甘肃省高寒草甸植被覆盖度反演及其时空变化研究

本研究以甘肃省高寒草甸为研究区,基于2000—2019年遥感数据和2014年实测数据,采用经验回归模型法构建植被覆盖度(fractional vegetation cover,FVC)估算模型,并研究了过去20年高寒草甸FVC时空变化规律、稳定性及变化原因,以期为FVC动态监测提供科学依据.结果表明:在6种植被指数(v...     

复合植被指数在稀疏高寒草原植被盖度遥感反演中的应用

基于Landsat 8遥感影像数据,以西藏日喀则经南木林到申扎县的一条样带高寒草原作为研究对象,选择较为常用的归一化植被指数(normalized difference vegetation index,NDVI)、土壤调整植被指数(soil adjusted vegetation index,SAVI)、修改型土壤调整植被指数(modified soil adjusted vegetation index,MSAVI)以及对半干旱区低覆盖植被信息较为敏感的转换型土壤调整植被指数(transformational soil adjusted vegetation index,TSAVI),结合地表反射率改进运算的FCD模型(forest canopy density mapping model)裸土(bare soil index,BI)和阴影指数(shadow index,SI)构建适合低植被覆盖区域的复合植被指数(vegetation bare shadow index,VBSI);基于各植被指数构建像元二分模型,定量反演高寒草原植被盖度;并利用网格法实测的植被盖度分析反演精度。研究结果表明,8种植被指数所构建的像元二分模型对高寒草原植被盖度的反演精度以VBSI(TSAVI)最高,反演精度为85.66%;并证明了基于野外采集的土壤光谱曲线获取的TSAVI所构建的像元二分模型对高寒草原植被盖度信息的提取具有一定的实用性;改进运算的FCD模型裸土和阴影指数能较好地削弱土壤和阴影对植被信息的影响,所构建的复合植被指数对提取稀疏高寒草原植被盖度信息具有重要的实际意义。     

基于综合分段优势的植被覆盖度模型比较

基于Landsat 8 OLI遥感影像选取9种植被指数,与野外实测植被覆盖度进行相关性分析,采用分段方式选择敏感植被指数,构建回归模型及FCD模型(forest canopy density mapping model,FCD)对渭干河–库车河三角洲绿洲植被覆盖度进行反演.结果表明:1)根据实测数据计算不同植被指数在不同植被覆盖度范围内的变化比例,从而确定0.3和0.7作为研究区植被覆盖度的分段点;2)分段回归模型与综合分段优势的FCD模型建模精度均约为79％,但综合分段优势的FCD模型建模集R2较高,RMSE较小,其验证结果优于分段回归模型,验证集R2为0.832,RMSE为0.154,精度为82.018％.综合分段优势的FCD模型更适合用于研究区总体植被覆盖度反演,可为干旱区植被覆盖度定量监测与生态环境评价提供依据.     

基于综合分段优势的植被覆盖度模型比较

基于Landsat 8 OLI遥感影像选取9种植被指数,与野外实测植被覆盖度进行相关性分析,采用分段方式选择敏感植被指数,构建回归模型及FCD模型(forest canopy density mapping model,FCD)对渭干河–库车河三角洲绿洲植被覆盖度进行反演。结果表明:1)根据实测数据计算不同植被指数在不同植被覆盖度范围内的变化比例,从而确定0.3和0.7作为研究区植被覆盖度的分段点;2)分段回归模型与综合分段优势的FCD模型建模精度均约为79%,但综合分段优势的FCD模型建模集R2较高,RMSE较小,其验证结果优于分段回归模型,验证集R2为0.832,RMSE为0.154,精度为82.018%。综合分段优势的FCD模型更适合用于研究区总体植被覆盖度反演,可为干旱区植被覆盖度定量监测与生态环境评价提供依据。     

