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歸一化物候指數在估算草地地上鮮生物量上具有優越性

  近日,中國農業科學院農業資源與農業區劃研究所草地生態遙感團隊研究揭示了歸一化物候指數(NDPI)在估算草地地上鮮生物量的優越性及其機理,為草地地上生物量的遙感監測提供理論方法及依據。相關研究成果發表在《環境遙感(Remote Sensing of Environment)》上。

  據徐大偉博士介紹,草地地上生物量是反映草地生產能力及健康狀況的一個重要指標。傳統的“樣方法”測量精度高,但時間、人力、物力成本高,不適合大范圍監測。采用“遙感技術+地面調查”相結合的方法能夠提供大范圍、多時序的動態監測結果,基于遙感植被指數與地上生物量的回歸模型因其簡單性和可接受的精度而被廣泛采用,但這種模型的主要挑戰是缺乏時間和空間可擴展性。

  針對這一問題,研究團隊基于中分辨率成像光譜儀遙感影像,結合大范圍草地地上鮮生物量調查數據,對比分析廣泛使用的植被指數,結果表明歸一化物候指數具有最佳的擬合效果,且在不同的樣本大小下具有最穩健的魯棒性,在時間和空間上也具有良好的可擴展性;基于輻射傳輸模型(PROSAIL)的模擬結果從理論上也證明了歸一化物候指數在草地地上鮮生物量估算中的優越性,揭示了歸一化物候指數的優勢主要來源于其克服了土壤背景異質性的不利影響,并解釋了歸一化物候指數由于短波紅外波段的加入,與葉片含水量具有較高的相關性,而其他植被指數相關性則較小。

  該研究得到國家重點研發計劃、國家自然科學基金等項目的資助。(通訊員 金云翔)

  原文鏈接:https://doi.org/10.1016/j.rse.2021.112578

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