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《遥感学报》2023,(11):2467-2483
人类活动、极端气候、物种入侵等事件导致植物的生物多样性丧失加剧,生物多样性保护迫切需要快速准确地收集陆地植物多样性信息。高光谱遥感的出现,为大空间尺度上的植物多样性研究提供了技术基础,为群落和景观水平的生物多样性相关理论的验证提供了契机。本文简要回顾了近年来高光谱遥感技术的发展及其在植物多样性研究中的应用。重点介绍了两类高光谱遥感反演多样性的手段,即直接反演和间接反演。直接反演手段以光谱变异假说为理论基础,从光谱曲线特征入手直接建立光谱信息与植物多样性的关系;间接反演手段则通过植被指数将光谱信息关联植物多样性,或通过定量反演功能性状计算功能多样性指标,进而实现植物多样性的间接估测。论文进一步结合实例,论述了高光谱遥感技术在大尺度生物多样性相关研究中的应用,如物种入侵监测、物种分布及多样性格局制图、生物多样性与生态系统功能关系研究。最后分析了高光谱遥感技术在生态研究应用中的局限性。随着多源遥感技术的发展日渐成熟,高光谱遥感技术与地面通量监测、激光雷达、计算机可视化等其他技术的协同应用可能是在生物多样性研究领域中一个新的发展方向。 相似文献
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生物多样性是生物及其与环境形成的生态复合体以及与此相关的各种生态过程的总和。由于气候变化、人类活动的加剧,生物多样性正在经受前所未有的快速变化,各国政府和相关国际组织已经积极投入到生物多样性监测和保护中。为了解生物多样性的现状和变化规律,全球性、区域性及国家性生物多样性监测网络陆续建立。地球观测组织—生物多样性监测网络(GEO BON)作为全球性网络,目的是建立和完善生物多样性监测核心指标EBV(Essential Biodiversity Variables),推动监测指标的标准化和全球化,为数据共享和大尺度生物多样性变化评估奠定基础。在区域尺度上,欧盟成立了EU BON,亚太地区成立了AP-BON。在国家尺度上,瑞士、英国、日本等均建立了监测网络。中国科学院在"十二五"期间成立了中国生物多样性监测与研究网络(Sino BON),对中国生物多样性的变化开展长期的监测与研究。生物多样性监测依赖于传统调查方法与先进技术结合,如红外相机、基因技术、无人机技术等。遥感能够提供大范围、全覆盖的生物多样性信息,是未来大尺度生物多样性监测的重要手段之一。为此,GEO BON成立了"生态系统结构"组主要研究如何建立基于遥感数据的EBV。Sino BON也引入了无人机近地面遥感技术探讨更大区域的生物多样性监测。未来随着中国综合地球观测系统的完善,Sino BON的地面观测将更好地与卫星数据结合,实现生物多样性天地一体化监测,服务于中国生物多样性保护与评估。 相似文献
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干旱区生态系统极易受到气候及土地利用变化的影响,其生物多样性格局及其形成机制是重要的生态学问题。基于新疆地区鸟类及哺乳动物物种多样性数据,结合气候、地形和长时间序列的植被遥感参数产品FAPAR数据等,主要在不同的土地利用类型及海拔带上采用单因子相关分析方法探讨了物种丰富度格局的形成机制。总体来说,不同生境类型中,植被遥感参数因子(DHI、NDVI等)与两种类群物种丰富度分布的相关性强于与气候因子(温度、降水)的相关性。具体而言,植被遥感参数因子中,基于FAPAR的生境指数因子与丰富度的相关性大于基于植被指数的因子(DHI_cumNDVI_cumEVI_cum);气候因子中,在草地生境或者较低的海拔上,年均降水因子对于丰富度分布的解释力强于年均温度因子。这表明在新疆地区,影响鸟类与哺乳类动物物种丰富度分布的主导理论是生境异质性假说与环境稳定性假说,其解释力在多种生境内均强于生产力与环境热量。 相似文献
