含植被覆蓋影響的石羊河流域土壤水分遙感估算及空間格局分析
發(fā)布時間:2021-10-04 23:37
土壤水分是地表和大氣循環(huán)的紐帶,對植被生長和高效農(nóng)業(yè)灌溉起著關(guān)鍵作用。以石羊河流域為研究區(qū),采用植被覆蓋度/表面反照率梯形特征空間散點圖計算裸土反照率,減少植被對遙感獲取土壤水分誤差,以提高遙感土壤水分估算精度。同時通過穩(wěn)定性、空間自相關(guān)和地理探測器等分析了SM的空間格局及其影響因素。結(jié)果表明:(1)裸土反照率模型在石羊河流域的SM反演精度較高,為流域尺度的SM計算提供了新的方法思考。(2)SM具有明顯的空間自相關(guān)性,Moran′s值為0.88(Z-score=1852.94,P<0.01),上游林地高-高聚集,下游荒漠低-低聚集,且SM與FVC顯著相關(guān)(P<0.01)。(3)石羊河流域年內(nèi)SM穩(wěn)定性整體良好,其中穩(wěn)定性好和較好區(qū)域占研究區(qū)88.34%。(4)SM空間分布受多因子影響,各因子解釋能力存在顯著差異,其中植被覆蓋度>土壤類型>高程>土地利用,且因子間交互作用增強了對SM空間分異的解釋力。(5)不同土地利用類型的SM差異較大,其中未利用地大部分SM小于7%;草地和耕地SM居于中等水平,SM值為7%—15%;林地水平最高,SM值大于25%。
【文章來源】:生態(tài)學報. 2020,40(23)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】:12 頁
【部分圖文】:
研究區(qū)位置概況
1.3.2 建立梯形特征空間梯形由asd,avd,avw和asw四個點形成(圖2)。其中asd和asw表示植被覆蓋率為零的最大和最小地表反照率。點avd和點avw表示植被覆蓋率為100%時最大和最小地表反照率。其中上邊界稱為“理論干燥邊”,表示在給定的植被覆蓋條件下土壤是非常干燥的。但在實際應用中,“理論干燥邊”通常無法準確獲得,取而代之的是“實際干邊”,表示植被覆蓋率變化時的實際表面反照率。“理論濕邊”表示在一定植被覆蓋條件下土壤水分是充足的。同樣,在實際應用中使用“實際濕邊”。位于“理論干邊”和“理論濕邊”之間的SM等值線便可以通過線性插值計算[23]。在SM等值線的基礎(chǔ)上可以容易計算裸土反照率。本文根據(jù)像元二分模型和歸一化植被指數(shù)計算研究區(qū)植被覆蓋度[24]。
式中:h為SM值影響因子的分類或分區(qū),Nh和N分別為h層和全區(qū)的單元數(shù), ?SymbolsA@ h 2 和?SymbolsA@2分別是h層和全區(qū)SM值的方差,SSW和SST分別為層內(nèi)方差之和及全區(qū)總方差,q的值域為[0,1]。圖4 植被覆蓋度/表面反照率梯形特征空間散點圖
【參考文獻】:
期刊論文
[1]珠江源馬雄山低山區(qū)不同土地利用類型土壤水分空間差異分析[J]. 潘溫琪,呂寧,張梅芬,杜先兵. 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)研究. 2020(04)
[2]民勤綠洲不同土地利用類型下土壤水鹽的空間分布特征分析[J]. 柳菲,陳沛源,于海超,馬金珠. 干旱區(qū)地理. 2020(02)
[3]石羊河流域自然植被對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的約束效應[J]. 高超,趙軍,王玉純,金貴峻,王建邦,胡秀芳. 生態(tài)學報. 2020(09)
[4]基于VIC模型模擬的干旱區(qū)土壤水分及其時空變化特征[J]. 包青嶺,丁建麗,王敬哲,劉婕,馬春玥. 生態(tài)學報. 2020(09)
[5]不同植被覆蓋度沙壟土壤化學性質(zhì)的空間分異[J]. 李浙華,李生宇,李丙文,范敬龍,蔣進,李亞萍,宋春武. 干旱區(qū)研究. 2020(01)
[6]阿克蘇河流域土壤濕度反演與監(jiān)測研究[J]. 聶艷,馬澤玥,周逍峰,于雷,于婧. 生態(tài)學報. 2019(14)
[7]黃土丘陵緩坡風沙區(qū)不同土地利用類型土壤水分變化特征[J]. 張敏,劉爽,劉勇,張紅. 水土保持學報. 2019(03)
[8]青藏高原地表土壤水變化、影響因子及未來預估[J]. 范科科,張強,孫鵬,宋長青,朱秀迪,余慧倩,申澤西. 地理學報. 2019(03)
