rules of feature extraction
地物类型
Land cover types
隶属度函数
Membership function
特征定义
Parameter specification
耕地 Arable land 0. 7臆NDVI臆10. 615臆矩形参数臆1
NDVI = b4 - b3
b4 + b3
中生偏旱草地 Xero鄄mesophytes 0. 29臆均值(4)臆0. 6 均值: C
-
i,j =
1
m 移
m
k = 1
Ci,k
中生偏湿草地 Hygro鄄mesophytes 0. 248臆均值(4)臆0. 263 均值: C
-
i,j =
1
m 移
m
k = 1
Ci,k
水体 Water 比率(5) 臆0. 21 比率: Ri,j =
C
-
i,j
移
5
i = 1
C
-
i,j
林地 Forest 0. 5臆NDVI NDVI = b4
- b3
b4 + b3
未利用地 Unused land 明亮度逸0. 22 明亮度: B = 1
5 移
5
i = 1
C
-
i,j
摇 摇 Ci,k:k像元在 i波段的像元值,1臆 k臆m,m为组成对象的像元数目,1臆 i臆5;C
-
i,j:对象 j在 i波段的反射率均值,1臆 j臆 n,n为影像中包含
的对象数目
图 6摇 2010 年影像面向对象分类图
Fig. 6摇 Information extraction result of 2010 TM image
表 3摇 分类结果精度评价表
Table 3摇 Accuracy assessment results of classification
实际
Reference classification
分类 Classification
耕地
Arable land
林地
Foreast
中生偏旱草地
Xero鄄
mesophytes
中生偏湿草地
Hygro鄄
mesophytes
水体
Water body
未利用地
Unused land
用户精度 / %
User accuracy
耕地 Arable land 16725 1682 0 1407 0 0 84. 41
林地 Forest 365 8147 46 0 0 0 95. 2
中生偏旱草地 Xero鄄mesophytes 2331 2117 18870 808 0 0 78. 21
中生偏湿草地 Hygro鄄mesophytes 0 498 1276 7414 0 0 80. 7
水体 Water body 0 0 0 0 1744 0 100
未利用地 Unused land 0 0 1848 0 0 4004 68. 42
生产精度 Product accuracy / % 86. 11 65. 46 85. 61 77 100 100 —
摇 摇 总体分类精度为 82. 13% ,Kappa系数为 0. 765
278 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 33 卷摇
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4摇 讨论
由分类结果可以看出,研究区植被在空间分布上存在一些特点,利用 ArcGIS软件对研究区植被进行统计
及分析,讨论植被分布的规律。
(1)不同植被面积分布
对各类植被信息的面积进行计算,结果得出耕地面积为 12167. 3km2,占总面积的 23. 3% ;林地面积
20350. 4km2,占总面积的 38. 9% ;草地面积 15832. 3km2,占总面积的 30. 3% ,其中,中生偏旱草地面积
14206郾 7 km2,占草地面积的 89. 7% ,中生偏湿草地面积 1625. 6km2,占草地面积的 10. 3% 。 说明西辽河流域
平原区以林地为主。 草地覆盖也占有很大比重,其中,中生偏旱草覆盖面积远远大于中生偏湿。
(2)不同区县植被面积分布
叠合区县边界数据,针对不同区县统计不同植被信息的面积,由于巴林左旗和公主岭两区在西辽河流域
平原区面积过小,不计入统计,由图 7 可以看出林地主要分布在科尔沁左翼后旗和科尔沁左翼中旗,分别占林
地总面积的 15郾 4%和 22. 8% ;耕地主要分布在科尔沁区和科尔沁左翼中旗,分别占耕地总面积的 17. 6%和
20. 3% ;中生偏旱草主要分布在奈曼旗、科尔沁左翼后旗和科尔沁左翼中旗,分别占中生偏旱草总面积的
15郾 9% ,15. 1%和 14. 7% ;中生偏湿草主要分布在科尔沁左翼后旗、扎鲁特旗和科尔沁左翼中旗,分别占中生
偏湿草总面积的 15. 9% ,13. 9%和 16. 3% 。 相反,林地在库伦旗、巴林右旗的面积,耕地在库伦旗、巴林右旗
及通榆县的面积,中生偏旱草在双辽市、长岭县的面积,中生偏湿草在库伦旗、巴林右旗和长岭县的面积所占
最少。 可以看出,植被集中的区县(科尔沁区、科尔沁左翼中旗、科尔沁左翼后旗)在研究区中均位于中下游
区域,紧靠西辽河、新开河一级河流。 植被占面积较少的区县(库伦旗、巴林右旗)主要在上游地区。
图 7摇 各区县植被面积统计图
Fig. 7摇 The statistic result of Vegetation area in different countries
(3)不同缓冲带植被面积
由分类结果可以看出在植被分布上,尤其是耕地主要分布在研究区中下游水域附近,且中生偏湿草地也
多分布于该地区。 对西辽河流域平原区的一级河流分别作 5、10、15、20km 的缓冲区分析,并对不同缓冲区内
的植被面积进行统计,由于离差较大,对纵坐标(面积)取以 10 为底的对数进行分析,由图 8 可以看出,耕地
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主要分布在缓冲区 5km内,随着与河流的距离增大,耕地面积明显减少;林地主要分布在缓冲区 10km 内,随
缓冲区距离增大,有一定的减少;草地中,中生偏湿草较集中在 10km 内,而中生偏旱草的分布随河流缓冲区
