《基於多源遙感數據的高寒草地退化基準與評價研究》是依託蘭州大學，由崔霞擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於多源遙感數據的高寒草地退化基準與評價研究
- 依託單位：蘭州大學
- 項目負責人：崔霞
- 項目類別：青年科學基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
高寒草地生態系統對氣候變化和人類活動都極為敏感。近年來，在自然和人為因素的影響下，高寒草地出現大範圍的退化，嚴重製約了社會、經濟、生態可持續發展，準確把握高寒草地退化程度是退化草地恢復的前提和基礎。針對目前草地退化評價方法中缺乏考慮土壤退化的相關指標、草地退化評判基準不一致、退化評價結果難以比較等問題。本項目試圖以甘南高寒草地為研究對象，依託“3S”技術，結合多源遙感、氣象及野外觀測等數據篩選草地植被和土壤退化評價指標並建立其反演模型；利用地統計方法分析植被對氣候的回響關係，結合歷史資料建立甘南草地退化評價基準；同時利用層次分析法和綜合指數法建立高寒草地退化評價指標體系；分析甘南高寒草地退化時空分布特徵，為退化草地的恢復及治理提供科學依據。
結題摘要
本項目研究的主要目標是結合多源遙感數據篩選草地植被和土壤退化評價指標並建立反演模型；分析80年代植被對氣候的回響關係，結合氣象數據資料建立甘南草地植被退化評價基準;將草地植被及土壤退化數據經過加權疊加，綜合分析高寒草地退化的空間分布特徵。具體進展包括以下幾點： 1.草地植被退化指標監測模型建立：利用甘南州2015-2017年草地地上生物量野外實測數據及無人機獲取的草地蓋度數據結合MODIS NDVI產品，研究了NDVI與草地生物量、蓋度之間的相關性，建立草地地上生物量、蓋度遙感反演模型。研究表明基於NDVI的乘冪模型（y=586.799x3.916,R=0.715）與線性模型（y=174.520x-56.711,R=0.871）分別為甘南草地生物量和蓋度最優反演模型，模型精度分別為74.95%，83.85%；利用小型無人機搭載相機獲取草地大樣方（30m×30m）植被蓋度具有比傳統方法更好的空間代表性，且操作快捷方便，效率高，所建立的模型精度較高。 2.土壤屬性高光譜監測模型建立：通過分析6種光譜變換形式與土壤全氮含量的相關性並選取特徵波段，比較3種線性回歸模型：多元逐步線性回歸，主成分回歸，偏最小二乘回歸以及這3種線性回歸模型與BP神經網路相結合產生的3種非線性回歸模型對於土壤全氮含量估測的精度。結果表明基於光譜的微分變換形式建立的模型普遍優於基於非微分變換形式所建立的模型，且原始光譜數據倒數的一階微分形式是估測土壤全氮含量的最優光譜變換形式；偏最小二乘回歸模型計算的潛在變數與BP神經網路相結合的模型對於土壤全氮含量估測更準確。 3.甘南草地退化狀況評價：選取植被及土壤的5個重要指標建立甘南草地退化評價指標體系。分析1981-1985年草地植被-氣候回響模型，確立草地植被退化評價基準。對草地植被及土壤退化指標結合各自的評價基準值，計算下降率，將不同指標下降率加權疊加構成評價甘南高寒草地退化的綜合指數，並劃分草地退化等級。2015-2017年間甘南草地退化嚴重，退化草地面積占全州草地面積的41.31%，草地退化主要發生在合作市和夏河縣，其中未退化草地面積比例分別僅為31.67%，39.69%，瑪曲縣草地狀況良好，未退化草地面積比例為79.99%，且在退化草地中重度退化草地面積比例僅為1.39%。碌曲縣草地退化以輕度退化為主（37.6%），中度與重度退化草地所占比例小