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针对陆表植被物候监测已发展了很多遥感指数,但不同遥感指数表征陆表植被季节性变化的能力存在差异。目前,有关陆表植被物候遥感指数的评估大多在不同标准下开展,导致研究结果间的可比性较差,致使无法根据不同区域选择出最佳的遥感指数,从而影响大尺度（如半球乃至全球）的陆表物候监测精度。本文在北半球中高纬度地区,以75个碳通量塔站点的406条记录和129个物候相机站点的482条记录为参考标准,对10种遥感指数应用于陆表物候监测的能力进行了系统性评估,并从两个精度评估视角（物候提取准确度、物候变化趋势一致性）、4个维度（植被类型、地理环境、物候类型、物候事件）对比分析了各种情况下的最佳遥感指数及其精度。虽然部分遥感指数在多数情况下均表现最佳,但不同植被类型、地理环境、物候类型（功能物候、结构物候）、物候事件（春季、秋季）组合情况下的最佳遥感指数并不聚焦于少数几种,而是散布于各类遥感指数之中;即使是采用了最佳遥感指数,但在某些情况下,其用于陆表物候监测的误差仍较大。从不同的精度评估视角来看,物候提取准确度高的遥感指数并不一定与物候变化趋势一致性高的遥感指数相对应,说明应根据关注视角来选择最佳遥感指数。本... 相似文献
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城市扩张和人类活动对生态环境的影响是监测城市化进程的重要指标。研究城市扩张的时空变化特征和人类活动与生态环境的交互关系，有助于探索城市化进程对植被演化、水循环、空气质量、地表热平衡和生物多样性等的作用过程。融合多源遥感数据对城市群的城市扩张及与生态环境的交互关系进行监测，对于加深人们对城市化进程的全面理解具有重要的现实意义。论文通过对已有研究的总结和分析， 相似文献
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研究区域生态系统服务功能的时空演变趋势,有助于揭示人类活动或气候变化对该区域生态环境的影响,从而为生态系统服务功能的保育和管理提供依据。本文以淮安市为研究区,通过在时间维上拓展生态系统服务功能重要性评估的遥感指数法,计算了2000—2018每年的水源涵养、水土保持和生物多样性维护功能,并利用Mann-Kendall非参数检验和Hurst趋势性分析方法分析了时空演变趋势,结合中高分辨率遥感数据解译探索了变化原因。研究结果表明：①淮安市大部分区域生态系统服务功能呈显著增加趋势,其中水源涵养和生物多样性的增长趋势持续性较弱,而水土保持增长趋势持续性较强;②生态系统服务功能增加区域主要发生在耕地、林地等植被覆盖区域,减少区域主要发生在建筑用地等非生态用地区域;③淮安市耕地和林地等植被覆盖区域占比基本不变,甚至随着建筑用地占比的增加而稍有减少,生态系统服务功能增加的主要原因可能在于植被活力的增强,具体表现为植被绿度和植被生产力的增加。 相似文献
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山水林田湖草生态保护修复是保障国家生态安全的重要举措,科学合理的生态保护修复项目监测和绩效评价方法,有助于保障生态保护修复工程的顺利实施和生态保护修复成果的可持续发展。本研究采用文献综述和案例分析相结合的方法,论述了遥感技术在山水林田湖草生态保护修复项目监测和绩效评价中的具体应用。从关注区域生态系统格局和质量两方面出发,选择遥感数据获取的土地覆盖类型、植被长势、水质参数作为评价指标,整体实现了山水林田湖草各生态要素的监测;从维护和提升区域生态系统服务出发,选择水源涵养、水土保持、生态系统承载力等指标,论述了遥感数据在辅助山水林田湖草生态保护修复项目绩效评价中的作用。最后指出积极探索新的遥感数据挖掘方法,并结合遥感技术与传统的调查方法,有望形成更客观、更快速且具备可执行性的山水林田湖草生态保护修复项目监测及绩效评价体系。 相似文献
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基于夜间灯光遥感影像等多源数据,提出了一种区域城市化及其生态效应遥感监测方法。该方法采用夜间灯光遥感数据提取成渝经济区城市范围,并分析城市空间演变过程,同时以植被净初级生产力(NPP)为生态系统功能评价指标,分析了快速城市化对区域生态系统功能的影响。研究结果表明:(1)成渝经济区城市面积由1994年的2 074km2增长到2015年的4 391 km2,年均增长率为3.64%,且城市用地规模增长速度略快于城市人口增长速度;(2)城市内的NPP均值远低于非城市区域,且近年来二者间的差异逐渐增大,成渝经济区快速城市化在一定程度上减少了植被NPP,特别是对城市内部的植被NPP影响较大;(3)快速城市化中土地利用结构的改变是导致成渝经济区城市内植被NPP大量减少的重要因素。 相似文献