天然草地牧草营养品质的高光谱遥感研究进展

天然草地牧草营养品质的优劣不仅影响家畜的生长发育,同时也影响畜产品的品质,对草牧业的发展具有至关重要的意义。高光谱遥感技术的飞速发展使深入研究天然草地牧草品质的动态变化成为可能。本研究综述了目前可利用的高光谱遥感数据以及天然草地牧草营养品质遥感反演的主要成果、常用方法和最新研究动态,分析了我国在天然草地牧草营养品质监测与评价方面尚存在数据获取困难、相关研究缺乏、软硬件性能不足等问题;在多种观测平台及相关技术不断革新背景下,探索星载、机载和地面高光谱数据的有机结合,强化高光谱遥感仪器性能,提高关键营养成分的反演精度是未来研究的重点。     

甘南州高寒天然草地生长状况遥感监测

以甘南州高寒天然草地为研究对象,利用2016-2019年草地地上生物量实测数据和MOD13Q1植被指数产品,构建了甘南州草地地上生物量遥感反演模型,分析了近20年(2000-2019年)甘南州高寒天然草地地上生物量的时空分布特征.结果表明:1)MODIS EVI植被指数适宜于甘南州高寒天然草地地上生物量变化监测研究,模型决定系数R2=0.5249,均方根误差RMSE=527.9 kg·hm-2;2)20年间甘南州高寒草甸和山地草甸的地上生物量均呈增加趋势,而沼泽类草地地上生物量呈减少趋势;3)近20年来甘南州草地呈现出整体恢复、局部恶化的趋势,全州66.04％的草地呈稳定或恢复趋势,33.96％的草地地上生物量呈减少趋势,其中18.08％的草地呈持续性恶化趋势.研究结果为甘南州草地植被动态监测和高寒草地退化修复提供了数据支持.     

甘南州高寒天然草地生长状况遥感监测

以甘南州高寒天然草地为研究对象,利用2016−2019年草地地上生物量实测数据和MOD13Q1植被指数产品,构建了甘南州草地地上生物量遥感反演模型,分析了近20年(2000−2019年)甘南州高寒天然草地地上生物量的时空分布特征。结果表明：1) MODIS EVI植被指数适宜于甘南州高寒天然草地地上生物量变化监测研究,...     

BP神经网络在环青海湖地区天然草地估产研究中的应用

为构建一种对不同草地类型与时期的天然草场高精度产草量估测模型,快速获取环青海湖区域月际产草量数据、减少数据处理和反复建模过程中的工作量,本试验基于高分卫星影像数据,以草地类型、植被指数及实测草场产草量为训练样本,构建了环青海湖地区天然牧草产草量神经网络预估模型。结果显示：以2-6-1为构架的人工神经网络模型,目标误差、学习次数设定为0.003,800时,产草量模型预测值与实测值呈高度相关（R²=0.743,RMSE=58.531 g·m^-2）,达到实际估产需求,证明本文人工神经网络模型对环青海湖区域天然牧草产草量估测的可行性与适用性。     

青海天然草地豆科牧草

依据调查资料 ,对青海天然草地豆科牧草的种类、营养成分、产草量等进行了分析 ,结果表明 :青海天然草地豆科牧草种类有 60余种 ,分布在 1 1 0个草地型中 ,粗蛋白含量一般在 1 8%～2 2 %之间 ,产草量一般可达 5 0 kg/hu～ 70 kg/hu。     

天然羊草草地生物产量及营养动态的研究

羊草是我国北方草原建群草种,其粗蛋白质和粗灰分含量较高,属氨碳-灰分型,适宜发展毛肉兼用型的细毛绵羊.     

基于Sentinel-2数据的青海门源县天然草地生物量遥感反演研究

草地地上物生物量(AGB)是评价草地生产力的重要指标,精准反演天然草地的AGB,对草地长势监测和草畜平衡评估具有重要的意义。由于常用的遥感数据(如Landsat和MODIS等)受较低时间或空间分辨率引发的诸多问题的影响,因此探索具有更高时空分辨率及更多光谱波段的Sentinel-2卫星数据在县域尺度的草地植被监测状况具有极其重要的作用。利用Sentinel-2卫星遥感影像和青海门源县实测草地AGB数据,构建了基于随机森林(RF)、支持向量机(SVM)和人工神经网络(ANN)3种机器学习方法的草地生物量估算模型,研究了2019-2021年门源县天然草地生物量时空分布特征。结果表明：1)Sentinel-2卫星影像的3个原始波段(B2、B6、B11)和2种植被指数[反红边叶绿素指数(IRECI)和特定色素简单比值植被指数(PSSRa)],是草地AGB敏感的特征变量。其中,红边波段(B5、B6、B7)对天然草地AGB遥感反演具有重要作用。2)基于RF算法的草地AGB估测模型是门源县天然草地生物量估测的最优模型(验证集R2为0.72,RMSE为622.616 kg·hm-2),优于SVM模型(...     

