基于无人机激光雷达与多光谱数据的不同放牧强度下草原冠层尺度特征研究北大核心CSCD

放牧活动不但影响草原生态过程,而且改变草原群落空间格局。为进行草地冠层连续变化的尺度对放牧强度响应的研究,基于无人机机载激光雷达和多光谱遥感获取亚米级的草原冠层数据,利用小波分析方法研究了不同放牧强度下草原冠层空间格局及其尺度特征,探究草原冠层高度(CH)、植被覆盖度(FVC)、归一化植被指数(NDVI)等不同冠层参数空间尺度特征对放牧强度的响应。结果表明:CH、FVC、NDVI的小波方差随放牧强度增大呈下降趋势,草原冠层空间结构整体趋于均匀;小波方差和系数实部分析显示,CH,FVC和NDVI的空间格局存在170~180 m、116~140 m等2个主特征尺度,不随放牧强度而变化,较为稳定;中度、重度放牧使植物群落在空间中产生了许多小斑块,植被盖度的空间格局在小尺度上的变化较大。     

内蒙古不同利用方式温性草原植被光谱特征分析

人类对草地资源的利用方式和利用程度影响着草地的生长发育,进而影响草地的光谱特征.采集不同利用方式下内蒙古锡林郭勒盟温性草原地面高光谱数据并分析其光谱特征,可为温性草原植被类型遥感分类和草地退化遥感监测提供基础数据.结果表明:750～950 nm处反射率、730 nm处反射率的一阶导数、红边斜率、NDVI和EVI等特征值的组合可以将粟(Setaria italica)、大针茅(Stipa grandis)及羊草(Leymus chinensis)植被类型加以区分;且红边斜率、NDVI和EVI等特征值分别能对内蒙古温性草原围封和天然放牧2种利用方式下大针茅植被,以及打草前和打草后的羊草打草地进行区分.在内蒙古温性草原,NDVI与植被覆盖度和地上生物量的相关性较好,线性拟合R2分别为0.601和0.818,优于EVI的0.281和0.675,因此在估算该地区草地生物量和植被盖度时,应选择植被指数NDVI而非EVI,且用NDVI来估算地上生物量的可信度远高于植被盖度.     

基于近20年MODIS NDVI日数据的青海省草地资源动态监测及其对环境因子的响应

草地植被遥感动态监测是明晰草地植被时空动态变化过程的重要手段,是探索植被对环境因子响应规律的有效依据.以MOD09GA为数据源,采用最大值合成、一元回归趋势分析、相关性分析等方法,分别从日、旬、月和年尺度探究了2000-2019年青海省草地植被归一化植被指数(NDVI)时空动态变化过程及其与环境因子(海拔、坡度、坡向、...     

基于UAV技术和MODIS遥感数据的高寒草地盖度动态变化监测研究—以黄河源东部地区为例

利用黄河源东部地区野外实测样地数据和MODIS卫星遥感资料,结合农业多光谱相机(agricultural digital camera,ADC)、普通数码相机(Canon)、无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)等设备获取的高寒草地盖度数据,构建了基于MODIS NDVI、EVI的草地盖度反演模型,比较分析了不同草地盖度监测方法的精度,确立了黄河源区草地盖度遥感监测的最优反演模型,并分析了研究区近16年草地植被盖度的动态变化。结果表明,1) MODIS NDVI与基于UAV相片计算的草地盖度间的相关性优于MODIS EVI,而MODIS EVI与ADC和Canon照片计算的草地盖度之间的相关性则优于MODIS NDVI;2) 就Canon和ADC方法构建的草地盖度反演模型而言,前者精度远高于后者,普通数码相机方法更适宜于高寒草地植被盖度的估算;3) 对比分析两种植被指数与Canon相机、ADC和大疆(DJI)无人机航拍(航高30和100 m两种方法)相片计算的草地盖度之间的关系表明,MODIS NDVI对航高30 m UAV航拍相片计算的盖度数据的响应最敏感,基于UAV航高30 m的相片和NDVI构建的草地盖度反演模型最优;4) 黄河源东部地区2000-2015年间草地盖度稳定不变的区域达71.46%,多分布在东南部;呈增加趋势的区域占研究区草地面积的22.01%,由西向东、由北向南增加幅度呈减少趋势;盖度减少区域零星分布在黄河源北部和南部的部分地区,仅占研究区草地面积的6.53%。     