距离的增大总体呈现减少的趋势,但关系不显著。
图 8摇 不同缓冲区内植被面积统计图
Fig. 8摇 The result of vegetation area in different buffer zone
针对上述三方面讨论得出的特点可以看出,西辽河
流域平原区植被以林地、耕地为主,集中分布于河流两
侧,且中下游地区植被较上游地区长势更好。 分析其原
因,一是随林业保护政策以及人类活动的影响,使得西
辽河流域平原区林地和耕地在面积占很大优势。 二是
受自身环境限制,因为研究区地处半干旱环境,地表水
资源较为匮乏,近年来地下水资源也出现不足,水资源
对植被生长有一定限制。 此外,研究区上游土壤盐碱化
较为严重,相比之下,中下游土壤养分充足,利于种植,
因此,在空间分布上,植被较为集中分布在河流两侧及
中下游地区。 三是植被本身的特性也影响其分布的范
围,中生偏湿草对水分依赖明显,研究区环境本身不利
于中生偏湿草的生长,因此分布较少且集中在水源较充
足的地区,相反,中生偏旱草对水分依赖较小,因此在分
布上与河流位置关系上的特征并不显著。
5摇 小结
利用面向对象的信息提取方法能够有效地提取西辽河平原区 2010 年的植被信息,分类结果的总体分类
精度达到了 82. 13% ,Kappa系数为 0. 765。
在光谱信息上,研究区中生偏旱和中生偏湿草地植被存在明显的差异,TM影像的第 4 波段反射率均值属
性能够作为区分中生偏旱和中生偏湿草地的依据。
研究区耕地、林地主要受水体分布和人类活动的影像,研究区植被主要分布在中下游游水域附近,在面积
上,以林地分布为主,草地类型中,中生偏旱草地占主要优势。 在空间位置上,植被较为集中在科尔沁左翼中
旗和科尔沁左翼后旗临近河流的旗县。 结合一级河流的缓冲分析,林地和中生偏湿草主要集中在一级河流缓
冲区 10km内,耕地集中在缓冲区 5km内,中生偏旱草分布与河流关系不显著。 在将来的研究中,可以结合降
水、地下水埋深等数据对研究区的植被分布规律做进一步的讨论。
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ACTA ECOLOGICA SINICA Vol. 33,No. 3 February,2013(Semimonthly)
CONTENTS
Ecosystem Service Simulation and Management
Securing Natural Capital and Human Well鄄Being: Innovation and Impact in China
Gretchen C. Daily, Ouyang Zhiyun, Zheng Hua, et al (677)
……………………………………………………
………………………………………………………………………
Establishment of ecological compensation mechanisms in China: perspectives and strategies
OUYANG Zhiyun, ZHENG Hua, YUE Ping (686)
…………………………………………
…………………………………………………………………………………
Regional cooperation mechanism and sustainable livelihoods: a case study on paddy land conversion program (PLCP)
LIANG Yicheng,LIU Gang, MA Dongchun, et al (693)
………………
……………………………………………………………………………
Progress and perspectives of ecosystem services management ZHENG Hua,LI Yifeng,OUYANG Zhiyun,et al (702)…………………
Ecosystem services valuation and its regulation in Baiyangdian baisn: Based on InVEST model
BAI Yang, ZHENG Hua, ZHUANG Changwei,et al (711)
………………………………………
…………………………………………………………………………
Identification of hotspots for biodiversity conservation in the Wenchuan earthquake鄄hit area
XU Pei, WANG Yukuan, YANG Jinfeng, et al (718)
……………………………………………
……………………………………………………………………………
Effects of land use change on ecosystem services: a case study in Miyun reservoir watershed
LI Yifeng,LUO Yuechu,LIU Gang,et al (726)
…………………………………………
………………………………………………………………………………………
Impacts of forest eco鄄benefit tax on industry price levels in Shaanxi Province, China LI Jie, LIU Zhengnan,HAN Xiuhua (737)……
Spatial characteristics of soil conservation service and its impact factors in Hainan Island
RAO Enming, XIAO Yi, OUYANG Zhiyun, et al (746)
……………………………………………
……………………………………………………………………………