天然草地牧草青贮技术研究进展

天然草地牧草青贮技术可以长期、安全、高效贮藏优质牧草,有效防除针茅对家畜的伤害,是维护草原生态健康和草地畜牧业稳定发展的适用技术。本文对国内外天然草地牧草青贮技术的研究内容、应用及效果等方面的发展历史与研究现状进行了概述,提出了当前天然草地牧草青贮技术中的主要问题及今后的发展方向,以期为调制优质天然草地牧草青贮饲料及安全利用提供可借鉴的依据与实践参考。     

青海天然草地牧草营养成分分析

通过对青海天然草地牧草4大类主要营养成分进行分析,结果表明:青海天然草地牧草具有粗蛋白质、粗脂肪、无氮浸出物含量高,粗纤维含量低,即"三高一低"的特点.与全国同类型草地牧草营养成分相比,粗蛋白质高2.61个百分点,粗脂肪高0.4个百分点,无氮浸出物高4.92个百分点,粗纤维低20.42个百分点.     

应用高分卫星遥感数据评价紫花苜蓿人工草地返青状况

利用国产GF-2和GF-6高空间分辨率卫星遥感图像,以内蒙古阿鲁科尔沁旗为研究区,结合实地调查,评价苜蓿人工草地返青状况.结果表明:(1)依据样地观测数据,发现植被覆盖度与苜蓿植株高度、株数均呈现出极显著的正相关关系,为此提出了基于植被覆盖度的苜蓿人工草地返青状况评价指标;(2)建立了苜蓿人工草地返青期垂直植被指数(P...     

利用高光谱技术进行草地地上生物量估测

简要介绍了高光谱遥感的概念及其特点,并阐述了高光谱遥感技术估测牧草地上生物量原理。在阐述植被指数在草地科学领域运用的同时,介绍了植被指数NDVI和RVI的特点,就NDVI和RVI在草地地上生物量估测中的运用做了初步的探讨,并分析了不同草地类型对植被指数及草地地上生物量的影响。其结果表明,不同草地类型中使用的植被指数及估产模型各异。     

锡林郭勒盟草地植被生物量遥感监测模型的研究

以锡林郭勒盟为研究区域,将遥感技术用于草地地上生物量估算,分析了遥感植被指数与草地地上生物量之间的相关关系,比较和分析了三种植被指数的应用范围,研究了草地地上生物量遥感监测的方法,并利用遥感植被指数建立了草地地上生物量估算模型.研究表明:锡林郭勒草地地上生物量估产的植被指数是NDVI,其估产模型是"S"曲线,回归模型Y=e5.983-0.479/x(R=0.828, R2=0.685).     

基于MODIS数据的伊犁地区草地地上生物量反演

为伊犁草地资源监测、保护及合理利用提供参考依据,利用新疆伊犁地区2012年7-8月野外草地地上生物量采样数据和同期的MODIS数据,分析了增强型植被指数(EVI)、归一化植被指数(NDVI)与实测草地地上生物量的一元线性、指数和二次多项式回归模型,并对各种回归模型进行分析比较.利用优选模型的反演结果分析了伊犁地区地上生物量的空间分布.结果表明:各植被指数都与实测生物量有较好的相关性,但以EVI指数建立的二次多项式回归模型(y = 14759x²-4758x + 1346,R²= 0.8402)较优,拟合模型平均估产精度达到 92.19%,可作为该区域草地地上生物量遥感反演模型;伊犁地区2012年平均产草量为1817 kg·hm^-2,总产草量达70.59×10⁸ kg,并且产草量随高程增加呈现先增加后减少的特征.     