新疆荒漠草地亮柔伪步甲虫害与草地变化关系研究—以昌吉州南山草场为例

探索亮柔伪步甲虫害发生与草地退化的耦合关系,定量分析虫害发生对草地植被的影响,为草原部门科学有效地防治虫害提供理论依据。本研究基于环境一号遥感影像、土地覆盖产品数据、气象数据分别反演草地植被覆盖度、土地利用状态、气候要素等环境变量,结合野外调查数据,使用线性趋势分析、叠加分析、土地利用状态转移矩阵、相关分析、方差分析等方法,分析亮柔伪步甲发生水平与草地植被覆盖度、气候等环境因素相互作用关系,总结亮柔伪步甲虫害的发生机制。结果表明：亮柔伪步甲虫口密度与归一化植被指数（NDVI）呈显著负相关性,NDVI随虫害发生程度的加重呈降低趋势：level 3（重度发生）相似文献   

基于地理探测器的内蒙古植被NDVI时空变化与驱动力分析

研究植被归一化植被指数（Normalized Difference Vegetation Index,NDVI）时空变化及驱动力有助于区域生态环境保护和自然资源管理。本研究基于2000—2015年SPOT NDVI遥感数据和同时期18种自然因子与社会经济因子,分析了内蒙古植被NDVI时空变化特征,并利用地理探测器探讨其空间分异特征与驱动力。研究表明：空间尺度上,内蒙古NDVI分布呈现东北高西南低,变化格局为东部增加,中西部减少;时间尺度上,年际NDVI呈缓慢增加趋势（0.32%·a^-1）,并呈现高植被覆盖度（8.6%）和低植被覆盖度（2.8%）均增加的“两极化”特征。年降水量的解释力最高（0.75）,与土壤类型、植被类型和年均温共同主导植被NDVI时空格局;因子交互作用为增强关系,自然因子与社会经济因子交互影响力显著增强;研究时段气候因子解释力减弱,农林牧业因子略有增强。本研究探讨了不同土地利用类型的因子解释力差异及各因子促进植被生长的最适宜范围,有助于植被生长的驱动力机制研究。     

川西北高寒草甸常见植物光谱特征分析

【目的】草地光谱反射特征是运用遥感数据研究草地植被理化特性和植被分类的基础,对不同草地植物光谱反射特征开展分析研究,为草地植被的定量遥感与准确识别提供理论参考与技术支持。【方法】采用便携式地物光谱仪,于 2021 年 7-8 月在四川省甘孜州雅江县对川西北 8 种高寒草甸常见植物蕨麻（Argentina anserina）、高山嵩草（Kobresia pygmaea）、花葶驴蹄草（Caltha scaposa）、藏蒲公英（Taraxacum tibetanum）、广叶橐吾（Ligularia euryphylla）、淡黄香青（Anaphalis flavescens）、圆穗蓼 （Polygonum macrophyllum）、黄花棘豆（Oxytropis ochrocephala）进行了野外光谱测量,利用一阶导数、 二阶导数、光谱去包络线以及植被指数法对原始光谱数据进行了处理,揭示了 8 种高寒草甸植被光谱反射特性。【结果】相对于不同草地植物的绿峰位置、绿峰幅值、红谷位置、红谷幅值、红边幅值、红边面积、吸收峰面积、吸收峰对称度等光谱特征参量,高光谱植被指数更容易区分此 8 种草地植物,8 种植物的 NDVI 和 mSR₇₀₅指数具有一致性,指数由大到小依次为：藏蒲公英＞黄花棘豆＞高山嵩草＞蕨麻＞ 圆穗蓼＞花葶驴蹄草＞广叶橐吾＞淡黄香青 ,且各植物 mSR₇₀₅ 指数值差异明显 ,易于相互区分 。 【结论】采用不同方法对草地植物光谱反射特征开展分析,可有效的区分不同的草地植被,为高光谱遥感开展草地资源植被分类、草原基况调查和动态监测等提供参考。     

