2000—2012年京津风沙源治理区植被覆盖时空演变特征

植被是陆地生态系统的主体,分析长时期植被覆盖变化,有助于揭示陆地生态环境的演变规律。研究以京津风沙源重点治理区的MODIS02B产品为数据源,通过数据处理获得2000—2012年的NDVI(Normalized difference vegetation index)时序数据集,采用线性趋势分析、标准差、Hurst指数和相关系数等方法,分析京津风沙源重点治理区植被覆盖的时空变化特征及影响因子。结果显示:(1)近13年来,治理区植被覆盖总体呈上升趋势(R2=0.70),2012年NDVI值达最大值0.324,比2000年增加了135.62%。但增加速率和幅度各异:北部干旱区(Bbghq)增加速度最快,浑善达克区(Hsdkq)次之,农牧交错区(Nmjcq)植被变化相对稳定。(2)工程区地表植被覆盖改善区域的面积明显大于退化区域,其中得到改善且通过显著性检验(P=0.10)的区域约占总面积的94.31%;Hurst指数分析表明,工程区植被变化整体呈中强持续性特征,面积合计约占64.48%;综合分析表明,工程区植被变化以良性发展为主,特别是强持续性的退化区和弱持续性的改善区值得关注,二者合计占35.27%。(3)人类活动是京津风沙地区植被覆盖上升的重要驱动因素;自然因素中,降水是控制工程区植被生长的主要因子,温度的影响相对较弱。     

1990—2011年三峡库区生态系统服务价值演变及驱动力

作为我国西南部重要的生态屏障和生态走廊,三峡库区具有重要的战略意义,其生态问题非常值得关注。研究以覆盖三峡库区的4期Landsat TM遥感影像为数据源,通过人机交互解译分别获得1990、1998、2006、2011年的土地利用/覆盖,参照中国陆地生态系统单位面积生态服务价值当量表,采用研究区单位面积产量与全国农田粮食单位面积产量的比值作为地区修订系数,计算库区生态系统单位面积生态服务价值当量表,同时利用生物量对林地的生态系统服务价值作进一步的修订。然后结合土地利用结构和生态敏感性指数,定量分析土地利用变化引起的生态服系统务价值变化及其驱动因子。结果显示:1990—2011年间,三峡库区生态系统服务价值主要由林地支撑(占76.75%),其次是水域、耕地(共23.19%),草地的贡献率最小(0.22%),总生态系统服务价值从1990年的479.55亿元增加到2011年的680.83亿元;各项服务功能价值中,食物生产功能价值下降,其他各项功能价值上升,以土壤形成与保护功能上升幅度最大,达36.61亿元,其次是气体调节(33.10亿元);驱动力分析表明,库区生态系统服务价值变化的主要原因是人类活动,特别是自1998年实施退耕还林工程以来,各自然生态系统的面积发生较大变化,同时,自然生态系统的健康程度和社会政策对生态系统服务价值变化的影响也不忽可视。研究表明,加强林地、草地和水域等生态系统服价值高的土地利用/覆盖类型保护,是维持库区生态系统稳定性的有效措施。     

基于MODIS混合像元分解的湖南省森林碳密度反演

随着遥感技术的快速发展,基于遥感影像和地面样地的方法成为目前森林碳密度估算的常用手段.然而由于混合像元的存在严重制约了区域森林碳密度反演精度的提高,特别是MODIS这种低空间分辨率影像.本研究以MODIS影像和固定样地为数据源,开展森林碳密度的反演研究.首先利用不带约束、带约束的线性分解和非线性分解3种方法进行混合像元分解,导出不同土地利用/覆盖类型的丰度图;然后采用结合和未结合丰度图的序列高斯协同模拟算法对湖南省森林碳密度进行反演.结果表明： 3种混合像元分解模型中,带约束线性分解估计的地物丰度精度最高（平均均方根误差0.002）,明显优于不带约束线性分解和非线性分解模型;通过将混合像元分解模型和序列高斯协同模拟算法结合,森林碳密度反演精度从74.1%提高到81.5%,均方根误差从7.26减小到5.18;2009年湖南省森林碳密度的平均值为30.06 t·hm^-2,变化范围介于0.00～67.35 t·hm^-2之间.这表明混合像元分解在提高区域和全球尺度森林碳密度反演精度方面显示出巨大的潜力.     

无人机近景摄影技术在崖壁植物多样性研究中的应用

崖壁植物具有不可及或不易及的特点,有关崖壁植物的调查一直面临着高成本、高风险和难鉴定的难题。本研究创新性地提出一种采用无人机近景摄影技术对崖壁植物拍照及专家鉴定的调查方法,通过分析崖壁植物群落的Margalef、Simpson与Pielou这3种多样性指数的变化,探究海拔、光照、立地条件与水汽条件这4种因子对崖壁植物多样性的影响。研究结果表明：本次调查共发现崖壁植物267种,分属于58科、140属;崖壁植物物种数目与海拔高度变化服从正态分布,物种数量在中海拔700-800m达到峰值,Simpson指数与Pielou指数在低海拔时达到最高,随海拔的升高而下降,但不表现出明显的变化规律;崖壁植物在不同的立地条件下,植物群落的物种组成、优势种类与出现频率均有所不同;崖壁植物的相关性分析显示,在光照条件出现差异或立地条件不同时,崖壁植物各指数之间存在着不同的显著性关系;近水崖壁植物与对照组的分析结果对比显示,崖壁植物的数量与物种组成受崖壁间水汽条件的影响,崖壁水汽条件越高的地区有着更丰富的植物种类。本研究表明崖壁植物的分布特征是受海拔、光照、立地条件以及水汽条件等多因素的综合作用而成。     

基于Sentinel-2的复杂山区常用植被指数地形效应分析

结合典型地形校正模型，比较复杂山区不同植被指数的地形效应去除效果，能够为地表植被的准确评估提供科学依据。本文以湖南省炎陵县的Sentinel-2影像为数据源，采用C模型、SCS+C模型以及Teillet-回归模型对比值型植被指数(NDVI和SR)和非比值型植被指数(MNDVI和RSR)进行地形校正，从视觉效果、相关性、坡度、坡向、植被覆盖度方面分析4种植被指数的地形效应去除效果。结果表明：(1)植被指数的波段比形式能够有效抑制地形引起的噪声。坡度<15°时，植被指数的地形效应均有不同程度的抑制；坡度>15°时，MNDVI的校正效果最好，RSR次之，NDVI和SR容易出现过度校正。(2)3种地形校正模型均能削弱复杂山区植被指数的地形效应，特别是坡度>15°时，C模型效果最好，SCS+C模型次之，Teillet模型效果较差。(3)MNDVI指数结合地形校正模型，能够有效抑制复杂山区地形效应的影响，提高植被覆盖度的估算精度。其中，坡度<25°时，Teillet模型效果最好；坡度>25°时，C模型效果最好。