[9]Remotely sensed estimation and mapping of soil moisture by eliminating the effect of vegetation cover[J]. WU Cheng-yong,CAO Guang-chao,CHEN Ke-long,E Chong-yi,MAO Ya-hui,ZHAO Shuang-kai,WANG Qi,SU Xiao-yi,WEI Ya-lan. Journal of Integrative Agriculture. 2019(02)
[10]2000—2015年石羊河流域植被覆蓋度及其對氣候變化的響應[J]. 李麗麗,王大為,韓濤. 中國沙漠. 2018(05)
本文編號:3418556
【文章來源】:生態(tài)學報. 2020,40(23)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】:12 頁
【部分圖文】:
研究區(qū)位置概況
1.3.2 建立梯形特征空間梯形由asd,avd,avw和asw四個點形成(圖2)。其中asd和asw表示植被覆蓋率為零的最大和最小地表反照率。點avd和點avw表示植被覆蓋率為100%時最大和最小地表反照率。其中上邊界稱為“理論干燥邊”,表示在給定的植被覆蓋條件下土壤是非常干燥的。但在實際應用中,“理論干燥邊”通常無法準確獲得,取而代之的是“實際干邊”,表示植被覆蓋率變化時的實際表面反照率。“理論濕邊”表示在一定植被覆蓋條件下土壤水分是充足的。同樣,在實際應用中使用“實際濕邊”。位于“理論干邊”和“理論濕邊”之間的SM等值線便可以通過線性插值計算[23]。在SM等值線的基礎(chǔ)上可以容易計算裸土反照率。本文根據(jù)像元二分模型和歸一化植被指數(shù)計算研究區(qū)植被覆蓋度[24]。
式中:h為SM值影響因子的分類或分區(qū),Nh和N分別為h層和全區(qū)的單元數(shù), ?SymbolsA@ h 2 和?SymbolsA@2分別是h層和全區(qū)SM值的方差,SSW和SST分別為層內(nèi)方差之和及全區(qū)總方差,q的值域為[0,1]。圖4 植被覆蓋度/表面反照率梯形特征空間散點圖
【參考文獻】:
期刊論文
[1]珠江源馬雄山低山區(qū)不同土地利用類型土壤水分空間差異分析[J]. 潘溫琪,呂寧,張梅芬,杜先兵. 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)研究. 2020(04)
[2]民勤綠洲不同土地利用類型下土壤水鹽的空間分布特征分析[J]. 柳菲,陳沛源,于海超,馬金珠. 干旱區(qū)地理. 2020(02)
[3]石羊河流域自然植被對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的約束效應[J]. 高超,趙軍,王玉純,金貴峻,王建邦,胡秀芳. 生態(tài)學報. 2020(09)
[4]基于VIC模型模擬的干旱區(qū)土壤水分及其時空變化特征[J]. 包青嶺,丁建麗,王敬哲,劉婕,馬春玥. 生態(tài)學報. 2020(09)
[5]不同植被覆蓋度沙壟土壤化學性質(zhì)的空間分異[J]. 李浙華,李生宇,李丙文,范敬龍,蔣進,李亞萍,宋春武. 干旱區(qū)研究. 2020(01)
[6]阿克蘇河流域土壤濕度反演與監(jiān)測研究[J]. 聶艷,馬澤玥,周逍峰,于雷,于婧. 生態(tài)學報. 2019(14)
[7]黃土丘陵緩坡風沙區(qū)不同土地利用類型土壤水分變化特征[J]. 張敏,劉爽,劉勇,張紅. 水土保持學報. 2019(03)
[8]青藏高原地表土壤水變化、影響因子及未來預估[J]. 范科科,張強,孫鵬,宋長青,朱秀迪,余慧倩,申澤西. 地理學報. 2019(03)
[9]Remotely sensed estimation and mapping of soil moisture by eliminating the effect of vegetation cover[J]. WU Cheng-yong,CAO Guang-chao,CHEN Ke-long,E Chong-yi,MAO Ya-hui,ZHAO Shuang-kai,WANG Qi,SU Xiao-yi,WEI Ya-lan. Journal of Integrative Agriculture. 2019(02)
[10]2000—2015年石羊河流域植被覆蓋度及其對氣候變化的響應[J]. 李麗麗,王大為,韓濤. 中國沙漠. 2018(05)
本文編號:3418556
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