基于MODIS数据的草地生产力估算研究

草地在广大的干旱、半干旱地区是重要的可更新资源，草地生产力是草地质量评价最重要的指标之一，不仅体现草地生态系统的稳定性及生物种群的多样性，而且在畜牧业的发展及生态建设方面都有极其重要的参考价值和指导意义。本文以内蒙古通辽市科尔沁半干旱草地生态系统为研究对象，通过生长季野外生物量调查，结合遥感植被指数建立该区域三类草地系统的经验估产模型；同时利用遥感植被指数建立的植被光合模型（VPM）模拟草甸草地区域总初级生产力（GPP），为区域畜牧业的发展、生态环境评价及生态恢复提供基础数据。主要结论有： （1）对2000—2006年MODIS的8 d合成归一化植被指数（NDVI）资料和逐日气象资料的分析结果显示：季节变化过程中，研究区水汽压与NDVI的相关程度明显大于降水量；积温和累积降水量共同控制着各年草地的返青速度，草地快速生长期（6、7月）的降水量对NDVI年最大值的影响比年总降水量更显著；时滞分析表明，水汽压对之后约12 d的NDVI有持续的显著影响，平均气温的时滞为11~15 d，降水对NDVI影响的累积和时滞双重效应可达36~52 d。 （2）根据野外生物量调查结果和MODIS数据,分别采用归一化植被指数（NDVI）、增强植被指数（EVI）和修正的土壤调节植被指数（MSAVI）对草甸草地、半退化草地以及沙丘草地三种类型的草地分别建立了生物量估算模型，其拟合优度系数分别为：0.704、0.537、0.723，经F检验其相关性均达到显著水平（P<0.01）。 　　（3）由于引入了草地生长阶段光合生理的季节动态，VPM模拟的总初级生产力（GPPVPM）和涡度相关法观测的总初级生产力（GPPobs）结果有很好的一致性，GPPVPM（1506.54C•m-2）略低于GPPobs（1615.38gC•m-2）。表明VPM可用于半干旱草地总初级生产力的模拟，从而实现对通量观测GPP的尺度扩展，为区域或全球生态系统总或净初级生产力的模拟提供高时间、空间分辨率的准确模拟。