整合1982-1999年NDVI与降雨量时间序列模拟中国北方温带草原植被盖度.pdf

第16卷4期 应用基础与工程科学学报 V01．16，No．4 2008 2008年8月 OF SCIENCEAND August JOURNALBASIC ENGINEERING 中图分类号：TP79；Q948文献标识码：A 文章编号：1005-0930(2008)04-0525-12 序列模拟中国北方温带草原植被盖度 王 宏， 李晓兵， 龙慧灵， 许 旭， 张 程 (北京师范大学，资源学院地表过程与资源生态国家重点实验室，北京100875) 摘要：植被盖度是刻画陆地表面植被数量的一个重要参数，是指示生态系统变化 的重要指标．因为中国北方温带草原对降雨量变化较敏感，因此，可以利用降雨 量与遥感数据结合估测植被盖度．文章利用基于遥感数据和降雨量的线性分解 模型来估测不同植被类型盖度，每8km×8kin地区的覆盖类型分为3种类型：裸 地、灌丛及草地和裸地混合类型，混合类型又分为：草地和裸地．利用一元线性回 归拟合模型计算的湿季NDVI对降雨量的敏感性作为模型的状态变量，将通过 0．1显著水平检验的NDVI和降雨量线性关系的斜率与湿季NDVI均值作散点 图，然后根据条件限制优化算法求解三角形确定模型中的端元参数．1982--1999 年平均占地率、灌丛和草地裸地混合类型的平均盖度研究表明，占地率的空间变 化特征是自西北向东南逐渐减小．灌丛的植被盖度自西北向东南逐渐增加，没有 表现出与降雨量相似的变化格局．大部分地区的灌丛盖度小于30％，少部分地 区的灌丛盖度大于50％．草地和裸地混合类型盖度并没有表现出与降雨量相似 的空间变化特征．单年植被盖度研究表明，1996年(干旱年)草地盖度由西北向 东南逐渐增大，与湿季降雨量具有相似的空间变化特征．1998年(湿润年)湿季 降雨量充沛，大部分地区的草地盖度较高．利用地面测量数据检验基于线性分解 模型模拟的1999年草地盖度，平均误差为0．147．与Gutman模型相比，线性分 解模型模拟结果较好． 关键词：中国北方；NDVI；降雨量；植被盖度；温带草原 植被是陆地生态系统的主体，是陆地生态系统存在的基础，也是联结土壤、大气和水 分的自然“纽带”，它不仅在陆地表面的能量交换过程、生物地球化学和水文循环过程中 扮演着重要的角色，在全球变化研究中起着“指示器”的作用，而且在调节全球碳平衡、减 缓大气中CO：等温室气体浓度上升以及维护全球气候稳定等方面具有不可替代的作 用¨_3】．为了加强对环境过程的了解，必须对地表植被的物理特征进行研究．作为植被的 特征之一——植被盖度是刻画陆地表面植被数量的一个重要参数，是指示生态系统变化 收穑日期：2006-07．10；修订日期：2007—11-21 基金项目：国家自然科学基金；教育部科学技术研究重点项目(108020) 作者简介：王宏(1979一)，男，博士，讲师． 通讯作者：李晓兵(1967一)，教授，博士生导师．E-mail：xblj@ires．∞ 万方数据 应用基础与工程科学学报 V01．16 的重要指标，也是在研究地表植被蒸腾作用、土壤水分蒸发损失总量和光合作用过程的一 个重要控制因子‘21． 不同的遥感平台和传感器所获取影像的空间分辨率、光谱分辨率和时相特征各不相 同．从空间分辨率来看，卫星遥感既提供了在景观尺度上刻画植被覆盖变化模式的手段， 也提供了反映小区域详细信息的手段；从光谱分辨率来看，它提供了从可见光到近红外、 中红外的信息；从时相特征来看，它可以反映植被覆盖的时空分异特性，因此，运用基于不 同传感器的卫星数据，可以监测不同尺度上的植被盖度．从目前利用遥感资料测量植被盖 度的方法来看，大致可以归纳为3类：经验模型法、植被指数法和亚像元分解法H