新疆阜康典型坡地群落空间分布特征及草地类型遥感特征分析

草地观测方式（方法）大致可分为样地观测、近地观测和遥感观测,相应的草地分类方法也可分为地面观测分类、近地观测分类及遥感分类。近年来随着遥感技术的发展,采用遥感影像数据源和特定指数（如NDVI、SR、RVI等）进行草地群落结构、草地分类方面的研究初见成效,但仍未见有人提出草地类型遥感分类标准及体系。试验采用遥感手段对新疆阜康草地类型进行遥感鉴别,以期为草地遥感分类提供理论依据。     

环青海湖地区天然草地TM影像植被指数分析

应用归一化植被指数（NDVI）、土壤调节植被指数（SAVI）和修正后的土壤调节植被指数（MSAVI），研究环青海湖地区三种草原类草地TM影像的植被指数特征。结果表明，紫花针茅草原、芨芨草草原、克氏针茅草原，消除土壤背景影响和适应草地植被密度变化能力更强的植被指数分别是NDVI、SAVI、MSAVI；同时在使用SAVI时，关键要确定一个合适的土壤调节参数L，以最大限度地消除土壤背景的影响，通过分析得出了此三种草原类型的最佳L取值。从而为该区草地类型的TM遥感识别分类提供信息和依据。     

黑河中上游草地NDVI时空变化规律及其对气候因子的响应分析

植被动态监测以及与气候变化的耦合关系是陆地生态系统研究的热点,而草地NDVI时空动态以及影响其变化的关键气候因子分析,对于草地覆盖变化的动态机理研究具有重要意义。基于遥感和GIS技术,利用黑河流域1999-2007年SPOT-NDVI数据和气象站点数据,分析了黑河中上游草地植被NDVI的时空变化特征以及与气候因子的相关性。结果表明,黑河中上游草地植被NDVI在1999-2007年间呈明显增加趋势;草地植被NDVI增加和减少的面积分别占草地总面积的71.53%和19.43%;增加的区域主要分布在托来山、走廊南山、冷龙岭和河西走廊中段的典型草原和高寒草甸草地,减少的区域主要分布在托勒南山、走廊南山和冷龙岭的荒漠草地向非草地过渡区域;黑河中上游不同草地植被NDVI的年内变化均呈单峰型,7月份达最大值;草地NDVI与气温呈极显著正相关(r=0.942,P<0.01),与降水量呈显著正相关(r=0.922,P<0.05),NDVI与相对湿度呈不显著正相关,与日照时数呈负相关性,并且不同草地类型牧草生长的限制因子不同。近年来伴随西北地区气候向暖湿转型,黑河中上游草地植被覆盖明显增加,气温是影响研究区牧草生长的关键气候因子。     

Livestock as Ecosystem Engineers for Grassland Bird Habitat in the Western Great Plains of North America

