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。     

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。     

反距离权重内插法在内蒙古天然草原植被盖度监测中的应用

以内蒙古自治区天然草原为研究尺度,将草原植被盖度常规调查方法与地理信息系统(geographic informa-tion system,GIS)中反距离权重(inverse distance weighted,IDW)内插法结合应用,实现了由点到面信息的拓展。结果为:2008年内蒙古天然草原植被平均投影盖度为38.85%,较2007年同期提高了1.13%;其中,多年生植物投影盖度平均为28.80%,全区地表植被平均基盖度为13.21%。2008年内蒙古天然草原植被盖度情况总体好于去年。     

山丹马场天然草原改良途径探讨

山丹马场位于河西走廊中部的祁连山北麓与焉支山南麓的中间辽阔地带，地跨甘、青两省，与三市六县相毗邻，总面积2192．54km^2，     

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。     

玛曲县天然草原资源及分布研究

甘肃省玛曲县作为黄河源区重要的水涵养区和生态脆弱区,其天然草原对涵养水源、保护黄河源区生态安全、确保当地草地畜牧业生产的健康发展具有十分重要的意义。为摸清玛曲县草原资源现状,将遥感与地面调查相结合,选择决策树分类等方法对玛曲县天然草原的分布、分类和面积进行研究与评价。结果表明:玛曲县有低地草甸、高寒草甸、山地草甸和高寒草原4个草原类,总草原总面积93.13万hm2,其中高寒和低地草甸分别占全县草原面积的82.37%和11.62%,山地草甸和高寒草原仅占4.23%和1.78%;各乡镇分类草原面积均以高寒草甸所占比例最大,其中阿万仓镇、木西合乡、欧拉镇和欧拉秀玛乡高寒草甸所占比例均在90%以上,尼玛镇、阿孜站和西科河羊场占比在80%以上,仅齐哈玛镇占比在50%以下(47.02%);低地草甸占比较大的乡镇有曼日玛镇(40.68%)、齐哈玛镇(26.21%)、采日玛镇(24.30%)和河曲马场(30.84%)。     

不同放牧压下短花针茅荒漠草原植物群落盖度空间变化

在不同放牧压下,以短花针茅荒漠草原植物群落盖度为研究对象,采用GS+软件进行地统计分析,对其空间异质性进行了研究。结果表明,SA3(全年重度放牧处理区)和SA5(全年适度放牧处理区)植物群落盖度分别达到29.62%和28.58%,SA1(春季零放牧、夏季重度放牧和秋季适度放牧处理区)植物群落盖度为21.71%。家畜选择性采食践踏这一随机因素引起的空间变异在SA1处理区中最小,为0.01;SA4(春、夏重度放牧和秋季适度放牧)处理区和SA5处理区随机因素引起的空间变异接近且较大,分别为22.40和22.30。在不同放牧压组合下,植物种群盖度均存在强烈的空间自相关性,SA1、SA2(春季零放牧、夏季适度放牧及秋季重度放牧处理区)、SA3处理区空间自相关性表现强于SA4和SA5。SA1和SA3处理区分形维数较高,空间分布格局简单,空间依赖性较强,空间结构性好;SA4和SA5处理区分形维数较低,空间分布格局相对复杂,随机因素引起的异质性占有较大的比重。     

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。     

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。     

祁连山高寒牧区不同类型草地植被特征与土壤养分及其相关性研究

为探究祁连山高寒牧区不同类型草地植被特征、土壤养分及其相关性,以山地草原、高山草原、高寒草甸草原草原3个类型草地为研究对象,采用野外调查、室内测定和数据统计分析相结合的方法,研究了3个类型草地的植被特征、土壤养分特征及其之间的相关性。结果表明：不同类型草地群落盖度、地上生物量差异明显,均为高山草原>山地草原>高寒草甸草原（P<0.05）;群落多样性、草本植物高度差异明显,均为山地草原 > 高山草原 > 高寒草甸草原（P<0.05）;小灌木平均高度差异明显,为高寒草甸草原 > 高山草原 > 山地草原（P<0.05）;不同类型草地土壤有机质含量变幅较大,其中以高寒草甸草原最为丰富;pH值变幅较大,变化趋势与有机质相反,即有机质含量越高,则土壤pH值低,反之亦然;全氮含量较高,都为1~2级（> 0.2%）;全钾含量居中,山地草原为2级（2.5%~3.0%）,高山草原和高寒草甸草原为3级（2.0%~2.5%）;全磷含量最低,均为3~4级（0.05%~0.10%）,全量养分表现出以低磷高氮富钾为特征;速效养分以贫磷为特征;土壤保肥能力较强;各类型草地土壤肥力因子间的相关性各有特点;总体看来,高山草原土壤养分含量最高,其群落的生产力也最高,但群落物种多样性最低。磷在祁连山高寒牧区很缺乏,建议在进行草原管理和人工饲草种植时补充磷素。     

