基于遥感指数的草原火后植被恢复研究

草原火是草原生态系统重要的干扰因子，严重影响着系统的结构与功能。基于遥感数据，以2015年“4·16”特大草原火灾为例，利用ENVI和ArcGIS等软件，分别对NDVI和GPP指数及火烧严重度下的植被恢复过程进行定量分析。结果表明，基于NDVI和GPP指数的火后植被恢复过程表现相似，不同年份植被恢复情况存在一定差异。火灾发生当年（2015年）火烧迹地植被恢复状况高于未发生火灾区域，而在火后第1年（2016年）却又稍低于未发生火灾区域，直到火后第2年（2017年），火烧迹地植被基本恢复到火前状态。同时，不同火烧严重度下的植被恢复过程在存在明显差异。草原火灾发生后当年（2015年），中强度火烧下植被恢复最好，其次是轻度，重度表现最差。草原火烧严重度对植被恢复的影响，主要表现在火后第1个植被生长季。在之后的年份里，由于草原更新能力强大，不同火烧严重度对草原植被的影响不明显。本研究可丰富草原火灾及火烧迹地植被恢复等相关研究成果，同时为草原火灾管理和草原生态系统的可持续发展提供科学依据。     

基于条件植被温度指数的夏玉米生长季干旱预测研究

为验证条件植被温度指数(VTCI)在夏玉米生长季干旱预测中的适用性,以河北中部平原为研究区,应用求和自回归移动平均(ARIMA)模型及季节性求和自回归移动平均(SARIMA)模型,对该地区VTCI时间序列数据进行分析建模预测。首先基于49个气象站点所在像素的VTCI时间序列数据,选取不同长度时间序列建立ARIMA模型,并分析时间序列长度与预测精度间关系,以期为时间序列长度选择提供依据;然后选择理想长度的VTCI时间序列数据,分别建立ARIMA模型和SARIMA模型,用于研究区域2017年夏玉米生长季VTCI预测,并分析评价两模型预测精度;最后采用性能较好的ARIMA模型逐像素建模预测,得到2016—2018年9月上旬至下旬VTCI预测结果。结果表明:基于ARIMA模型的VTCI预测精度与时间序列长度未呈现明显的相关关系,但随时间序列长度增加,模型预测精度逐渐趋于稳定; ARIMA模型对干旱的预测精度高于基于SARIMA模型,其1步、2步、3步VTCI预测结果均方根误差较SARIMA模型分别降低0. 06、0. 07、0. 09; ARIMA模型在不同年份夏玉米生长季VTCI1～3步的预...     

青海气候变化趋势及对植被生产力影响的研究

应用青海省南部三江源区、东北祁连山地及环青海湖区气象站1961-2004年气温、降水和所在地区植被地上净初级生产力资料,分析和模拟了44年来有关气候变化特征以及植被生产力与气温、降水、地理坐标参数间的关系,模拟估算了假设未来气候温暖化情景下青海植被生产力变化的可能。结果表明:44年来青海各地气温均在升高,青海北部比南部增温明显;年降水量变化平稳,但北部比南部有所增加;土壤实际蒸发散表现出明显的升高趋势;青海南部植被地上净初级生产力(NPP)逐年降低,青海东北地区相对平稳。模拟计算表明,由于青藏高原植被的生长主要受温度条件的限制,在未来气候增暖,降水不变或增加的趋势下,植被地上NPP均有所增加。     

抚育措施对檀香+降香黄檀混交林林下植被多样性的影响

檀香（Santalum album Linn.）+降香黄檀（Dalbergia odorifera T.Chen.）混交林是当前我国南方地区珍贵树种种植的典型模式。为揭示不同抚育措施下其林下植被多样性的变化规律,探索林地环境对这一特殊寄生特性林分的影响。本研究选取8年生檀香+降香黄檀混交林,连续开展了3年铲草（W）、施肥（F）、铲草+施肥（W+F）抚育对其林下植被多样性影响的研究。结果表明,檀香+降香黄檀混交林下出现的植物种类为20科31属32种,其中木本植物6科7属8种,草本植物14科23属24种,抚育管理初期各处理间差异显著（P<0.05）,铲草、铲草+施肥处理后相较于对照物种丰富度指数（R）、Simpson多样性指数（D）、Shannon-Wiener多样性指数（H）、Pielou均匀度指数（J_sw）显著下降（P<0.05）,施肥处理变化较小。连续抚育管理后,R值对照、施肥处理平稳变化,铲草、铲草+施肥处理呈逐年上升趋势,并最终超越对照;D值、H值、J_sw值对照呈逐年降低趋势,施肥处理逐年上升,铲草、铲草+施肥先增加后减小,最终D值、H值、J_sw值均表现为施肥最高,铲草最低。施肥增加了林下物种多样性并表现出对林下物种多样性降低的一种拮抗作用,铲草则加剧了林下物种多样性降低。因此,从长远来看,施肥可增加檀香+降香黄檀混交林林下物种多样性,有利于其生态稳定性的提高。     

Vegetation fractional coverage change in a typical oasis region in Tarim River Watershed based on remote sensing

