叶面积指数(leaf area index,LAI)是反映植物冠层结构和光能利用的重要指标.随着遥感技术的不断发展,利用遥感数据获取大面积LAI已经成为监测作物生长和估产的重要手段.基于物理模型的LAI遥感反演方法经常假设作物冠层结构是均匀分布,然...叶面积指数(leaf area index,LAI)是反映植物冠层结构和光能利用的重要指标.随着遥感技术的不断发展,利用遥感数据获取大面积LAI已经成为监测作物生长和估产的重要手段.基于物理模型的LAI遥感反演方法经常假设作物冠层结构是均匀分布,然而,作为典型的垄行结构,作物冠层被公认为是介于连续植被与离散植被之间的一种过渡形式,而简单的均匀假设必然会给反演带来偏差.本文以农作物玉米为研究对象,首先重建了玉米三维冠层结构,并定量对比分析了一维辐射传输模型PROSAIL和三维辐射传输模型LESS在玉米冠层不同生长期的反射率差异,确定了玉米冠层的非均匀分布特征是引起PROSAIL模型模拟和反演误差的主要因素;然后,考虑到玉米冠层生长过程中聚集指数的变化特征,利用LESS模型定量计算了不同生育期玉米冠层结构对应的聚集指数,建立了聚集指数和有效叶面积指数(LAI_(e))之间的关系;进而,利用该关系对基于PROSAIL模型反演得到的LAI进行修正.结果表明,修正后的LAI精度有明显提高,R^(2)从0.27提高到了0.55.该方法有望提高中高分辨率遥感数据在农作物LAI反演精度.展开更多
为了科学分析和定向预测土地利用演变带来的生境质量变化,拓展生态环境数字化治理手段,以云南滇中地区为研究对象,基于6期土地利用遥感监测数据,结合Patch-generating land use simulation(PLUS)模型和Integrated valuation of ecosyste...为了科学分析和定向预测土地利用演变带来的生境质量变化,拓展生态环境数字化治理手段,以云南滇中地区为研究对象,基于6期土地利用遥感监测数据,结合Patch-generating land use simulation(PLUS)模型和Integrated valuation of ecosystem services and tradesoff(InVest)模型,分析了1995—2020年、2030年、2040年研究区土地利用与生境质量的时空演变特征。结果表明,(1)25 a间,研究区土地利用以林草地和耕地发展为主,其中林草地是其他地类扩张发展的用地来源。(2)生境质量整体属于中等水平,1995—2010年年度生境质量差异不大,而在2010—2020年出现明显的退化趋势。研究区生境质量空间格局表现为“西部高、南北部居中、中东部低”的态势。(3)研究区生境质量在空间上表现出显著的空间聚集特征。生境质量热点分布区域以林地增长、转移区域为主,数据显示林草地面积增加,热点区域增加;生境质量冷点区域的增加、转移主要是因为建设用地和耕地的扩展。(4)利用模型开展不同目的的用地规划模拟,可从空间分布和数量管控上定向改变地类转化趋势,提高生态源地地块生境质量。展开更多
草地变化一直是全球备受关注的问题之一,准确量化干旱区新疆草地的变化趋势及其对关键驱动因子的响应,对于生态脆弱区的新疆植被管理具有重要意义.研究采用2001-2020年生长季叶面积指数(leaf area index,LAI)数据作为草地监测指标,结合...草地变化一直是全球备受关注的问题之一,准确量化干旱区新疆草地的变化趋势及其对关键驱动因子的响应,对于生态脆弱区的新疆植被管理具有重要意义.研究采用2001-2020年生长季叶面积指数(leaf area index,LAI)数据作为草地监测指标,结合Sen趋势分析、Mann-Kendall显著性检验、变异系数、Hurst指数和结构方程模型等方法,分析了新疆草地的时空变化格局以及新疆草地对地形、气候和人类活动的响应关系.新疆草地LAI存在明显的空间分异性,2001-2020年多年平均LAI为0.37 m^(2)·m^(-2),呈现出北高南低、西高东低的分布特征.研究期间LAI呈现波动上升的趋势(年均增长率为0.004 a^(-1)),趋势分析表明约67.3%的地区发生改善,19.2%的地区发生退化,且退化地区主要分布在伊犁河和塔城地区周边.结构方程模型结果表明,地形、气候和畜牧因素对新疆草地LAI的空间分布有显著影响.从影响系数上看,降水和风速是影响LAI的主导因子,总路径系数分别达到了0.34和-0.32.地形通过与气候和牲畜数量多个路径综合影响LAI,最终产生不可忽视的积极影响.整体来看,降水和海拔综合表现为正向促进影响,而风速、温度和太阳辐射量表现为负影响.2001-2020年间新疆草地LAI变化波动较大,主要受到自然环境和人类活动因素的综合影响.研究结果可为新疆草地长时间合理规划与生态可持续发展提供理论支持.展开更多
