新疆阜康荒漠植被指数特征和时空过程分析

研究天山北坡典型荒漠区草地植被覆盖变化,对于荒漠区草畜平衡及畜牧业可持续发展具有重要现实意义.采用1990,1999和2008年同时相TM/ETM+遥感影像,经辐射校正和几何校正后,基于荒漠植被指数特征和垂直地带性特征,进行了专家知识决策树分类,研究了阜康市典型荒漠草地、农田等地物近20年间的归一化植被指数(NDVI)和面积变化特征.结果表明,1)经辐射校正后的NDVI与实际地物情况更接近,大致呈高山草甸＞农田＞温性草甸＞平原荒漠＞山前荒漠的规律；2)近20年间农区面积大量占用平原荒漠草地和山前荒漠,新增农田面积296.3 km2,是1990年耕地总面积的1.54倍；3)高山冰盖消融随即转变成为高山草甸类型的趋势明显,20年间减少冰雪区74.7 km2,是1990年冰雪区总面积的0.345倍,这也印证了近20年来全球变暖的说法.     

基于BP-MC网络的张家港市耕地安全定量化分析

近年来城市用地大量侵占农业用地，不断威胁到城市的粮食安全问题，利用遥感快速准确地监测土地利用覆盖变化和城市扩张对保护耕地意义重大。运用BP人工神经网络，结合广义蒙特卡罗思想，利用多年的张家港市TM遥感影像、土地利用图和年鉴，对耕地、道路、城市扩张、GDP及产业经济结构之间的关系进行了深入的分析。研究结果表明：张家港市10 a来耕地面积以每年约2.5%的幅度减少，但在2002年后农业总产值有小幅回升，这与该市落实土地优化政策、农业结构和产业结构调整息息相关。城市扩张主要方式为多核心蔓延式扩展，距主要道路和已建城区2 km内的农业用地最有可能在4 a内转变为城镇用地，并且道路和城区附近500 m内是转化高峰，而且间隔年限越长，道路和已建城区对其缓冲区的影响范围越广、辐射强度越大。经济的快速发展使得耕地大量被占用，导致了农转非概率升高，但随着城市用地与耕地数量逐渐达到平衡，农转非概率降低，使得GDP与非农转化率呈现倒“U”曲线；BP-MC网络通过在图像中采集大量像素点进行训练，有效地避免了人工神经网络陷入局部极小点，是一种定量研究城市扩张驱动力的有效途径。     

天山北坡草地遥感分类及其精度分析

基于遥感资料的植被类型划分能快速获得大尺度的植被覆盖变化数据。采用遥感和GIS技术,利用天山北坡典型草地2008年Landsat 5 TM遥感影像和1999年Landsat 7 ETM+全色波段数据,在对遥感影像预处理的基础上,进行了数据融合处理。根据融合影像的纹理特征进行监督分类,将研究区域的植被初步分为8种主要覆盖类型,在监督分类的基础上借助专家知识系统构建决策树,进一步将草地分为5类,包括平原荒漠、平原沙漠、低山荒漠、温性草甸和高寒草甸,最后对分类结果进行精度评价,总精度在95%以上,总Kappa系数为0.939 6,间隔9年的影像融合和决策树分类方法在研究区植被分类中具有较高的可行性。     

基于RGB模式的一种草地盖度定量快速测定方法研究

盖度是研究植物群落结构的一个重要数量指标,传统目视估算法精度低且受人的影响较大.本研究分析了大量荒漠草地实地照片的RGB颜色模式特征,构造了RGB颜色判别决策树区分植被与非植被像元来计算植被的覆盖度,同时在Matlab 7.0平台上将数码照片的导入、地物判别、盖度计算、划分结果显示、对照等功能模块集成,构建用户界面友好、人机交互便捷软件模块,从而能够准确、高效地计算草地盖度,方便了草原实地调查工作.与针刺法相比,该方法计算得到的植被覆盖度最大偏差绝对值不超过5％,精度在95％以上,解决了常规人工方法中估测草地盖度工作量大、不能准确定量测定的问题.     

新疆天山北坡荒漠草地退化现状及展望

草地退化是当今世界面临的极为严峻的生态问题之一,特别是新疆天山北坡地区的荒漠草原,由于其独特的地理环境所导致的荒漠草地退化越来越受到人们的关注。分析了新疆天山北坡荒漠草地退化的现状,在总结了国内外荒漠草地研究概况的基础上,重点综述了对新疆天山北坡地区荒漠草地退化的研究进展;在新疆天山北坡地区的荒漠草地退化研究,近年来主要集中在荒漠草地退化多样性演替、荒漠草地退化特征、荒漠草地退化遥感监测和重牧下抗牧策略等方面;通过以上综述,提出了荒漠草地退化中需要进一步深入研究的4个问题,包括荒漠草地生态系统退化机理、荒漠草地退化评价体系、荒漠草地退化监测体系和生态恢复研究,并对今后该领域的研究做出了进一步的展望和分析。     

