文摘草地地上生物量(Aboveground Biomass,AGB)是衡量草地生态系统功能和质量的核心指标。然而,在呼伦贝尔草原长时序、大尺度的AGB反演中,由于部分年份样本点稀少甚至缺失,年际反演模型的精度难以保证,影响了对草原生态系统动态变化的准确评估。为解决这一关键问题,本文提出了一种基于精度分配权重的年际优化反演模型,旨在提高AGB反演精度,并通过模型结果分析呼伦贝尔草地AGB的时空变化特征。首先,以2003年、2004年、2009年和2010年的Landsat-5的Level-2数据为数据源,计算得到植被指数;以遥感影像时间为基准提取气象数据,结合野外样地实测草地AGB数据进行相关性分析,提取相关性最高的植被指数、气温和降水数据,利用偏最小二乘(Partial Least Squares Regression,PLSR)算法构建得出三年的草地AGB反演模型;然后对三年草地AGB反演模型采用简单平均法、加权平均线性法和精度分配权重法进行评估,结果表明精度分配权重模型为最优模型;再利用实测AGB对最优模型进行对比分析评估模型精度;最后,利用得到的最优模型对呼伦贝尔草地AGB进行长时序生物量反演并分析草地AGB时空变化特征。结果表明:(1)植被指数NDPI、气温和降水数据与草地AGB之间的相关性较高,分别为0.67、0.26和0.29;(2)三种模型中,精度分配权重回归模型拟合效果最好(R2为0.67),对比分析的精度也优于其余两种模型;(3)草地AGB空间分布呈现由西向东逐渐增多的趋势,且该趋势在大多数年份中保持一致,尤其在1996年、2013年和2018年表现最为明显。然而,在1997年和2007年,该趋势的变化幅度较小或出现一定的波动,表现出不同的空间分布特征;时间分布上,除了1997年和2007年草地AGB的量较低(整体在30kg/30m2以下),2019年草地AGB的量较高(整体在65kg/30m2左右),其他年份的草地AGB总体较为稳定,波动范围在(45±10)kg/30m2左右,未出现明显的波动。综上,以精度分配权重模型能够解决在反演草地AGB过程中存在部分年份样本点稀少甚至缺失的问题,研究结果为准确估算呼伦贝尔草原长时序、大尺度草地AGB、碳储量等研究提供重要参考。
