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MODIS ndvi饱和性对高寒草甸草地生物量遥感估测的影响——以青藏高原东缘为例

生态学报 2024年第14期44卷 6357-6372页

作者：胡仁杰陈璇黎陈金张世荣匡依利于红妍吉汉忠赵晓军宜树华孟宝平李猛南通大学脆弱生态环境研究所南通226007 南通大学地理科学学院南通226007 祁连山国家公园青海片区保障服务中心西宁810000 青海省海北州草原站海北812200

自20世纪70年代开始,归一化植被指数(ndvi)在天然草地地上生物量估测研究中得到了广泛应用。然而,ndvi对高密度植被生物量遥感估测存在饱和现象,使草地生物量遥感估测有较大的不确定性。以青藏高原东缘高寒草甸为例,基于比值植被指数(R... 详细信息

自20世纪70年代开始,归一化植被指数(ndvi)在天然草地地上生物量估测研究中得到了广泛应用。然而,ndvi对高密度植被生物量遥感估测存在饱和现象,使草地生物量遥感估测有较大的不确定性。以青藏高原东缘高寒草甸为例,基于比值植被指数(RVI)探讨了ndvi的饱和性,并评估了ndvi饱和性对高寒草甸地上生物量时空动态变化分析的影响。结果表明:(1)虽然基于中分辨率成像光谱仪(MODIS)ndvi构建的草地地上生物量估测模型精度较基于RVI构建的估测模型高,但模型对高寒草地地上生物量(生物量大于2314.627 kg/hm^(2))灵敏度较RVI估测模型低,即ndvi阈值大于0.73时,估测模型呈现饱和现象(低估了草地地上生物量);(2)结合RVI和ndvi的相关关系,对饱和部分ndvi遥感植被指数进行校正,校正后最优地上生物量遥感估测模型为线性模型(y=5908.5x-2198.9,R=0.6190,RMSE=902.41 kg/hm^(2)),较调整前RMSE降低了11.72 kg/hm^(2);(3)就ndvi饱和性空间分布而言,从全年6月—9月初(全年第161—257天)饱和性呈现先自东南向西北延伸,后自西北向东南消退的变化趋势,平均低估值介于158.45—293.92 kg/hm^(2)之间,最大低估值出现在8月初(全年第225天),超过600 kg/hm^(2);(4)此外,ndvi饱和性对草地地上生物量年际动态变化趋势分析具有较大的影响,去除饱和性影响后草地地上生物量基本不变的区域减小了21.44%,而年际变化小于-10 kg/hm^(2)和大于30 kg/hm^(2)的区域分别增加了8.48%和16.19%。研究探讨了ndvi饱和性对草地地上生物量遥感估测的影响,以期为精确评估高寒草地地上生物量提供理论依据,同时也为高寒草地资源可持续发展提供科学依据。

关键词：高寒草甸地上生物量 ndvi饱和性阈值遥感估测青藏高原东缘

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MODIS ndvi对高寒草甸草地生物量遥感估测饱和性评估研究——以青藏高原东缘为例

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生态学报 2024年

作者：胡仁杰陈璇黎陈金张世荣匡依利于红妍吉汉忠赵晓军宜树华孟宝平李猛祁连山国家公园青海片区保障服务中心南通大学脆弱生态环境研究所南通大学地理科学学院青海省海北州草原站

自20世纪70年代开始，归一化植被指数ndvi在天然草地地上生物量估测研究中得到了广泛应用。然而，ndvi对高密度植被生物量遥感估测存在饱和现象，使草地生物量遥感估测有较大的不确定性。以青藏高原东缘高寒草甸为例，基于比值植被指数... 详细信息

自20世纪70年代开始，归一化植被指数ndvi在天然草地地上生物量估测研究中得到了广泛应用。然而，ndvi对高密度植被生物量遥感估测存在饱和现象，使草地生物量遥感估测有较大的不确定性。以青藏高原东缘高寒草甸为例，基于比值植被指数RVI探讨了ndvi的饱和性，并评估了ndvi饱和性对高寒草甸地上生物量时空动态变化分析的影响。结果表明：1)虽然基于MODIS ndvi构建的草地地上生物量估测模型精度较基于RVI构建的估测模型高，但模型对高寒草地地上生物量(生物量大于2314.627 kg/hm2)灵敏度较RVI估测模型低，即ndvi阈值大于0.73时，估测模型呈现饱和现象(低估了草地地上生物量)；2)结合RVI遥感植被指数，对饱和部分ndvi遥感植被指数进行校正，校正后最优地上生物量遥感估测模型为线性模型(y=5908.5x-2198.9,R=0.6190,RMSE=902.41 kg/hm2)，较调整前RMSE降低了11.72 kg/hm2;3)就ndvi饱和性空间分布而言，从全年6月—9月初(全年第161—257天)饱和性呈现先自东南向西北延伸，后自西北向东南消退的变化趋势，平均低估值介于158.45 kg/hm2—293.92 kg/hm2之间，最大低估值出现在8月初(全年第225天)，超过600 kg/hm2;4)此外，ndvi饱和性对草地地上生物量年际动态变化趋势分析具有较大的影响，祛除饱和性影响后草地地上生物量基本不变的区域减小了21.44%，而年际变化小于-10 kg/hm2和大于30 kg/hm2的区域分别增加了8.48%和16.19%，探讨了ndvi饱和性对草地地上生物量遥感估测影响，以期为精确评估高寒草地地上生物量提供理论依据，同时也为高寒草地资源可持续发展提供科学依据。

关键词：高寒草甸地上生物量 ndvi饱和性阈值遥感估测青藏高原东缘

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