基于TM NDVI的库尔勒市域植被覆盖动态变化

以库尔勒市域为研究区,基于1990、1998、2006和2011共4期TM遥感影像提取归一化植被指数（NDVI）,将NDVI结果输入到像元二分模型中计算得到研究区各时期植被覆盖度,然后根据研究需要将植被覆盖度划分为4个等级,最后计算覆盖度差值并结合各级覆盖度转移矩阵和土地利用情况分析了库尔勒市域植被覆盖度动态变化特征。结果表明,在1990、1998、2006和2011年间,库尔勒市域总体植被覆盖情况有所改善,植被恢复改善面积比退化面积多23.8%,其中东南部的扇形绿洲平原植被状况改善明显,北部和南部区域植被有所退化。     

中国新疆及中亚五国干旱区草地覆盖度反演与分析

干旱区的草地覆盖度较低,在光谱信息中表现较弱,增加了反演的难度。本研究在中国新疆及中亚五国干旱区对比4种植被覆盖度反演模型发现,像元二分模型能够较好地提取大范围内的植被覆盖度信息。在此基础上,反演2000―2013年中国新疆及中亚五国干旱区草地覆盖度并分析草地状况。研究发现,中国新疆及中亚五国草地覆盖度区域性差异较大,整体呈现退化趋势,退化区域主要分布在哈萨克斯坦的北部和西北部地区以及部分流域地区。不同等级草地覆盖度变化趋势为中等、中高和高植被覆盖度的草地有向低、中低植被覆盖度的草地转换。从国家及地区角度分析,哈萨克斯坦草地显著退化,而中国中国新疆的草地覆盖度均值在平稳中显著增长。     

基于像元二分模型的和布克赛尔县植被覆盖动态变化分析

利用2003-2010年每年8月的MODIS遥感数据,基于归一化植被指数的像元二分模型原理,对和布克赛尔县近8年来植被覆盖的变化情况进行遥感监测,并分析了2003-2010年不同时期植被覆盖度的空间分布特征以及面积变化情况。结果表明,和布克赛尔县植被覆盖度由北向南逐渐降低,北部地区长势较好。近8年中,和布克赛尔县的植被覆盖总体略有上升趋势,其中2005年植被覆盖度最高,达到91.18%,部分年份较前一年植被覆盖度略有下降,但幅度不大,说明和布克赛尔县的生态环境建设较好。     

1992-2019年阿拉尔市植被覆盖时空变化分析

以阿拉尔市为研究区,采用 1992、1997、2002、2008、2013 和 2019 年 6 个时期的 Landsat 系列影像数据作为数据源,运用 NDVI、像元二分模型和重心迁移模型等方法和模型分析阿拉尔市植被覆盖时空变化和影响驱动因素。结果表明：阿拉尔市的植被覆盖分布总体上以塔里木河和阿克苏河为轴线,从高植被覆盖向低植被覆盖由内向外展布。近 28 年,阿拉尔市 NDVI、植被覆盖面积和植被覆盖度均呈增加趋势。2019 年比 1992 年总植被覆盖面积增加了 1 476. 7 km² ,增长率为 110. 3%。阿拉尔市植被覆盖时间尺度变化存在时段性和区域性差异。在时段变化上,2002-2008 年植被覆盖面积增加最显著;区域上,幸福农场、8 团和 10 团北部区植被覆盖度大幅度增加,增加较显著。过去 28 年期间,总、 高、中和低植被覆盖度重心都向东北方向迁移,极低植被覆盖度重心都向东南方向迁移。气候变暖对植被覆盖度有一定的影响,也间接体现在因冰雪融水流域径流不断增大,但是短期内的人类活动因素对区域植被覆盖度影响更为直接。其中耕地开垦、农作物种植是阿拉尔市植被覆盖增加的主要因素。     

草原蝗虫为害对高寒草原生物量影响的研究

试验以2004年为对照处理,发生蝗虫为害的2005、为害后的2006、2007年为试验处理,测定草原蝗虫为害对高寒草原生物量的影响。试验结果为:狭翅雏蝗(Chorthippus dubius)、白纹雏蝗(Chorthippus albonemus)、小翅雏蝗(Chorthippus fallax)等蝗虫对高寒草原植被生物量有严重影响,为害后的3年中,生物量总体降低;蝗虫为害当年,生物量减少125.67 g/m2,减少量占正常年份的33.87%,蝗害后第2年,生物量减少199.83 g/m2,减少量占正常年份的53.86%,蝗害后第3年,生物量有所增加,但与蝗害前相比仍有下降,生物量减少100.33 g/m2,减少量占正常年份的27.04%;禾本科受蝗虫为害影响最严重,与受害前比较,差异达1%水准;毒杂草生物量稍有上升,到2007年时达最高,分别增加12,9 g/m2,比蝗虫为害前增加了47.37%1、3.92%,但差异不显著。     

