疏勒河上游植被覆盖度反演及其影响因子研究

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青藏高原属于气候变化的敏感区和生态脆弱带,对气候变化和人类活动扰动十分敏感,在全球碳循环以及区域气候调控方面发挥着重要的作用。在过去的几十年,青藏高原经历了显著的气候变暖。气候变暖的背景下,青藏高原多年冻土发生了退化,主要表现为多年冻土土壤温度上升和活动层厚度增大,并导致土壤水分减少等。青藏高原地区气候类型复杂,适应性过程使该区域形成了复杂的地表覆盖类型与植被生态系统。由于地理信息观测数据的匮乏,使得对高原地区植被覆盖空间分布与年际变化过程了解很少,尤其是近年来随着高原地区气温的显著上升,有关高原地区植被覆盖的时空变化及其成因目前也没有明确的结论。  本研究以青藏高原东北边缘的疏勒河上游作为研究对象,利用我国环境与灾害监测预报小卫星(HJ-1A/1B)影像和野外实测数据,分析了疏勒河上游植被盖度随生长季的变化特征;建立了不同数据组合的植被盖度反演模型,并对其反演结果进行了精度评价;并从景观角度分析不同植被覆盖度范围的景观格局;结合地形因子和多年冻土数据分析植被覆盖度对地形因子和多年冻土的响应。  主要结论如下:  (1)对于本研究所选取的50个遥感样地,其实测植被盖度在整个生长季呈现先增加后减少的趋势,但在生长季的中期大部分样地的植被盖度有一定的波动,且高寒草甸波动较少,高寒草原波动最大。通过分析气候数据发现,实测植被盖度信息会受该时间段的气候影响,因此选择合适的时间进行地面工作关系到结果的科学性和准确性。  (2)实测植被盖度与相应时间段的NDVI具有很好的线性关系,但是随着生长季的推移其关系发生改变,其斜率呈现出抛物线的规律,而抛物线的顶点就是理论植被生长最好的时间。因此,可以以此判断一个区域植被覆盖度最大时间点,为野外调查提供科学依据。  (3)对比单MVC法、单日法和双MVC法反演结果发现:双MVC法反演精度最高,且最接近真实值,单MVC法与单日法反演结果选择不同的评价指标其反演精度不同,单MVC法与双MVC法反演结果的趋势比较一致,但是整体低估比较严重,而单日法与双MVC法反演的结果趋势不一致,但整体低估较少。  (4)疏勒河源区整体植被覆盖度低,区域内植被覆盖度差异性大,离散程度高,冰川、积雪、裸岩石砾地、裸地等非植被景观是疏勒河源区最主要的景观类型;坡度、坡向是限制植被分布的主要因子,坡度越小平均植被覆盖度越大,平均植被覆盖度随坡向由无坡向、阴坡、半阴(阳)坡、阳坡不断减少;不同冻土类型区植被覆盖度差异性显著,平均植被覆盖度由极稳定型、稳定型、亚稳定型、过渡型、不稳定型、季节型冻土区呈现出先增加后减少的趋势,且亚稳定型冻土区域最适合植被生长。
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