Perception and attitudes of local people concerning ecosystem services of culturally protected forests
GAO Hong, OUYANG Zhiyun, ZHENG Hua, et al (756)
…………………………………
…………………………………………………………………………
Standard of payments for ecosystem services in Sanjiangyuan Natural Reserve LI Yifeng, LUO Yuzhu, ZHENG Hua, et al (764)…
Natural landscape valuation of Wulingyuan Scenic Area in Zhangjiajie City
CHENG Cheng, XIAO Yi, OUYANG Zhiyun, et al (771)
……………………………………………………………
…………………………………………………………………………
Satellite鄄based monitoring and appraising vegetation growth in national key regions of ecological protection
HOU Peng, WANG Qiao, FANG Zhi, et al (780)
……………………………
…………………………………………………………………………………
Spatial Pattern of Water Retetnion in Dujiangyan County FU Bin, XU Pei, WANG Yukuan, et al (789)……………………………
Spatial distribution of carbon storage function and seismic damage in wenchuan earthquake stricken areas
PENG Yi,WANG Yukuan,FU Bin,et al (798)
……………………………
……………………………………………………………………………………
Frontiers and Comprehensive Review
The Porter Hypothesis: a literature review on the relationship between eco鄄innovation and environmental regulation
DONG Ying, SHI Lei (809)
…………………
…………………………………………………………………………………………………………
Ecological protection and well鄄being LI Huimei,ZHANG Anlu (825)……………………………………………………………………
An overview of the updated classification system and species diversity of arbuscular mycorrhizal fungi
WANG Yutao, XIN Guorong, LI Shaoshan (834)
…………………………………
…………………………………………………………………………………
Autecology & Fundamentals
Evaporation paradox in the northern and southern regions of the Qinling Mountains
JIANG Chong, WANG Fei, LIU Sijie, et al (844)
……………………………………………………
…………………………………………………………………………………
The diet composition and trophic niche of main herbivores in the Inner Mongolia Desert steppe
LIU Guihe, WANG Guojie,WANG Shiping, et al (856)
………………………………………
……………………………………………………………………………
Abstraction and analysis of vegetation information based on object鄄oriented and spectra features
CUI Yijiao, ZHU Lin,ZHAO Lijuan (867)
………………………………………
…………………………………………………………………………………………
Hyperspectral estimation models for photosynthetic pigment contents in leaves of Eucalyptus
ZHANG Yonghe,CHEN Wenhui,GUO Qiaoying,et al (876)
…………………………………………
………………………………………………………………………
Response of photosynthesis and chlorophyll fluorescence characteristics of Pterocarya stenoptera seedlings to submergence and
drought alternation WANG Zhenxia,WEI Hong,L譈 Qian,et al (888)……………………………………………………………
Effect of flooding stress on growth and photosynthesis characteristics of Salix integra