利用高光谱技术无损伤探测高羊茅草坪草营养状况研究

以高羊茅草坪草为材料,通过不同施肥处理,分别测定其反射光谱和叶绿素、类胡萝卜素含量,获得能够代表草坪草营养状况的参数和比值植被指数(RVI)的最佳波段组合来快速监测草坪草的营养状况.结果表明,通过不同施肥处理,高羊茅色素含量显著提高(P相似文献   

黑河中上游典型地区草地植被退化遥感动态监测

选择黑河中上游草地植被的典型区域,利用卫星遥感、GIS以及GPS定位测量技术,结合实地调查和采样测定,构造基于地面实测数据的草地植被退化指数,建立草地植被退化的遥感监测模型,并利用研究期2003年TM影像GPS定位点所对应的灰度数据,对1986年TM影像进行辐射特征标准化处理,监测草地植被退化的时空变化规律,旨在探讨通过TM影像数据结合野外样方数据,简单而快速评价草地植被退化的定量方法。结果表明：利用卫星遥感数据和地面草地样方实测数据,分析草地植被退化地面评价指标与遥感评价指标之间的关系,建立草地植被退化的遥感评价模型,能够较为快速、准确地监测和评价区域尺度的草地植被退化。研究区1986年轻度、中度和重度退化的面积分别为499.86、772.67和916.74 km2,2003年轻度、中度和重度退化的面积分别为322.23、815.20和1 015.84 km2。从草地植被的变化幅度、变化趋势和变化强度方面对比分析1986年和2003年的草地植被退化情况表明草地植被退化过程是一种慢速的渐变过程,重度退化、中度退化的比例较高而且呈增长趋势,总体态势仍旧呈现退化加剧、局部改善、整体恶化的变化格局。草场退化呈现由草原草场向荒漠化草原草场再向荒漠化草场演替的趋势。     

CO2浓度增加对草地生态系统及碳平衡的影响

陆地生态系统碳平衡是全球变化科学中的核心问题之一,也是目前生态科学中的前沿与热点问题,而草地生态系统的复杂性与不确定性决定了对陆地生态系统碳平衡估测的复杂性和不确定性.概述了全球气候变化中CO2浓度增加对草地生态系统及碳平衡的影响,阐明了种间和种内对CO2浓度增加的响应差异性,强调这种差异不仅影响物种的生理和生化过程.而且对高层次生物互作和生存适应性产生影响,最终导致新生态系统的装配,碳的生物地球化学循环过程受到影响.因而.草地生态系统中物种或基因型的特性以及它们之间的相互关系对CO2浓度增加的响应,在全球变化过程中碳平衡的预测是一个重要的考虑因素.     

基于3S的新疆阜康典型草地产草量及草畜平衡分析

以西北干旱半干旱地区典型代表城市——新疆阜康市为例,根据遥感影像、气象资料、年鉴和前人研究结果,利用遥感分类结果和产量估测模型计算了1990年、1999年和2008年的草地地上生物量,并结合牲畜数量计算了各年份的草畜平衡状态。结果表明,1) 近20年研究区草地总面积和总产量均呈现持续下降的趋势,至2008年,牧草总产量较1990年减少了4.66%;2)1949－2008年,随着研究区年末牲畜存栏数的增加,1990年、1999年和2008年的可利用牧草总储量分别为3.77×105、3.64×105和3.63×105 t,这3年的草畜平衡状态为1990年和2008年分别欠载22.81%和4.91%,而1999年超载9.67%。结合研究区遥感分类图片、气候变化和牲畜存栏量分析可知,1990－2008年研究区农业开垦侵占草地导致草地地上生物量减少,加之年末牲畜存栏量的增加,单位面积草地载畜量压力加大,直至2005年前后实施退牧还草项目后,载畜量压力才得以缓解。草地生态和畜牧业要实现双赢发展,必须加大对草地生产力和牧区生产经营方式的实时监控力度。     

基于线性光谱混合模型的荒漠草地覆盖度估测

为了解决草地混合像元对草地植被覆盖度监测的影响,该研究以Landsat TM为数据源,探讨线性光谱混合模型进行混合像元分解的关键问题,分析混合光谱模型获得的不同组分分量与植被覆盖度之间的关系,以期建立适合天山北坡荒漠草地覆盖度监测模型。结果表明:通过光谱混合模型获得植被、沙丘以及盐碱化土壤3个基本组分,其中植被组分与覆盖度拟合效果较好(R2=0.62),与植被指数法估测草地覆盖度相比,决定系数R2均高于比值植被指数、归一化植被指数、土壤调节植被指数及修正土壤调整植被指数MSAVI。通过对所获模型精度检验,均方根误差RMSE为1.28,结果较为理想。因此,利用线性光谱混合模型解析混合像元估测天山北坡荒漠草地覆盖度具有可行性。