三江源区草地覆盖遥感信息提取方法及动态研究

在建立三江源区草地植被覆盖遥感监测和评价指标体系的基础上,对2008年三江源区草地植被覆盖状况做出评价,并用马尔柯夫链,对2000-2008年三江源区草地植被覆盖动态变化进行分析。结果表明:三江源区2008年草地总体为低植被覆盖草地,低覆盖和极低覆盖草地面积分别占31.29%和9.29%,其中西部和中东部草地植被覆盖状况令人担忧;依据转移矩阵,表明近九年,三江源区的草地植被覆盖总体呈降低趋势,但从低覆盖和极低覆盖草地出现好转,有10.82%低覆盖和14.23%极低覆盖草地分别转化为中覆盖和低覆盖等级草地,说明2000年以来实施的《青海三江源自然保护区生态保护和建设总体规划》生态建设项目效果明显。     

2000-2018年间青藏高原植被覆盖变化及其与气候因素的关系分析

探讨全球气候变化背景下青藏高原地区植被覆盖变化及其驱动因素,对加深全球气候变化的认识和生态环境保护具有重要的生态价值和现实意义。本研究利用2000-2018年中尺度分辨率成像光谱归一化植被指数（Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer Normalized Difference Vegetation Index,MODIS NDVI）1 km·月^-1分辨率数据以及气象观测数据,采用最大合成法、趋势性分析以及相关分析方法,探讨了青藏高原地区NDVI的时空变化趋势及其与气温、降水的关系。结果表明,近19a来,青藏高原地区NDVI呈增加趋势。从地理单元来看,低植被覆盖区主要分布于西藏大部、新疆南部和甘南局部以及青海西北部;中植被覆盖区主要位于青海与甘肃、西藏、四川和云南的交汇区域;高植被覆盖区主要分布在四川和云南西北部、青海和甘南以及藏东南局地。除局部地区植被有所退化,大部地区植被生长良好,且植被改善的面积大于植被退化。因此,青藏高原植被整体呈稳定恢复状态。青藏高原地区NDVI与同期气温和降水均显著相关,但与气温的关系更密切。气温每升高1℃,NDVI增加0.128;降水每增加100 mm,NDVI增加0.172。     

植被覆盖度对流域有机质和氮素径流流失的影响

以8.27km²纸坊沟流域1:400模型为对象,在人工控制的条件下,模拟天然降雨(降雨强度2mm/min,历时30min),研究不同植被覆盖度对小流域土壤氮素随径流流失的规律。结果表明,当覆盖度为60%、40%、20%和0%时,土壤铵态氮流失量为87.08、44.31、25.16和13.71kg/km²,硝态氮流失量为85.50、74.05、63.95和56.23kg/km²,有机质流失量为15.67、24.02、44.68和164.87t/km²,全氮流失量为0.81、1.18、1.98和7.5t/km²。泥沙氮素含量随着产流时间的延长呈下降趋势,而流失累积量测呈逐渐增大趋势。植被覆盖虽能有效地减少土壤侵蚀和全氮的流失,却能增加土壤矿质氮的流失。     

青藏铁路建设沿线的草地植被恢复与重建

阐述了青藏铁路建设过程中植被恢复与重建的重大意义。依据自然气候条件和草地类型，将沿线天然植被划分为格昆戈壁山地荒漠区、唐北高寒草原区、唐南高寒草甸区、羊拉山地灌丛区等4个不同的区段。根据各区段特征提出了相应的植被恢复与重建原则，概述了青藏铁路沿线草地植被恢复与重建的主要措施和方法：强化环保意识，明确治理职责；集中取料运料，减少植被破坏；利用原有植被，草皮表土回填；慎选植物种类，确保草地健康；采取有效技术，提高恢复效果。     

