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北疆地区草地地上生物量遥感监测研究

李霞  
【摘要】: 新疆是我国三大牧区之一,北疆地区是新疆维乌尔自治区草地植被的集中分布区域。该区草地面积广大,牧草种类繁多,营养价值丰富,是新疆主要的畜牧业基地。因此,及时有效地对草地植被生物量的变化进行准确的监测,将不仅直接关系到该区草地畜牧业管理决策的制定,而且也间接影响到以少数民族为主地区社会和经济的可持续发展。为了快速监测草原植被的长势,估测地上部分的生物量,为草畜平衡动态监测提供依据,本文以草业科学为基础,利用新一代EOS/MODIS(Moderate ResolutionImaging Spectradiometer)传感器遥感数据,针对MODIS的应用特点,借鉴国内外基于遥感手段监测植被的方法以及植被指数的研究进展,结合地面调查数据,以“3S”(遥感、地理信息系统、全球定位系统)技术、数理统计分析等综合研究为手段,建立了北疆草地遥感监测模型,分析比较了北疆8种主要草地类型生物量模型,探讨了有利于草地生物量监测的植被指数模型,为今后开展大面积草地动态监测和估产提供了有效途径。 本文主要研究结果和结论如下: 1.北疆牧区高寒草甸、高寒草原、温性草原化荒漠、人工草地和沼泽5种草地类型的MODIS增强型植被指数EVI(Enhanced Vegetation Index)均比归一化植被指数NDVI(Normalized Difference Vegetation Index)小。高寒草原、高寒草甸和温性草原化荒漠EVI比NDVI的波动系数小,人工草地和沼泽的EVI比NDVI波动大。 2.北疆地区草地植被地上生物量(Aboveground Biomass)同NDVI和EVI值之间具有显著的相关关系,EVI指数函数和线性函数模型均好于NDVI,EVI指数函数比线性函数可更好地模拟草地地上生物量(kg/hm~2),其拟合模型为y=568.22e~(4.1008x)(r=0.792)。 3.在北疆地区低地草甸、高寒草甸、山地草甸、温性草甸草原、温性草原化荒漠、温性草原类、温性荒漠和温性荒漠草原8种草地类型中,低地草甸、温性荒漠、温性草原化荒漠和温性荒漠草原的植被指数EVI和NDVI的线性模型比非线性的相关性好。就线性模型而言,除低地草甸、高寒草甸、温性草原化荒漠外,其余草地类型的EVI比NDVI的相关性高。对指数模型来说,除温性草原化荒漠、温性荒漠草原外,其余草地类型的NDVI比EVI的相关性高。 4.2004年北疆地区草地生长季每16日的地上生物量多高于三年的平均值,2006年多低于2004年的监测值,2005年的草地地上生物量变异较大,这主要是由于不同年度间的降水量和温度等气象条件存在较大差异所致。 5.北疆地区不同草地类型的最大地上生物量出现的时间不同,主要集中在6月底至8月期间。利用6-8月的最大生物量可以计算该区草地资源的分级及其空间分布地图,为草畜动态平衡和综合评价提供科学依据。


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