中国植被绿度期遥感监测方法研究

基于遥感技术的地表植物物候监测,有效克服了传统地面观测站点有限、资料不完整等缺陷,实现了观测方法由点向面的空间尺度转换,因此可表征植被生态系统层面的物候现象。本文选择使用"植被绿度期"来代替"植物生长期或生长季"等概念,并以中国陆地植被为研究对象,建立了中国植被绿度期遥感监测模型———基于NDVI累积频率曲线的Logistic拟合模型,来计算中国植被绿度始期和绿度末期。为验证本模型结果的可靠性和优越性,使用地面物候观测数据对其结果加以检验,并与其他常见遥感监测模型进行了比较。结果和验证表明,在地处温带地区的牡丹江、呼和浩特、北京、西安和洛阳站点,使用本模型计算的植被绿度始期与地面观测结果相差9—21d,绿度末期相差0—13d,其准确度均优于其他遥感模型,而且年际波动相对较小;在地处亚热带地区的屯溪、仁寿、贵阳和广州站点,本模型结果产生较大误差。通过误差分析可知,在南方以常绿植被为主的亚热带地区,本模型计算所得的植被绿度始期和绿度末期并不是地表植被生长季始末日期的真实反映,而往往用于指示区域气候变化的特征。此外,本研究模型比其他方法具有更好的适用性,而且适合不同空间尺度的植物物候监测。

中国东部南北样带植被绿度期变化与降水关系研究

为了探索陆地生态系统如何响应全球气候变化,基于植物物候遥感监测的原理和特点,笔者应用野外物候观测数据和植物物候遥感监测相结合的方法,采用中国国家气象局355个站点1951—2004年观测的相关资料,以及美国地球资源观测系统数据中心的探路者数据集中的NOAA/AVHRR NDVI数据,构建Logistic模型。将其应用于中国东部南北样带上以物候为指示的植被格局动态与气候变化研究之中,分析1982—2003年样带植被绿度期参量与降水相关关系。在全球气候变暖的情况下,植被绿度初期提前趋势明显,特别是在20世纪90年代中后期,平均绿度初期提前8天左右;样带北部温度升高、降水减少,特别是春季降水减少,会使温带荒漠地区荒漠化趋势加重。

基于NOAA NDVI的中国植被绿度始期变化

在对1982-1999年NOAA/AVHRR NDVI数据集进行缺失处理、平滑处理以及残存误差订正的基础上,利用基于NDVI累积频率曲线的Logistic拟合模型计算生成了各年份全国植被绿度始期数据,统计了所有气候植被类型和生物气候区的平均绿度始期,并对不同空间类型植被绿度始期的年际变化趋势与显著性程度、时空变化特征等做了统计分析。结果表明:①全国大部分地区植被绿度始期呈提前趋势,其中华北平原、贵州东北部、湖南中南部山地丘陵区、广东西部地区以及内蒙古高原东部典型草原区等明显提前。②植被绿度始期年际波动程度高于10天的地区主要分布在农业植被区、常绿植被区和草原区,其中河套平原、关中盆地、河南中东部、川西盆地、广东、藏东南边缘地带以及台湾部分地区超过15天。③除温带荒漠以外,其它所有植被类型绿度始期均为提前趋势。④从各生物气候区空间变化来看,随着年积温降低和干旱指数增大,植被绿度始期大致呈推迟趋势;从年际变化来看,华南、华东、华中、华北、内蒙、东北和青藏区植被绿度始期提前,陕晋和西北区植被绿度始期推迟。⑤受1982～1983年厄尔尼诺事件影响,各空间类型植被绿度始期分别表现为推迟和提前趋势。