海南岛橡胶林叶面积指数遥感估算模型比较研究

叶面积指数（LAI）是描述植被生长状况和冠层结构的一个重要参数,快速获取大面积植被与作物LAI对于生态系统科学研究、农林业生产指导具有十分重要的理论和实践意义。本研究选取海南岛典型热带作物——橡胶树为研究对象,构建基于卫星遥感植被指数的橡胶林LAI估算模型并分析其变化规律。结果表明,相较于归一化植被指数（NDVI）、绿色归一化植被指数（GNDVI）、比值植被指数（RVI）和宽动态范围植被指数（WDRVI）四个指数,增强植被指数（EVI）、土壤调节植被指数（SAVI）、差值植被指数（DVI）和改良土壤调节植被指数（MSAVI）四个指数同LAI之间的相关性较高。构建的基于不同植被指数的橡胶林LAI估算模型（一元线性、指数和对数模型）中,基于EVI指数的橡胶林LAI一元线性估算模型效果最佳,其决定系数R²为0.69。经验证,该模型估算的橡胶林LAI精度较高,观测和模拟的橡胶林LAI线性拟合R²为0.67,均方根误差RMSE为0.16,平均相对误差RE为-0.25%,但在橡胶林LAI中值区存在低估现象,同时在LAI高值区和低值区存在一定的高估现象。从空间分布来看,海南岛橡胶林LAI高值区（4.40~6.23）主要分布在海南岛西部儋州、白沙等市县,LAI中值区（3.80~4.40）主要分布在海南岛中部澄迈、屯昌、琼中等市县,LAI低值区（2.69~3.80）主要分布在海南岛东部和南部的定安、琼海、万宁、乐东、三亚等市县。总之,构建的基于EVI指数的橡胶林LAI一元线性估算模型精度较高,克服了NDVI、GNDVI、RVI等植被指数容易出现指数饱和问题,具有较好的科学性和良好的推广应用价值。     

基于GLC30数据的近20年海南岛土地利用动态变化研究

土地利用/覆盖变化（land use/cover change,LUCC）是当前全球变化研究的核心内容之一。近20年来,受自然环境和人文社会经济双重影响的海南岛土地利用变化显著,但其时空动态变化特征及其格局尚不明确。基于GLC30全球地表覆盖数据,分析了海南岛近20年来土地利用时空分布格局、时空动态变化。结果表明,海南岛土地利用/覆盖类型空间分布格局以耕地和林地为主,耕地主要分布在沿海地区,林地主要分布在中部山区。2000—2010年海南岛土地利用时空变化格局以林地面积增加为主,主要由耕地、草地、湿地和水体转化而来;2010—2020年海南岛土地利用时空变化格局以耕地和建筑用地显著增加为主,耕地增加主要来源于林地的转化,建设用地的增加则来源于耕地和林地。2000—2020年,海南岛林地和建筑用地面积显著增加,耕地和草地明显减少;湿地、水体、裸地和海域的面积变化较小。林地增加的区域主要分布在海南岛中部山区及东北部文昌市,大部分由草地转化而来;建筑用地主要来自于耕地、林地和草地的转化,另一部分则来自于湿地、水体和海域的开发,主要分布在海南岛沿海城镇居民点的周边地区;耕地减少主要是转化为林地,分布在海南海口、昌江、琼海和万宁等市县;草地减少区域主要分布在海南岛中部山区,转化为林地。2000年、2010年和2020年海南岛土地利用程度在各个时期变化较小,总体数值处于中间偏上水平,表明海南岛土地利用/覆盖变化的稳定性较高,人类对土地的开发强度适中。通过本研究可为海南岛土地利用合理开发及未来海南自由贸易港建设提供科学参考。      

农作物空间格局研究进展及发展探讨

农作物空间格局研究具有重要的理论意义和现实意义，已经成为地理学和生态学研究的前沿和热点。本文总结了农作物空间格局重构方法、驱动力分析和模拟预测等方面的研究进展，在讨论分析当前研究所存在问题和未来发展趋势的基础上，提出了农作物空间格局研究工作的思维导图。研究表明，在农作物空间信息重构领域，统计调查法、遥感提取法和空间模型分配法均存在优势和缺陷；在农作物空间格局驱动力分析和模拟预测领域，仅从自然驱动力或社会经济驱动力单一角度来分析往往难以全面理解农作物空间格局变化过程。研究认为，基于空间模型的区域农作物空间信息复合重构技术、融合自然和社会经济多因子多尺度的农作物空间格局驱动力研究方法、耦合地理模型和社会经济模型的农作物空间格局模拟预测模型将是农作物空间格局研究领域的重要发展方向。     

基于MODIS LAI产品的海南岛橡胶林叶面积指数时空变化特征及其影响因素分析

【目的】分析2000—2020年海南岛橡胶林叶面积指数时空变化特征及其影响因素,为海南岛橡胶林种植长势监测、产量估算及空间优化提供科学参考。【方法】文章选择长时间序列MODISLAI数据,利用最大月值合成、线性趋势分析及空间分析方法。【结果】(1)从季节变化特征来看,海南岛橡胶林LAI月值经历了一个波动变化过程,2月份到8月份持续增加,9月份到次年2月份持续降低,最低值出现在2月份,最高值出现在8月份,其值分别为2.98±1.62m2m-2和6.16±1.08m2m-2。从季节变化的空间分布来看,随着季节变化,海南岛橡胶林LAI呈现从海南岛西部向东部逐渐“变绿”的季节空间变化过程。(2)2000—2020年海南岛橡胶林LAI呈现波动增加趋势,分为3个阶段:2000—2006年持续增加,2007—2015年波动明显,2016—2020年明显增加。LAI增加的区域主要分布在海南岛西部儋州、白沙等市县,LAI减少的区域主要分布在琼中、万宁、三亚等市县。LAI显著增加、明显增加、轻微增加的面积分别为850 hm2、117 350 hm2和357 925 hm2,面积占比分别为0.15%、20.60%和62.83%;LAI显著减少、明显减少加、轻微减少的面积分别为7350hm2、7525hm2和10700hm2,面积占比分别为1.29%、1.32%和1.88%;LAI基本保持不变的面积为67 950 hm2,面积占比为11.93%。(3)海南岛橡胶林LAI在1—2月份出现明显降低的原因是由于海南岛处于纬度较高的热带地区,橡胶林受干旱气候和冷空气影响,表现出落叶林的特征,主要集中在温度较低的1月和2月,多数年份集中在2月初至2月中旬。海南岛橡胶林LAI年际变化受多种因素综合影响,既包含橡胶树年龄自然增长、气候变暖导致的生长季延长、CO2施肥效应等间接影响导致的LAI增加,也包括台风、暴雨、干旱等自然灾害影响导致的LAI减少,还可能受地形、海拔、坡度、坡向的长期效应导致的LAI年际变化趋势呈现空间差异。【结论】利用卫星遥感数据能够快速获取、监测和分析大面积橡胶林叶面积指数,具有覆盖面积大、更新周期短、花费相对少等特点和无损、快速、大面积应用等优点,对于指导农林业生产具有十分重要的理论和应用价值。