Vegetation fractional coverage(VFC) is an important index to describe and evaluate the ecological system.The vegetation index is widely used to monitor vegetation coverage in the field of remote sensing(RS).In this paper,the author conducted a case study of the delta oasis of Weigan and Kuqa rivers,which is a typical saline area in the Tarim River Watershed.The current study was based on the TM/ETM+ images of 1989,2001,and 2006,and supported by Geographic Information System(GIS) spatial analysis,vegetation index,and dimidiate pixel model.In addition,VBSI(vegetation,bare soil and shadow indices) suitable for TM/ETM+ images,constructed with FCD(forest canopy density) model principle and put forward by ITTO(International Tropical Timber Organization),was used,and it was applied to estimate the VFC.The estimation accuracy was later proven to be up to 83.52%.Further,the study analyzed and appraised the changes in vegetation patterns and revealed a pattern of spatial change in the vegetation coverage of the study area by producing the map of VFC levels in the delta oasis.Forest,grassland,and farmland were the three main land-use types with high and extremely-high coverage,and they played an important role in maintaining the vegetation.The forest area determined the changes of the coverage area,whereas the other two land types affected the directions of change.Therefore,planting trees,protecting grasslands,reclaiming farmlands,and controlling unused lands should be included in a long-term program because of their importance in keeping regional vegetation coverage.Finally,the dynamic variation of VFC in the study area was evaluated according to the quantity and spatial distribution rendered by plant cover digital images to deeply analyze the reason behind the variation.     

高寒草甸退化对土壤电导率变化影响的研究

土壤电导率是表征土壤水溶性盐的一个重要指标,可反映土壤盐渍化程度.为了研究高寒草甸退化对土壤电导率的影响,以三江源区未退化高寒草甸和退化高寒草甸为研究对象,系统分析了退化高寒草甸的植被特征和土壤特征与土壤电导率的相互关系.结果表明:高寒草甸退化会对土壤电导率产生显著负影响,且土壤电导率与评价高寒草甸的退化指标植被盖度、...     

景观生态学在植被监测中的应用——以塔里木河中游英巴扎地区为例

以塔里木河中游英巴扎地区为例,探讨了景观生态学的多样性指数,优势度指数及均匀度指数在植被监测中的应用。结果显示,景观生态学中的一些指数研究方法在植被监测方面有良好的应用前景。     

基于Sentinel-2多光谱数据的棉花叶面积指数估算

棉花叶面积指数（leaf are index, LAI）的快速、准确获取对棉花长势监测、发育期诊断、面积提取以及产量估算等遥感监测具有重要意义。该研究利用2017年和2018年的Sentinel-2多光谱卫星数据及大面积田间试验观测获取的棉花不同发育期LAI实测数据,构建了基于单波段反射率及各类植被指数的棉花不同发育期及全发育期LAI估算模型,并采用留一验证（LOOCV, leave-one-out cross validation）和交叉验证对模型精度进行了检验。结果表明：1）对于单波段反射率,基于中心波长为842 nm波宽为145 nm的B8近红外波段对不同发育期LAI估算精度最优均方根误差（RMSE, root mean square error, RMSE=0.378）;2）对于各类植被指数,花蕾期（20170616）和花铃期（20170802）时增强植被指数（EVI, enhanced vegetation index,）表现最佳（RMSE分别为0.352和0.367）,开花期（20180623）时校正土壤调节植被指数（MSAVI2, modified soil adjusted vegetation index 2,）估算精度最高（RMSE=0.323）;3）单波段反射率和各类植被指数对全发育期LAI的估算均要优于对单个发育期LAI的估算,其中基于IRECI指数的（inverted red-edge chlorophyll index）全发育期LAI估算模型精度最佳,LOOCV检验RMSE=0.425,交叉检验RMSE=0.368;将基于IRECI的全发育期LAI估算模型应用到单个发育期LAI估算并与各单个发育期LAI估算模型精度对比,发现交叉验证RMSE平均值仅比LOOCV验证RMSE平均值高0.07,反映了全发育期LAI估算模型良好的普适性。该研究为农作物LAI估算提供了新的数据选择,完善了Sentinel-2卫星数据在LAI估算中的应用领域。     

围栏禁牧与放牧对草地生态系统固碳能力的影响

草地生态系统固碳能力对全球碳贮量的大小有重要影响。放牧作为草地最广泛的利用方式之一影响着草地的碳贮量,过度和不合理的放牧方式造成草地退化,引起草地碳的损失。围栏禁牧与放牧对草地生态系统固碳能力的影响主要包括对植被生产力和土壤碳贮量的影响,本文对有关的报道进行了综述。结果显示,由于受植被凋落物、群落结构和气候等多因素的影响,围栏禁牧对草地植被生产力有正面或负面的效应;放牧对植被生产力的影响也没有一致的结果,此外,放牧对植被生产力的影响还与放牧的强度有关。围栏禁牧与放牧可以通过多种途径对草地土壤碳贮量产生正面或负面的影响。总之,围栏禁牧与放牧对草地生态系统固碳能力的影响是复杂多样的,需要对草地碳贮量进行估算,并对相关的机制进行研究,这样才能在草地管理方面做出合理的决策。     

甘肃省草原产草量动态监测模型

利用MODIS数据和地面实测资料,研究了甘肃省不同草原区的最适草原生物量遥感估算模型,并反演了甘肃省2005-2009年的草原产草量,分析了其空间分布特征。结果表明,不同草原区适合的植被指数和反演模型类型存异,其中河西走廊高平原荒漠草原区适合的植被指数是RVI、模型类型为对数模型,甘南高原草甸草原区适合的植被指数是EVI、模型类型为指数模型,而黄土高原温性草原区适合的植被指数是NDVI、模型类型为二次多项式模型。甘肃省2009年草原总产鲜草3 718.30万t,整体呈现东北低、西南高的空间变化过程,形成3个高产中心,分别是甘南高原、祁连山北麓中东段和陇南南部。与1985年相比,2005年草原明显减产(相对变化率V=19.34%),但2005-2009年间甘肃省草原产草量有总体上升的趋势。