东亚地区植被净第一性生产力对气候变化的时空响应

为了了解气候变化对东亚地区植被生产力的影响,该文利用气象数据和卫星遥感数据(NOVA/AVHRR NDVI,8 km×8 km),采用改进参数的CASA模型研究了东亚地区植被净第一性生产力的时空变化.结果表明:18年来研究区净第一性生产力在波动中呈现增加趋势;净第一性生产力介于8~300 gC/(m2.a)的植被主要分布于气候干旱或气候严寒、冬季漫长的高纬度地区,因而植被生产力较低;净第一性生产力介于300~700 gC/(m2.a)的植被主要分布于10°~35°N低纬度地区以及50°~60°N中高纬度地区;净第一性生产力平均介于700~2 000 gC/(m2.a)的植被主要分布于缅甸、泰国、越南的热带雨林,这些区域的植被生产力最高;各种植被类型中常绿阔叶林的净第一性生产力平均值最大,约为1 229.97 gC/(m2.a).13种植被按其净第一性生产力对气候变化响应的相似性,可以分为4种类型.

基于RS与GIS的乔木层物种多样性分布格局——以辽东山区水源涵养林为例

根据ETM+遥感影像与实地考察数据,通过建立乔木层物种多样性反演模型及模型地面验证等方法,对辽东山区水源涵养林乔木层物种多样性分布格局及其在不同海拔高度和坡向上的分布状况进行了研究。结果表明:归一化植被指数(NDVI)、湿度(TC3)和绿度(TC2)与Shannon-Wiener多样性指数相关性较高,3个植被指数与Shannon-Wiener多样性指数的回归模型可靠(R2=0.637,P<0.01)。地面验证结果表明,模型能解释乔木层物种多样性的69.38%;乔木层物种多样性指数主要集中在1.0~2.2,并符合"中间海拔高度膨胀"理论;坡向对乔木层物种多样性分布的影响体现在东北坡出现高物种多样性的可能性最大,验证了由于坡向导致的水热差异,从而影响物种多样性的结论。

岷江上游林农边界效应对植被生物量的影响

边界效应是当前生态学领域的研究热点之一,但对于生物量的边界效应关注很少。生态系统尺度上的边界效应研究,多采用野外样线法获取数据。以岷江上游林农边界为例,对生物量的边界效应进行了分析。通过在野外布设样线获取边界上的生物量数据,同时应用地理信息系统从遥感影像中提取边界上的植被NDVI,运用地面调查数据对NDVI值进行验证的结果表明,用NDVI来反映植被生物量具有可信性。对两种数据进行初步统计分析,并应用移动窗口法对生物量的边界效应进行了定量判定,研究结果表明:1)在林农边界上,林地边缘的生物量低于林地内部的生物量,边界效应范围为60/m到65/m,农田边缘的生物量高于农田内部,边界效应范围为60/m到90/m;2)基于野外数据和基于NDVI的边界效应判定结果基本一致,用NDVI作为生物量的指标进行边界效应分析是可行的;3)在分析生物量的边界效应时,研究范围取200~300 m较为合适,研究粒度取30 m较10 m效果更佳。

区域水土流失植被因子的遥感提取

NDVI是区域土壤侵蚀评价的最佳植被因子。基于遥感影像TM数据提取了NDVI值并将其与土地利用信息同时集成于土壤侵蚀图的每个图斑,建立了包含多种因子的空间数据库。通过每个图斑林草地面积百分比和NDVI值的统计分析,建立了NDVI与植被盖度的线性关系。多重因子数据库和NDVI-植被盖度关系,可以为区域土壤侵蚀定量评价提供支持。

