高山草地植被蓋度對(duì)氣候變暖和人類活動(dòng)的響應(yīng)-論文.pdf

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1、5O6—51d草業(yè)科學(xué)3O卷04期04／2013PRATACUITURAISC1ENCEV01．3O，NO．04高山草地植被蓋度對(duì)氣候變暖和人類莢活沽動(dòng)的響Ⅱ同應(yīng)任世龍，宜樹華，陳建軍，秦或(1．中國(guó)科學(xué)院冰凍圈科學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，甘肅蘭州730000；2．中國(guó)科學(xué)院寒區(qū)旱區(qū)環(huán)境與工程研究所，甘肅蘭州730000)摘要：高寒草地對(duì)氣候變化和人類活動(dòng)的干擾響應(yīng)敏感，高寒草地植被蓋度估算是了解高寒草地植被狀況和評(píng)估退化草地修復(fù)效果的一個(gè)重要方法。目前，地面蓋度估算的主要方法是數(shù)碼照相法，其中基于多光譜照片的蓋度提取是比較準(zhǔn)確和高效的方法。本研究采用多光譜相機(jī)對(duì)疏

2、勒河上游不同演替階段高寒草地、圍欄封育和翻耕補(bǔ)播草甸生長(zhǎng)季內(nèi)的植被蓋度進(jìn)行了觀測(cè)，研究了氣候變暖和人類活動(dòng)干擾下高寒草地植被蓋度的變化，同時(shí)對(duì)估算多光譜照片蓋度的閾值法做了改進(jìn)。結(jié)果表明，1)新閡值法的估算結(jié)果與真實(shí)值之間無顯著差異(P一0．219)，而舊閾值法與真實(shí)值之間差異極顯著(P一0．001)；2)處于不同演替階段的草地類型具有不同的植被蓋度，沼澤草甸最高，各草地類型蓋度均在7月達(dá)到最大；3)在生產(chǎn)力較低的多年凍土區(qū)，圍欄封育對(duì)高寒草地修復(fù)效果在短期內(nèi)不明顯，翻耕補(bǔ)播甚至?xí)?dǎo)致植被蓋度進(jìn)一步降低。關(guān)鍵詞：疏勒河源區(qū)；多光譜相機(jī)；閾值法；氣候變化；圍欄

3、封育；翻耕補(bǔ)播中圖分類號(hào)：s812．1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：lf)0l一0629(2013)040506—09植被蓋度是指一定面積的地塊上植被(綠色部了很大作用，但不能因此低估甚至放棄地面的觀測(cè)分)的垂直投影面積占該地塊總面積的比例。它與研究。地面的觀測(cè)研究不僅可以為遙感估算提供地植被的生物量、生產(chǎn)力之間有著密切的聯(lián)系，在地表面驗(yàn)證數(shù)據(jù)，也可以為相關(guān)模型提供精確參數(shù)。的能量交換過程中扮演著十分重要的角色，是生態(tài)地面蓋度估算方法主要包括目估法、點(diǎn)測(cè)法、儀系統(tǒng)研究中的一個(gè)重要指數(shù)，也是表征草地狀況的器法和數(shù)碼照相法，而數(shù)碼照相法是目前最普遍、最一個(gè)重要參量。高

4、寒草地生態(tài)系統(tǒng)是陸地生態(tài)系統(tǒng)有效的方法。利用數(shù)碼照片估算蓋度的主要方法是的重要組成部分，但在全球變暖_1t和過度放牧[=3一的監(jiān)督分類法和模型估算法兩種。監(jiān)督分類法是較為影響下，高寒草地發(fā)生了一定程度的退化。值得注普遍、可靠的方法，估算結(jié)果精度較高，常被用做驗(yàn)意的是，氣候變暖對(duì)高寒草地的影響是一個(gè)漫長(zhǎng)的證。監(jiān)督分類法常用的軟件主要有PhotoshopLl‘、過程，而過度放牧短期之內(nèi)就會(huì)導(dǎo)致高寒草地的退WinCAM[_l、ERDAS[1等。模型估算法是利用植化。全球變暖情況下，西北暖干加劇]，多年凍土持被、土壤像元之間RGB和HIS色彩空間的差異，續(xù)退化，高寒

5、生態(tài)系統(tǒng)退化，高寒草地將發(fā)生從沼通過一定的算法將其放大，使得植被與土壤像元之澤草甸到高寒草原的逆向演替，植被覆蓋度下間的區(qū)分度變大，這種方法可以大大提高估算精降_。J。為了修復(fù)和保護(hù)高寒草地資源，圍欄封育度[1821]。但是，數(shù)碼照相法針對(duì)的都是像元的藍(lán)和翻耕補(bǔ)播是兩種常用的方法。。高寒草地植被(B)、綠(G)、紅(R)三波段的DN值，而引入近紅外蓋度估算是了解高寒草地植被狀況和評(píng)估退化草地波段(NIR)以代替藍(lán)(B)波段的多光譜相機(jī)在國(guó)內(nèi)修復(fù)效果的一個(gè)重要方法。目前主要的估算方法有應(yīng)用的較少。多光譜相機(jī)攝取的照片，通過假彩色遙感估算和地面估算兩種，雖然遙感

6、在研究大區(qū)域合成可以突出植被信息，它可以很好地應(yīng)用于地面土地利用、全球變化、植物物候等方面發(fā)揮植被蓋度的研究，將其應(yīng)用于樣方尺度的研究類似基霎金品項(xiàng)智目：國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃20(1927039計(jì)-2劃1)項(xiàng)目(2010CB951402)；中國(guó)科學(xué)院百白Xit?~l；國(guó)家冢自目然科學(xué)罕基金笠項(xiàng)目(41271089)；冰作者簡(jiǎn)豁介．薯器藉曼。青意L士C生SZ，主Z-要20從12事2-植2)被蓋度方面的研究。E—m

7、l_@163．。m通信作者：宜樹華(1978：)，男，江蘇如萎皋人，研究墨員，博士鏊，主要從事寒區(qū)生態(tài)研究工作。。El：yislzb．·’“o4

8、／2013草業(yè)科學(xué)(第30卷04期)507于將衛(wèi)星傳感器放置于近地表進(jìn)行觀測(cè)，且具有更設(shè)置樣地17個(gè)。樣地之間的距離視試驗(yàn)點(diǎn)的面積高的空間分辨率。閾值法是多光譜照片獲取植被蓋和優(yōu)勢(shì)植物種群的分布而定(50～200m不等)，在度的主要方法，其精度取決于閾值的選擇。不同時(shí)該“田”字的9個(gè)交點(diǎn)上分別布設(shè)一個(gè)50cm×50間、地點(diǎn)拍攝的照片存在著草地類型、天氣狀況、太cm樣方(圖1)，用于獲取植被普通照片和多光譜照陽(yáng)高度角等方面的差異，而將單一的閾值應(yīng)用于所片，每個(gè)樣地有9個(gè)樣方，共計(jì)153個(gè)樣方。本試驗(yàn)有樣地的方法(舊閾值法)無法消除這些差異，常常區(qū)沼澤草甸位于亞

9、穩(wěn)定型多年凍土地區(qū)，高寒草甸造成高蓋度區(qū)蓋度的高估和