论文题目：利用卫星遥感技术监测紫花苜蓿人工草地返青状况及氮磷含量 ——以阿鲁科尔沁旗为例
摘要：建设人工草地不仅能够获得高产优质的饲草,有效缓解草畜矛盾,而且有助于减轻对天然草地的压力,保护和维持天然草地的生态系统服务。本项研究以内蒙古自治区赤峰市阿鲁科尔沁旗南部紫花苜蓿人工草地集中种植区为对象,利用高分二号（GF-2）和哨兵二号（Sentinel-2）的多时相卫星遥感数字图像,结合实地调查,建立苜蓿人工草地返青、草地氮磷含量等评价模型,监测2020年研究区苜蓿人工草地返青状况,评价不同刈割期氮磷含量、氮磷比时空动态,分析苜蓿人工草地返青状况对氮磷养分含量的影响。主要结果如下:1.基于归一化植被指数（Normalized difference vegetation index,NDVI）差值加和法提取研究区苜蓿人工草地种植信息。结果表明,2020年研究区苜蓿人工草地种植斑块597个,提取精度为84.3%,合计面积为16535.6 hm~2。2.提出评价苜蓿人工草地返青状况的方法。基于2019年的实地调查数据与同期GF-2遥感数字图像,利用垂直植被指数（Perpendicular vegetation index,PVI）建立植被覆盖度反演模型,通过对植被覆盖度的分级,评价苜蓿人工草地返青状况。进一步,利用上述方法监测评价了2020年研究区苜蓿人工草地返青状况,发现返青状况为好、中、差等级的面积分别是11211.1 hm~2、4453.9 hm~2和870.6hm~2,中等及中等以上返青等级的面积占94.74%,表明2020年该地区苜蓿人工草地返青状况总体优良。3.提出了苜蓿人工草地氮、磷含量评价方法。基于2020年实地调查数据与同期Sentinel-2遥感数字图像,利用差值植被指数（Difference vegetation index,DVI）建立了氮、磷含量估测模型。监测2020年研究区苜蓿人工草地氮磷含量的面积变化发现,无论是氮含量还是磷含量,第二次刈割时出现最大值。苜蓿人工草地的氮磷比估测结果表明,研究区苜蓿的生长发育主要受到氮含量的限制。4.分析了返青状况对苜蓿人工草地氮、磷含量的影响。初次刈割时,不同返青等级之间的氮含量呈显著差异,返青状况好与差的磷含量呈显著差异;第二次刈割时,无论是氮含量还是磷含量,返青状况好与中、差呈显著差异;第三次刈割时,不同返青等级下的氮、磷含量均无显著差异。综上所述,本项研究通过野外观测与卫星遥感技术相结合的途径,提出了评价苜蓿人工草地返青状况的方法,建立了苜蓿人工草地氮磷含量的估测模型,对苜蓿人工草地田间管理提供了理论与技术支撑,同时也具有在类似地区推广的潜力。
关键词：紫花苜蓿;人工草地;遥感;植被指数;返青;氮磷含量
学科专业：生态学
摘要
abstract
第一章 前言
1.1 研究目的与意义
1.2 国内外研究动态
1.2.1 草地植被返青期的遥感监测
1.2.2 植物氮磷含量的遥感估测
1.3 研究目标与研究内容
第二章 研究区概况
2.1 自然地理概况
2.2 社会经济概况
第三章 基于Sentinel-2 图像提取苜蓿人工草地
3.1 研究方法
3.1.1 数据来源
3.1.2 遥感数字图像处理
3.1.3 专题信息提取方法
3.2 研究结果
3.2.1 NDVI差值加和法提取苜蓿人工草地
3.2.2 苜蓿人工草地面积统计
3.3 讨论
3.4 本章小结
第四章 苜蓿人工草地返青状况评价与监测
4.1 苜蓿人工草地返青状况评价方法
4.1.1 研究方法
4.1.2 研究结果
4.2 2020 年苜蓿人工草地返青状况监测
4.2.1 研究方法
4.2.2 研究结果
4.3 讨论
4.4 本章小结
第五章 苜蓿人工草地氮磷含量及氮磷比的遥感估测
5.1 研究方法
5.1.1 数据来源
5.1.2 数据处理
5.1.3 建立苜蓿人工草地氮、磷含量反演模型
5.1.4 计算苜蓿人工草地氮磷比
5.2 研究结果
5.2.1 氮含量遥感估测
5.2.2 磷含量遥感估测
5.2.3 氮磷比遥感估测
5.2.4 返青状况对氮、磷含量的影响
5.3 讨论
5.4 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
基金资助
致谢