近50年北京植被对全球变暖的响应及其时效:基于遥感数据和物候资料的分析

植被对全球变暖的响应方式及其程度问题是全球变化研究的焦点之一。利用1951～2000年的气温、降水等气候资料、1982～2000年的NOAA/AVHRR遥感数据和1951～2002年山桃始花的物候数据,分析了北京各气候参量与生态系统植被在年际和年内时间尺度上的变化规律及其关系。结果表明,北京近20年增温12℃,增温态势显著;过去50年中,降水的年际变化小于生长季内的波动幅度。年NDVI最大值(VP)、平均值(VM)的年际变化曲线呈波动中缓慢上升的趋势,表明植被的生长状况总体上在变好或生长季在延长。VP出现

北京地区气候变化和植被的关系:基于遥感数据和物候资料的分析

气候变化对陆地生态系统的影响及其反馈是全球变化研究的焦点之一。本文利用1951～2000年的气温、降水等气候资料、1982～2000年的NOAA/AVHRR遥感数据和1951～2000年北京春季物候的代表性指标———山桃(Prunusdavidiana)始花的物候数据,分析了在年际和年内时间尺度上北京地区各气候参量与植被变化之间的关系。结果显示:植物生长与温度之间的关系远比其与降水之间的关系密切;各气候参量和植被生长状况之间的关系因时间尺度而不同。1)月际水平上,具有显著生态学意义的气候指标对植被生长状况

东亚土地覆盖对ENSO事件的响应特征

对1982—1993年气候年际变化的强信号———ENSO进行了确认及再分类。以美国地质调查局EROS中心提供的AVHRR8kmNDVI为数据源,应用地理信息系统技术,计算了1982—1993年每年夏季(5—9月)NDVI平均影像。在此基础上用数据断面分析法对ENSO年东亚地区土地覆盖的空间分布进行了分析,再用主成分分析法对同一时间序列NDVI平均影像进行了运算,发现其第7主成分影像所反映的土地覆盖分布与数据断面分析法所反映的结果是一致的。对此,进一步分析了第7主成分的特征向量与代表ENSO变化特征的南方涛动指数(SOI)之间的关系,进而,对ENSO驱动下的东亚地区土地覆盖年际变化的空间分布特征进行了总结。

Uncertainties in estimates of cropland area in China: a comparison between an AVHRR-derived dataset and a Landsat TM-derived dataset

The large uncertainties in estimates of cropland area in China may have significant implications for major cross-cutting themes of global environmental change-food production and trade, water resources, and the carbon and nitrogen cycles. Many earlier studies have indicated significant under-reporting of cropland area in China from official agricultural census statistics datasets. Space-borne remote sensing analyses provide an alternative and independent approach for estimating cropland area in China. In this study, we report estimates of cropland area from the National Land Cover Dataset (NLCD-96) at the 1:100,000 scale, which was generated by a multi-year National Land Cover Project in China through visual interpretation and digitization of Landsat TM images acquired mostly in 1995 and 1996. We compared the NLCD-96 dataset to another land cover dataset at I-km spatial resolution (the IGBP DIScover dataset version 2.0), which was generated from monthly Advanced Very High Resolution Radiometer (AVHRR)-derived Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) from April, 1992 to March, 1993. The data comparison highlighted the limitation and uncertainty of cropland area estimates from the DIScover dataset. (C) 2003 Elsevier Science B.V. All rights reserved.

Radiation-use efficiency and the harvest index of winter wheat at different nitrogen levels and their relationships to canopy spectral reflectance

Radiation-use efficiency (RUE, g/MJ) and the harvest index (HI, unitless) are two helpful characteristics in interpreting crop response to environmental and climatic changes. They are also increasingly important for accurate crop yield simulation, but they are affected by various environmental factors. In this study, the RUE and HI of winter wheat and their relationships to canopy spectral reflectance were investigated based on the massive field measurements of five nitrogen (N) treatments. Crop production can be separated into light interception and RUE. The results indicated that during a long period of slow growth from emergence to regreening, the effect of N on crop production mainly showed up in an increased light interception by the canopy. During the period of rapid growth from regreening to maturity, it was present in both light interception and RUE. The temporal variations of RUEAPAR (aboveground biomass produced per unit of photosynthetically active radiation absorbed by the canopy) during the period from regreening to maturity had different patterns corresponding to the N deficiency, N adequacy and N-excess conditions. Moreover, significant relationships were found between the RUEAPAR and the accumulative normalised difference vegetation index (NDVI) in the integrated season (R-2 = 0.68), between the HI and the accumulative NDVI after anthesis (R-2 = 0.89), and between the RUEgrain (ratio of grain yield to the total amount of photosynthetically active radiation absorbed by the canopy) and the accumulative NDVI of the whole season (R-2 = 0.89) and that after anthesis (R-2 = 0.94). It suggested that canopy spectral reflectance has the potential to reveal the spatial information of the RUEAPAR, HI and RUEgrain. It is hoped that this information will be useful in improving the accuracy of crop yield simulation in large areas.