Domestic livestock have the potential to function as ecosystem engineers in semiarid rangelands, but prevailing management practices largely emphasize livestock production and uniform use of vegetation. As a result, variation in vegetation structure might not occur at appropriate spatial and temporal scales to achieve some contemporary conservation objectives. Here, we introduce the utility of livestock as ecosystem engineers and address potential benefits and consequences associated with heterogeneity-based management practices for conservation grazing in the semiarid rangelands of the western North American Great Plains. To illustrate the potential value of this approach, we provide specific examples where engineering effects of livestock could alter vegetation heterogeneity at within-pasture (< 100 ha) and among-pasture (～100 ha to thousands of hectares) scales to improve habitat for declining native grassland birds. Experimental evaluations of the efficacy of livestock to achieve desired modifications to vegetation structure are needed, along with the economic aspects associated with implementing heterogeneity-based management practices. Using livestock as ecosystem engineers to alter vegetation structure for grassland bird habitat is feasible in terms of application by land managers within the context of current livestock operations, and provides land managers important tools to achieve desired contemporary objectives and outcomes in semiarid rangelands of the western North American Great Plains.     

基于无人机大样方数据及国产卫星反演草地植被覆盖度方法研究

受开垦、采矿等人类活动影响,草原出现退化甚至沙化,监测其植被覆盖度对于揭示草地的分布状况与空间变化规律具有重要意义。本文以无人机大样方数据与国产高分一号（GF-1）数据作为数据源,结合野外同步数码相机获取的数据,应用支持向量机（Support vector machine,SVM）构建不同数据源之间的植被覆盖度反演模型（数码相片—无人机大样方数据植被覆盖度估算模型,无人机大样方数据—GF-1数据植被覆盖度估算模型）,探讨国产GF-1卫星结合无人机大样方估算草原植被覆盖度的方法。结果表明,基于SVM模型的GF-1数据结合无人机大样方计算的土壤调节植被指数（Soil-adjusted vegetation index,SAVI）具有较高的精度（判定系数R²=0.97,相对分析误差RPD=4.86,均方根误差RMSE=3.23）,因此基于无人机大样方数据结合GF-1数据可以准确、快速地反演草地覆盖度,利用这种方法可以估算整个草原的植被覆盖度。     

无人机遥感技术在草地动植物调查监测中的应用与评价

近些年,无人机遥感由于其具有分辨率高、时效性高、机动性强、可云下低空飞行等优势在草地资源监测及草地生态方面迅速兴起。本文首先介绍了无人机遥感的系统组成以及不同传感器在草地监测上的应用,在此基础上对无人机在草地植被覆盖度监测和地上生物量估算、草地有蹄类野生动物和草地啮齿动物监测中的应用研究进行了综述,并对该技术存在的问题及限制进行了探讨,从而有针对性地解决所需要监测的对象与问题,这对于草地动植物资源在调查中构建精准数据获取、实现实时动态监测具有重要的研究意义和实际应用价值。     

松嫩平原西部草地植被覆盖变化人文影响因素定量研究

将研究区划为8个自然条件相对均一的土地单元,然后根据ETM遥感影像解译及实地考察的结果,确定受人为干扰草地和未受人为干扰草地的范围。利用2001~2005年生长季MODIS ∑NDVI数据,分析研究区草地植被覆盖状况,并计算相对干扰指数。结果表明:生长季未受人为干扰草地的植被覆盖明显高于受人为干扰草地的植被覆盖,第6、第7单元的相对干扰指数较大说明这两个单元草地植被覆盖变化生长季受人为因素影响较严重。     

山西省京津风沙源治理工程草地生态系统服务价值评估

为了评价京津风沙源治理工程草地建设项目所涉及到的山西省13个县区,2006年前完成的基本草地、人工种草、草种基地、飞播牧草、围栏封育等草地生态系统的服务价值。依据学者提出的9种生态服务功能,结合生物量因子等校正,对京津风沙源治理工程草地建设项目所涉及到的山西省草地生态系统的服务价值进行评估。京津风沙源治理工程中,建植或恢复的草地植被,能够为13个县区带来0.754~2.493×108元/a的生态系统服务价值,从提供的生态系统服务价值的构成来看,从高到低依次为:废物处理、土壤形成与保护、食物生产、气候调节、生物多样性保护、水源涵养、气体调节、原材料、娱乐文化,各自所占的比例分别为22.9%、22.0%、13.0%、12.8%、11.0%、9.0%、7.8%、1.3%、0.2%。京津风沙源治理工程总计可为山西省产生2.338×109元/a的生态系统服务价值。     

