灌丛化草原灌木和草本植物光谱特征差异及灌木盖度反演-植物生态学报.pdf

植物生态学报 2016, 40 (10): 969–979 doi: 10.17521/cjpe.2016.0101 Chinese Journal of Plant Ecology 灌丛化草原灌木和草本植物光谱特征差异及灌木 盖度反演—— 以内蒙古镶黄旗为例 1 1* 1 1 2 1 刘涛宇 赵 霞 沈海花 胡会峰 黄文江 方精云 1中国科学院植物研究所植被与环境变化国家重点实验室, 北京 100093; 2 中国科学院遥感与数字地球研究所数字地球重点实验室, 北京 100094 摘 要 灌丛化草原已成为我国干旱、半干旱地区一种重要的植被类型, 但目前有关灌丛化草原灌木和草本植物光谱特征以 及灌木盖度的遥感反演研究鲜有报道。相比传统的野外调查方法, 基于遥感影像的灌木盖度反演为实现长时间、大范围灌丛 化草原灌木盖度监测提供了可能。该研究综合利用灌木和草本植物光谱特征差异以及季相差异, 以内蒙古镶黄旗灌丛化草原 区为例, 通过线性模型和多端元混合光谱分解模型, 实现了利用中分辨率Landsat卫星影像的灌木盖度反演。对镶黄旗优势灌 木和草本植物群落的光谱特征分析表明, 小叶锦鸡儿(Caragana microphylla)灌木群落的红边斜率、归一化植被指数和改进红 边归一化植被指数值均高于以羊草(Leymus chinensis) 、克氏针茅(Stipa krylovii)为优势种的草本植物群落, 并且其红边位置有 “红移”趋势。两种模型反演所得镶黄旗灌丛化草原区灌木盖度平均值均为13%, 绝大多数区域灌木盖度低于25% 。相比基于 盛夏时节影像的多端元混合光谱分解模型, 利用灌木和草本植物季相特征差异建立的基于初秋时节影像的线性模型更适合 灌丛化草原灌木盖度的遥感反演。 关键词 灌丛化草原; 光谱特征; 灌木盖度; 遥感反演; 线性模型; 多端元混合光谱模型 引用格式: 刘涛宇, 赵霞, 沈海花, 胡会峰, 黄文江, 方精云 (2016). 灌丛化草原灌木和草本植物光谱特征差异及灌木盖度反演—— 以内蒙古镶黄旗 为例. 植物生态学报, 40, 969–979. doi: 10.17521/cjpe.2016.0101 Spectral feature differences between shrub and grass communities and shrub coverage retri- eval in shrub-encroached grassland in Xianghuang Banner, Nei Mongol, China 1 1* 1 1 2 1 LIU Tao-Yu , ZHAO Xia , SHEN Hai-Hua , HU Hui-Feng , HUANG Wen-Jiang , and FANG Jing-Yun 1State Key Laboratory of Vegetation and Environmental Change, Institute of Botany, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100093, China; and 2Key Labora- tory of Digital Earth Science, Institute of Remote Sensing and Digital Earth, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100094, China Abstract Aims Shrub-encroache