生态系统水分利用效率(water use efficiency,WUE)是碳水循环中的重要参数。全球干旱在未来几十年将会持续增加,干旱对生态系统WUE的影响研究成为了区域及全球尺度上的研究热点与难点。该文研究中亚地区生态系统WUE对干旱的响应。以中亚...生态系统水分利用效率(water use efficiency,WUE)是碳水循环中的重要参数。全球干旱在未来几十年将会持续增加,干旱对生态系统WUE的影响研究成为了区域及全球尺度上的研究热点与难点。该文研究中亚地区生态系统WUE对干旱的响应。以中亚5国及中国新疆为研究区,利用基于中分辨率成像光谱仪的总初级生产力产品和蒸散产品计算2000—2014年生态系统尺度上的WUE,使用归一化植被指数和陆地表面温度计算温度植被干旱指数分析干旱区生态系统WUE与干旱的关系。结果表明,WUE对干旱的响应在不同地区和植被类型中表现出一定的差异;当干旱发生时,干旱区生态系统WUE对干旱通常表现出负面响应,同时干旱对生态系统WUE有滞后影响;干旱事件结束后,生态系统WUE与干旱指数呈现正相关关系;另外,干旱区生态系统WUE对干湿环境突变敏感,当环境从干旱转向湿润,郁闭灌木林,农田,森林,草地,稀疏灌木林WUE分别增加了30.03%,49.57%,18.39%,54.71%,49.28%,WUE的快速增长表明了干旱区生态系统有较强的恢复力稳定性。展开更多
土壤盐分是干旱区土壤盐渍化评价的重要指标。以新疆维吾尔自治区渭干河-库车河三角洲绿洲为例,基于土壤电导率(Electrical conductivity,EC)及可见光-近红外(Visible and near infrared,VIS-NIR)光谱数据,通过蒙特卡洛交叉验证(Monte C...土壤盐分是干旱区土壤盐渍化评价的重要指标。以新疆维吾尔自治区渭干河-库车河三角洲绿洲为例,基于土壤电导率(Electrical conductivity,EC)及可见光-近红外(Visible and near infrared,VIS-NIR)光谱数据,通过蒙特卡洛交叉验证(Monte Carlo cross validation,MCCV)确定364个有效样本。采用原始光谱(Raw reflectance,R)及其经过微分、吸光度(Absorbance,Abs)、连续统去除(Continuum removal,CR)等6种预处理后的数据构建光谱指数。基于遴选出的21个最优指数,采用BP神经网络(Back propagation neural network,BPNN)、支持向量机(Support vector machine,SVM)、极限学习机(Extreme learning machine,ELM)三种算法对EC进行估算,并引入偏最小二乘回归(Partial least squares regression,PLSR)进行比较。结果表明:在基于R与6种光谱预处理数据构建的21个最优光谱指数之中,R_FD_RSI(R_(1913),R_(2142))表现最佳(r=0.649);与PLSR相比,机器学习算法能够显著提高模型的估算精度,R^2提高了34.55%。三种机器学习算法模型中,ELM表现最优(R^2=0.884,RMSE=3.071 mS·cm^(–1),RPIQ=2.535)。本研究中所构建的光谱指数在兼顾遥感机理的同时能深度挖掘更多的隐含信息,并且基于机器学习算法的土壤EC估算模型精度显著提高,为干旱区土壤盐分定量估算提供了科学参考。展开更多
文摘生态系统水分利用效率(water use efficiency,WUE)是碳水循环中的重要参数。全球干旱在未来几十年将会持续增加,干旱对生态系统WUE的影响研究成为了区域及全球尺度上的研究热点与难点。该文研究中亚地区生态系统WUE对干旱的响应。以中亚5国及中国新疆为研究区,利用基于中分辨率成像光谱仪的总初级生产力产品和蒸散产品计算2000—2014年生态系统尺度上的WUE,使用归一化植被指数和陆地表面温度计算温度植被干旱指数分析干旱区生态系统WUE与干旱的关系。结果表明,WUE对干旱的响应在不同地区和植被类型中表现出一定的差异;当干旱发生时,干旱区生态系统WUE对干旱通常表现出负面响应,同时干旱对生态系统WUE有滞后影响;干旱事件结束后,生态系统WUE与干旱指数呈现正相关关系;另外,干旱区生态系统WUE对干湿环境突变敏感,当环境从干旱转向湿润,郁闭灌木林,农田,森林,草地,稀疏灌木林WUE分别增加了30.03%,49.57%,18.39%,54.71%,49.28%,WUE的快速增长表明了干旱区生态系统有较强的恢复力稳定性。