东海赤潮高发区水色遥感算法及赤潮遥感监测研究

本文针对东海赤潮高发区，主要进行水色遥感算法研究，以及赤潮遥感监测方法研究的探讨，希望对生物光学-遥感原理与新方法研究及赤潮的预测预报研究有所贡献。 在多年出海实测资料基础上，分析了水体组分固有光学量及浓度之间的关系，了解海区水体光谱特性，并发展了以水体组分浓度作为输入的水体离水遥感反射率光谱模型及参数优化形式。与实测光谱的比较结果，在光谱形状上较为接近，但在绝对量值上比实测值来得偏小，绝对值平均相对偏差较大，最大的551nm波段达到66.7%；对模型参数进行优化，优化后整体性能得到很大提升，均方根误差及绝对值平均相对偏差都得到大幅度降低，相关系数也得到较大提高，模拟的光谱形状与实测光谱进一步接近，在量值上也更为接近。 在光谱模拟的基础上提出了基于神经网络技术的二类水体大气修正算法，基于模拟数据的性能评估试验表明，网络模型反演的总体效果不错，对添加随机噪声不太敏感。将建立的神经网络大气修正算法应用于MODIS数据的处理，利用与卫星图像对应的现场实测光谱进行检验分析，结果表明，算法反演结果在光谱形状上与实测光谱相当接近，绝对量值上有所差别，总体偏大。 建立了叶绿素a浓度半分析反演算法，与实测数据比较，绝对值平均相对误差为38.34%。 建立了水体组分浓度神经网络反演算法，与半分析叶绿素a浓度反演算法相比，神经网络能得到更好的反演效果，绝对值平均相对误差为28.9%。 探讨了从MODIS卫星资料直接反演水体组分浓度的人工神经网络算法，基于模拟数据的性能评估试验表明，网络模型反演的总体效果不错，对添加随机噪声不太敏感。 发展了一种多波段MODIS资料赤潮监测方法，并在东海赤潮高发区进行了初步应用研究，结果表明采用此方法可有效地排除悬浮泥沙等水体干扰影响，确定可能发生赤潮的海区位置及提取海区大范围赤潮的信息。

青藏公路与铁路沿途1981年～2001年植被覆盖变化

在青藏公路与铁路沿途区域,利用1981年至2001年的8km分辨率PathfinderNOAA/NDVI数据,基于每个象元变化的年植被峰值计算进行了像元水平的线性趋势分析,并运用地理信息系统(GIS)软件研究了区域植被覆盖的空间分布和动态变化特征.主要结论:①在研究区内,反映植被覆盖的NDVI值在空间上呈现出两端高中间低的态势,依次是农作区和森林区＞高寒草甸＞高寒草原＞荒漠草原;②20年间,研究区植被覆盖程度变化总体趋于稳定,覆盖程度呈减少趋势的区域明显高于增加的区域,植被覆盖程度增减因区域而异;植被覆盖程度增加和显著减少地区主要分布在农作区和高寒草甸区,轻微减少地区主要分布在高寒草原和荒漠草原区;③植被覆盖变化程度在拉萨河谷地、湟水谷地和黄河流域等人类活动比较频繁的区域增减趋势比较明显;而在可可西里地区等人类活动比较少的区域变化轻微.