草地植被恢复措施对高寒草甸有毒植物的影响

通过对高寒草甸天然草地实施划破、补播、施肥及综合处理,探讨了不同草地植被恢复措施对高寒草甸有毒植物物种组成、多样性及生物量的影响。结果表明,不同处理草地中,有毒植物的组成及比例差异显著(P<0.05)。与对照相比,补播、划破和施肥均不同程度地降低了群落中有毒植物的物种数和Shannon Wiener指数(P<0.05),不同处理草地有毒植物物种数和Shannon Wiener指数排序分别为补播<施肥=综合处理<划破<对照,补播<划破<施肥<对照<综合处理。补播、施肥和综合处理均可有效降低群落中有毒植物的地上生物量(P<0.05),而草地划破在一定程度上增加了有毒植物的地上生物量(P>0.05),不同处理草地有毒植物地上生物量排序为补播<综合处理<施肥<对照<划破。补播形成的垂穗披碱草(Elymus nutans)单一优势群落使有毒植物物种数、物种多样性及地上生物量均下降到最低值,对于毒杂草型退化草地的改良,草地补播是可供参考的有效恢复措施之一。     

基于遥感技术的高寒草地覆盖度变化

摘要：本研究在像元二分法模型的基础上,利用改进归一化植被指数的植被覆盖度定量模型,采用MODIS卫星8天合成地表反射率数据产品（MOD09A1）,结合3S技术（GIS、RS、GPS）空间分析功能,以甘南州高寒草地为对象,分5个等级分别计算得到了甘南2000、2004和2008年的草地植被覆盖度,分析了甘南2000-2008年植被覆盖度变化的大致演变过程和趋势。结果表明,从2000-2008年,甘南植被覆盖度质量总体呈下降趋势,一级盖度植被退化比较严重,草地植被的演变情况主要由优等植被覆盖（一、二级）向低等植被覆盖（四、五级）演变。研究结果揭示了甘南州草地退化状况的动态趋势及严重程度,为相关政府和研究部门的草地管理决策提供了有效参考依据。     

基于无人机图像的草地植被盖度估算方法比较

植被盖度是反映植被基本情况的客观指标和重要参数.本研究在对比8种常用的可见光植被指数计算草地盖度精度的基础上,发现这些植被指数对荒漠草地的植被盖度估测效果较差,因此提出一种适用于荒漠草地植被盖度估测的荒漠植被指数(DVI),并评价了不同植被指数对不同草地类型的植被盖度估测效果,分析了不同草地类型阈值取值的变化情况.结果...     

祁连山东缘高寒草地植物群落叶绿素高光谱反演模型的建立

祁连山高寒草地是我国北方草地的重要组成部分,近年来退化较严重,导致其产量、质量下降.利用ASD地物光谱仪采集了祁连山东缘高寒草地植物群落光谱数据,并利用Person相关系数法、PCA主成分分析法和VIP变量投影重要性法等方法,筛选了与高寒草地植物群落叶绿素相关性较高的原始光谱波段与植被指数,通过多元逐步回归与多元线性回...     