川西北不同程度沙化草地植被和土壤特征研究

以川西北不同程度沙化草地为研究对象,通过科学调查、采样和公式计算,对植被群落、生物量、土壤含水量、容重和孔隙度等特征因子进行分析,以揭示川西北地区由湿地到严重沙化草地演替的不同阶段植被和土壤特征的变化情况.结果表明:随着草地沙化程度加剧,群落呈现出“湿生-中生-旱生”的演替过渡格局,群落高度和盖度降低,物种丰富度下降幅度达88％,优势物种构成也发生较大变化;生物多样性指数在轻度沙化草地群落中最高,总生物量下降幅度达90.4％,群落地下生物量远大于地上生物量;沙化过程中,土壤中含水量和持水量下降、容重增大、孔隙度减小.沙化初期土壤特征变化明显,应针对这一现象在沙化初期开展恢复治理工作.     

半干旱区草地站蒸散特征及其对气象因子和植被的响应

水分是制约半干旱区生态发展的重要因素,而蒸散（Evapotranspiration,ET）是地表水分消耗的重要过程。本文基于内蒙古半干旱区多伦和锡林浩特草地站多年通量、气象和植被数据,分析两个典型草地ET变化特征及其对植被和主要气象因子的响应,为半干旱区草地资源的持续开发与保护提供参考。结果表明：多伦站和锡林浩特站多年均ET总量分别为417.15 mm和440.20 mm,其中生长季ET分别占年总量的75.75%和72.38%。两站ET年内变化均呈单峰型,和热量因子、水分因子与植被状况均呈显著性正相关关系（P<0.01）。通径分析表明,两站ET变化均主要受到太阳净辐射直接作用的驱动,其次受到叶面积指数、降水和土壤含水量的间接影响。     

近15年呼伦贝尔沙质草原植被覆盖变化对气候因子的响应

采用2000-2015年呼伦贝尔沙质草原区MODIS NDVI数据,反演该区植被覆盖状况,结合同期6个气象站点的温度和降水量数据,采用线性回归分析、相关与偏相关分析等数理统计方法,探讨植被覆盖变化对气候因子的年际、季节响应特征。结果表明：呼伦贝尔沙质草原植被覆盖较好区域主要集中在陈巴尔虎旗的东北部、鄂温克旗的中东部以及新巴尔虎左旗的东南部区域;近15年间的研究区植被覆盖状况呈逐年波动改善趋势,尤其是2010年后的植被覆盖呈明显改善趋势;2000-2009年间的年均温呈小幅波动的平稳提升趋势,降水则呈不显著降低趋势;而自2010年后,二者的变化趋势正好相反,年均降水量呈显著增加趋势;夏季气温呈不显著降低、降水则呈显著波动增加的年际变化趋势均有利于植被生长;降水是植被覆盖状况最主要的影响因子,气温对植被覆盖的影响也较大。     

2000-2010年锡林郭勒草原植被覆盖时空变化格局及其气候响应

利用2000-2010年间生长季(4-10月)MODIS NDVI数据和同期气象观测数据,分析锡林郭勒草原植被覆盖度年际和季节变化趋势及其对气温和降水的响应特征.研究表明:生长季平均NDVI总体上呈增加趋势,其变化趋势主要受降水量的控制,年总降水量与NDVI的相关系数达到0.89.从不同季节植被NDVI的变化趋势看,春季NDVI呈上升趋势,夏季和秋季呈下降趋势.与气候因子的相关分析表明,春季和夏季植被覆盖变化趋势主要受降水的控制,而秋季温度的变化对植被生长的促进作用也较明显.在空间分布趋势上,阿巴嘎旗、锡林浩特市、太仆寺旗和多伦县植被覆盖总体上增加趋势较明显,而东乌珠穆沁旗东部、西乌珠穆沁旗的下降趋势最为明显,其气候影响因地区和季节而异.不同草原类型的植被具有不同的变化趋势和受温度和降水量的影响各不相同.     

黄河源区天然草场的植被类型及其特点

在广泛调查的基础上,对黄河源头区天然草场中的高寒草原、高寒灌丛、高寒沼泽与水生植被、高寒沼泽草甸、高寒草甸、高山垫状植被、高山冰缘和流石坡稀疏植被等主要草场植被类型的分布范围、群落结构和组成及其年轻性、脆弱性、敏感性、原始性、典型性等特点进行了论述,最后提出了对黄河源区天然草场植被保护的意见。