ZHAO Hongfei, ZHAO Yang, ZHANG Chi, et al ( 898 )
…………………………………………………
…………………………………………………………………………
Water consumption of pear jujube trees (Ziziphus jujuba Mill. ) and its correlation with trunk diameter during flowering and fruit
development periods ZHANG Linlin, WANG Youke, HAN Lixin, et al ( 907 )…………………………………………………
Estimation of nitrogen nutrient index on SPAD value of top leaves in wheat
ZHAO Ben, YAO Xia, TIAN Yongchao, et al ( 916 )
……………………………………………………………
……………………………………………………………………………
Population, Community and Ecosystem
Carbon and nitrogen storage under different plantations in subtropical south China
WANG Weixia, SHI Zuomin, LUO Da, et al ( 925 )
……………………………………………………
………………………………………………………………………………
Impact on water and soil conservation of different bandwidths in low鄄efficiency cypress forest transformation
LI Yanqiong, GONG Gutang, ZHENG Shaowei, et al ( 934 )
…………………………
………………………………………………………………………
Seasonal changes of phytoplankton community structure in Jinshuitan Reservoir, Zhejiang, China
ZHANG Hua, HU Hongjun , CHAO Aimin, et al ( 944 )
……………………………………
…………………………………………………………………………
Winter carrying capacity and the optimum population density of wild boar in fenghuang Mountains National Nature Reserve
of Heilongjiang Province MENG Gentong, ZHANG Minghai,ZHOU Shaochun ( 957 )……………………………………………
Diversity of ground鄄dwelling spider community in different restoring times of post鄄fire forest, Cangshan Mountain, Yunnan Province
MA Yanyan,LI Qiao,FENG Ping,et al ( 964 )………………………………………………………………………………………
Landscape, Regional and Global Ecology
Drought characteristics in the shiyang river basin during the recent 50 years based on a composite index
ZHANG Tiaofeng, ZHANG Bo, WANG Youheng, et al ( 975 )
……………………………
……………………………………………………………………
Land use spatial distribution modeling based on CLUE鄄S model in the Huangshui River Basin
FENG Shichao,GAO Xiaohong,GU Juan,et al ( 985 )
…………………………………………
………………………………………………………………………………
Research Notes
Patterns of terrestrial anthropogenic impacts on coastal wetlands in three city clusters in China WANG Yijie, YU Shen ( 998 )……
Eutrophication development and its key affected factors in the Yanghe Reservoir WANG Liping, ZHENG Binghui (1011)……………
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《生态学报》2013 年征订启事
《生态学报》是中国生态学学会主办的生态学专业性高级学术期刊,创刊于 1981 年。 主要报道生态学研
究原始创新性科研成果,特别欢迎能反映现代生态学发展方向的优秀综述性文章;研究简报;生态学新理论、
新方法、新技术介绍;新书评介和学术、科研动态及开放实验室介绍等。
《生态学报》为半月刊,大 16 开本,300 页,国内定价 90 元 /册,全年定价 2160 元。
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第 33 卷摇 第 3 期摇 (2013 年 2 月)
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