草地植被盖度的近距离遥感测定

盖度或者覆盖度是植物群落结构的一个重要数量指标。通常的目视估测植物群落盖度方法不仅精度低,而且因人而异。本研究采用近距离遥感方法测定草地植物群落盖度,该方法主要包括数据获取、图像处理、像元数量提取和盖度计算4个部分。精度评价表明,该方法测定的绿色植被盖度误差很小,与目视估测方法比较,它具有客观、一致和精度高的优点。     

碌曲县生长季草地植被覆盖度与生产力动态特征

针对碌曲县地形地貌复杂的特点,应用M ODIS产品数据与地面调查相结合,以该县2018年6-9月的数据为例,研究了不同类型草地主要生长季节的植被盖度和产量动态.结果 表明:NDVI像元二分模型和回归模型能够较好地反映草地的植被盖度和草产量,碌曲县主要草地类型为高寒草甸和山地草甸,面积为37.55万hm2,高寒草甸占比较大,为56.86％.碌曲县草地生长季植被平均盖度呈先上升后下降的趋势,并在7月达到峰值,为81.77％,9月最小,为49.45％;山地草甸和高寒草甸的平均盖度也是7月最大,分别为82.38％和81.33％;6-8月的草地平均盖度以I级为主,分别占全县草地面积的65.53％、93.32％和69.84％,9月以Ⅱ级为主,占比为58.74％.根据样地样方实测数据与相应点影像NDVI提取值,建立6-9月产量估测模型,各月全县和各草地类型的可食牧草干草平均产量呈现逐步增大的趋势,9月产量最高.     

NDVI和EVI在高寒草地牧草鲜质量估算和植被动态监测中的比较

对2007-2009年126景MODIS影像的归一化植被指数(NDVI)和增强型植被指数(EVI)数据进行了比较研究,并结合11个高寒草地监测点的地上生物量鲜质量(AGB)数据,通过相关分析、回归分析等方法,分析了MODIS共4种植被指数(NDVI250,NDVI500,EVI250,EVI500)在估算高寒草地牧草鲜质量中的优劣,并确定了通过EVI250估算地上生物量鲜质量的回归方程。结果表明,EVI在高寒草地上均比NDVI小,但EVI比NDVI更稳定准确。应用植被指数产品EVI估算高寒草地牧草鲜质量优于NDVI,其中在EVI250、EVI500、NDVI250和NDVI5004种植被指数中,EVI250与地上生物量鲜质量的相关性最好,相关系数为0.904(P0.01),回归方程为yAGB=-244+1316xEVI250(R2=0.817,P0.01)。     

高寒草原对气候生产力模型的适用性分析

本研究利用中国科学院巴音布鲁克草原生态研究站1984-1990年、2004-2008年2个时间序列植物营养生长期的气候指标及净第一性生产力(NPP)实测值,结合北京模型、综合植被模型和林慧龙等建立的模型模拟研究区的NPP;根据3个模型NPP的模拟值与实测值对其进行了一元线性回归与相关分析,并基于NPP的模拟值探讨了研究区草地载畜量。结果表明,北京模型(R=0.857**)、综合植被模型(R=0.894**)和林慧龙建立的模型(R=0.894**)的NPP模拟值与实测值相关性及一元线性回归方程拟合较好,同时从线性回归的拟合度也揭示了降水是研究区NPP的主要限制因子,而温度对NPP的影响程度相对较小。在年均气温增加2和4℃,年降水量增加20%时,草地理论载畜量分别由目前的0.94个羊单位/hm2增加到1.49和1.62个羊单位/hm2。     

高寒生态脆弱区不同扰动类型草地植被群落状况

通过实地调查及实验室方法测定天祝高寒生态脆弱区5种扰动生境(一年生草地、多年生草地、围栏草地、牧道草地及"黑土滩"草地)的植被群落状况。结果表明,植物群落组成在一年生草地中99%为燕麦、多年生草地中80%为垂穗披碱草和无芒雀麦、3种天然草地中以嵩草、苔草、针茅、珠芽蓼、棘豆、委陵菜为主。群落高度、植被盖度及地上生物量在一年生草地中都相对较大,是人为因素(如农耕)干扰最强,其优势度随时间推移而上升,生境内植物种类多样性下降;而优势度在"黑土滩"草地中呈现低水平,是自然环境压力包括生物因素(如鼠类)干扰最强,原始植被破坏程度高,需要进行大量植被恢复工作,其群落高度、植被盖度及地上生物量也相对较低;其他生境的优势度随着放牧程度的增加而减小。由此可见,放牧和鼠害仍然是高寒草甸生态破坏的一个最重要原因。