基于遥感和无人机数据的草地NDVI影响因子多尺度分析

为探索不同尺度草地植被的影响因子,本研究基于Landsat遥感影像和无人机多光谱影像等,在村落和地块2个尺度分析西藏草地归一化植被指数（Normalized Difference Vegetation Index,NDVI）的影响因子。结果表明：村落尺度的海拔、坡度、坡向、地表起伏度皆对NDVI有显著的非线性影响,解释比例为37.20%;方差分析表明,地形等因子相近的同类土地利用内部NDVI差异仍较大;运用无人机影像细分同种土地利用类型内部异质性,发现遥感影像中无法辨别的点状、线状地物（石堆、水渠、田间路等）对草地NDVI有一定影响;缓冲区分析表明,非硬化水渠和道路对NDVI的负面影响在1~3 m,硬化水渠和路面对草地的负面影响超过4 m。无人机获取高分辨率多光谱影像的便捷性可以推进更小尺度下人类活动强度以及景观破碎化对植被和生态系统功能影响研究的深入。     

藏北地区草地补播及放牧制度对草地覆盖影响的遥感监测研究

草地畜牧业作为藏北地区的重要经济产业,一直以来政府和科研人员致力于通过试验示范区探索和推广天然草场围封改良、补播改良、优质混播人工草地建植等措施来提高草场利用率和维持草地生态系统的可持续发展。基于GPS实地测量人工、天然草场以及自由放牧、暖季休牧和禁牧不同放牧制度的草场试验样地范围,以2006年7月及2008年年内时间序列的CBERS-02星数据作为遥感数据源,分别监测人工与天然的休牧草场、天然的自由放牧-暖季休牧-禁牧草场的植被长势。利用归一化植被指数(NDVI)和差值植被指数(DVI)的均值、标准差、极值及优势度反映不同草场植被长势、覆盖均匀度等情况。结果表明:人工补播的草场植被普遍长势、最佳长势及最劣长势均优于天然草场,但人工草场的覆盖均匀度不及天然草场;天然禁牧、天然暖季休牧、天然自由放牧草场长势依次递减;休牧在九月中旬放牧之前与禁牧草场的植被覆盖均匀度基本保持一致,两者的NDVI标准差远低于自由放牧草场,但休牧草场在放牧之后,植被均匀度遭到破坏,NDVI标准差介于禁牧与自由放牧草场之间。此外,该研究采用3S技术,从另一角度有效地实现了对草场覆被长势的动态、宏观监测。     

草原关键生育期遥感模式与信息提取方法

利用2005年中分辨率光谱辐射仪(MODIS)数据,提取植被指数(NDVI)数据集,并定义、提取内蒙古锡林郭勒盟草原4种草地类型(草甸草原、典型草原、沙地草原和荒漠草原)的关键生育期。通过与生育期观测资料对比来评价应用NDVI数据集识别和预测不同草地类型出现返青期和成熟期的能力。研究结果表明,在锡林郭勒草原,利用NDVI的旬度变化可以鉴别出2个关键生育期(返青期和抽穗期)。遥感估测结果与地面观测和历史资料比较接近,说明10 d合成250 m分辨率NDVI数据集可以用来监测草原生育期。     

中国西南岩溶地区天然草地植被动态变化研究

通过对2006—2012年中国西南岩溶地区天然草地植被组成、覆盖度、草群高度、物种数、产草量等进行监测研究,探讨该地区天然草地植被动态变化,为合理使用该地区草地资源提供基础依据。结果表明：7年间研究区草地植被产量（Y）与盖度（X₁）、高度（X₂）成正相关（r=0.8978）,其逐步回归方程为：Y=7.75X₁+9.37X₂+110.76;草地植被波动率总体呈“波浪式”变化,2006年、2010年和2012年3年的植被生长状况比正常年好;2007年、2008年、2009年和2011年4年的植被生长状况比正常年差。总体看,研究区天然草地等级评定为“中质中产”草地,利用状况为合理利用,草地植被基况良好。     

基于3S技术的若尔盖县草原沙化遥感监测研究

草原沙化是国内外关注的重大生态环境问题。本文利用遥感数据,在“3S”（RS,GIS,GPS）集成技术的支撑下,采用地面调查方法,建立遥感影像与地面数据的数学模型,对若尔盖县沙化草,-原开展遥感监测。利用不同地物在遥感影像上的色调与形态差异,建立草原解译标志与分级指标体系,获取沙化草原面积、分布和等级情况。本研究为进一步开展西川省草原沙化调查提供了技术支持,为治理草原沙化提供了科学参考。．