草层高度遥感监测研究进展

草层高度在草地退化和沙化评价、生物量遥感监测、牧区雪灾监测中都具有重要的作用和价值,然而草层高度精确监测和制图一直是草地遥感研究的难点。近年来随着多光谱遥感、激光雷达遥感技术、无人机技术和高光谱遥感技术的不断发展,为草层高度的高精度遥感监测提供了技术支撑。本文在综述草层高度遥感监测研究进展的基础上,归纳了草层高度遥感监测研究存在的问题及展望,以期为草层高度高精度遥感监测研究提供帮助。     

内蒙古草地样带地上生物量变化

采用草地植被群落学调查方法,对内蒙古东北－西南草地样带典型区草地地上生物量变化进行了测量、计算和分析。研究表明,1）内蒙古东北―西南草地样带上草地背景点地上生物量在50～80 g·m-2;自东向西,随着区域植被类型由温性草甸草原向温性典型草原和温性荒漠草原演变,背景点草地地上生物量逐渐减小。2）受草地开垦、耕地撂荒、耕地退耕还林还草等土地利用活动的影响,包含全部物种的草地地上生物量与土地利用强度之间没有严格的对应关系;但是,可食牧草地上生物量以及可食牧草比率随土地利用强度的增加而逐步减少。3）在生态系统质量和功能评估中,单纯应用草地地上生物量指标存在很大的局限性,可食牧草地上生物量指标以及可食牧草比率指标在应用中更有意义。     

内蒙古草原荒漠化遥感监测分析

利用1988年以来的遥感资料,计算了不同时期的NDVI,同时基于遥感影像和光谱特征直接提取了土地退化指标,分析了内蒙古自治区植被覆盖宏观变化和荒漠化的情况.结果表明:历史上水草丰美的锡林郭勒、呼伦贝尔草原的植被指数呈下降趋势,尤其是呼伦贝尔沙地植被指数下降幅度明显;近年来一些大的沙尘源地如浑善达克沙地、毛乌素沙地的植被呈持续好转状态;对内蒙古生态环境的保护任重而道远,在加紧治理一些风沙源地的同时,要加强对草原的保护与管理,在稳定生态的同时逐步提高农牧民的生产生活水平.     

基于旋翼无人机低空遥感的高原鼠兔危害等级划分技术研究

高原鼠兔是青藏高原特有的小型啮齿动物,是高寒草地生态系统的关键种。科学合理防控高原鼠兔危害,对其危害程度开展监测和评价十分必要。通过无人机空中遥感平台并结合地面调查,以甘肃省玛曲县高原鼠兔危害草地为研究对象,选择不同危害程度的典型样地,采用自主设计的软件提取无人机影像中高原鼠兔洞口数、地上生物量、草地盖度等指标;构建了由洞口数、地上生物量、盖度和可食牧草比例组成的高原鼠兔危害等级综合指标体系,并对研究区样地进行危害等级划分。最终形成一套适用于高原鼠兔危害的低空遥感监测方法,可为后期高效、准确监测高原鼠兔危害提供有力的技术支持。主要结果如下：1）经实地人工调查结果验证,无人机影像洞口数量和植被盖度解译精度分别达到95%和93%。2）筛选了可见光波段差值植被指数VDVI作为估测地上生物量的最佳植被指数,并构建了估测模型。经实地调查验证平均精度为86.54%。3）构建了综合危害指数DRI,并提出了划分危害级别的各指标量化值。通过聚类分析将研究区鼠害地划分为5个等级,即I-无危害草地,Ⅱ-轻度危害草地,Ⅲ-中度危害草地,Ⅳ-重度危害草地,V-极度危害草地。