文摘叶面积指数(leaf area index,LAI)是反映植物冠层结构和光能利用的重要指标.随着遥感技术的不断发展,利用遥感数据获取大面积LAI已经成为监测作物生长和估产的重要手段.基于物理模型的LAI遥感反演方法经常假设作物冠层结构是均匀分布,然而,作为典型的垄行结构,作物冠层被公认为是介于连续植被与离散植被之间的一种过渡形式,而简单的均匀假设必然会给反演带来偏差.本文以农作物玉米为研究对象,首先重建了玉米三维冠层结构,并定量对比分析了一维辐射传输模型PROSAIL和三维辐射传输模型LESS在玉米冠层不同生长期的反射率差异,确定了玉米冠层的非均匀分布特征是引起PROSAIL模型模拟和反演误差的主要因素;然后,考虑到玉米冠层生长过程中聚集指数的变化特征,利用LESS模型定量计算了不同生育期玉米冠层结构对应的聚集指数,建立了聚集指数和有效叶面积指数(LAI_(e))之间的关系;进而,利用该关系对基于PROSAIL模型反演得到的LAI进行修正.结果表明,修正后的LAI精度有明显提高,R^(2)从0.27提高到了0.55.该方法有望提高中高分辨率遥感数据在农作物LAI反演精度.
文摘为了科学分析和定向预测土地利用演变带来的生境质量变化,拓展生态环境数字化治理手段,以云南滇中地区为研究对象,基于6期土地利用遥感监测数据,结合Patch-generating land use simulation(PLUS)模型和Integrated valuation of ecosystem services and tradesoff(InVest)模型,分析了1995—2020年、2030年、2040年研究区土地利用与生境质量的时空演变特征。结果表明,(1)25 a间,研究区土地利用以林草地和耕地发展为主,其中林草地是其他地类扩张发展的用地来源。(2)生境质量整体属于中等水平,1995—2010年年度生境质量差异不大,而在2010—2020年出现明显的退化趋势。研究区生境质量空间格局表现为“西部高、南北部居中、中东部低”的态势。(3)研究区生境质量在空间上表现出显著的空间聚集特征。生境质量热点分布区域以林地增长、转移区域为主,数据显示林草地面积增加,热点区域增加;生境质量冷点区域的增加、转移主要是因为建设用地和耕地的扩展。(4)利用模型开展不同目的的用地规划模拟,可从空间分布和数量管控上定向改变地类转化趋势,提高生态源地地块生境质量。
文摘草地变化一直是全球备受关注的问题之一,准确量化干旱区新疆草地的变化趋势及其对关键驱动因子的响应,对于生态脆弱区的新疆植被管理具有重要意义.研究采用2001-2020年生长季叶面积指数(leaf area index,LAI)数据作为草地监测指标,结合Sen趋势分析、Mann-Kendall显著性检验、变异系数、Hurst指数和结构方程模型等方法,分析了新疆草地的时空变化格局以及新疆草地对地形、气候和人类活动的响应关系.新疆草地LAI存在明显的空间分异性,2001-2020年多年平均LAI为0.37 m^(2)·m^(-2),呈现出北高南低、西高东低的分布特征.研究期间LAI呈现波动上升的趋势(年均增长率为0.004 a^(-1)),趋势分析表明约67.3%的地区发生改善,19.2%的地区发生退化,且退化地区主要分布在伊犁河和塔城地区周边.结构方程模型结果表明,地形、气候和畜牧因素对新疆草地LAI的空间分布有显著影响.从影响系数上看,降水和风速是影响LAI的主导因子,总路径系数分别达到了0.34和-0.32.地形通过与气候和牲畜数量多个路径综合影响LAI,最终产生不可忽视的积极影响.整体来看,降水和海拔综合表现为正向促进影响,而风速、温度和太阳辐射量表现为负影响.2001-2020年间新疆草地LAI变化波动较大,主要受到自然环境和人类活动因素的综合影响.研究结果可为新疆草地长时间合理规划与生态可持续发展提供理论支持.
