甘肃河西地区荒漠化土地光谱特征研究

发布时间：2021-12-16 04:00

　　甘肃河西走廊土地荒漠化严重影响了当地居民的生产生活环境,高光谱遥感技术是荒漠化土地退化程度、土地类型识别、遥感反演等的重要研究手段,以河西地区荒漠化土地为研究对象,分析其光谱特征与植被退化程度、植物类型、季节变化等的关系,探讨河西地区荒漠化土地的光谱特征。主要结果有:（1）当植被覆盖度小于20%,同一类型不同退化阶段的植被光谱对沙地光谱的影响很小,沙地光谱反射率与裸地接近,尤其当植被盖度小于10%时,沙地与裸地的光谱曲线几乎重合,仅从植被景观很难反映出土地的沙化程度。（2）不同的植被类型对沙地光谱的反射率有一定的影响,以白刺为建群种的沙地光谱反射率较高,其次为梭梭沙地,多枝柽柳沙地相对较低,植被不同演替阶段下指示性植物的沙地光谱可以反映土地的沙化过程。（3）在植物生长季,沙地光谱反射率受土壤、植物含水量及植物物候期的影响, 8月—10月高于其他月份, 7月最低,沙地光谱波形曲线的季节变化规律可以反映出沙地土壤含水量的变化。研究结果对荒漠化土地遥感监测中土地沙化程度判定、季节信息提取、植被覆盖度估算等提供研究基础。 

【文章来源】：光谱学与光谱分析. 2019,39(11)北大核心EISCICSCD

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

图I植被不同退

植被不同退化程度，沙地的光谱反射率均高于植物冠层的反射率，尤其是从５７０ｎｍ开始，沙地的光谱反射率显著高于植物冠层光谱反射率，光谱曲线基本与沙、丘间地等裸地光谱曲线重合（图１）。沙地光谱曲线总体表现为：基本都呈波浪形［６］，在可见光和近红外的３５０～９００ｎｍ波段都存在一个明显的弓形突起区［７］，这是荒漠化土地退化土壤的一个典型光谱特征；在３５０～６００ｎｍ可见光区段持续增加，且增速较快，６００～６９０ｎｍ之间比较平缓，６９０ｎｍ之后持续波动缓慢增加，２１３０ｎｍ之后波动缓慢降低。图１植被不同退化程度沙地光谱特征Ｆｉｇ．１Ｓｐｅｃｔｒａｌｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｓａｎｄｙｌａｎｄｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｄｅｇｒｅｅｓｏｆｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎｏｆｖｅｇｅｔａｔｉｏｎ图２不同退化程度植物冠层光谱反射率曲线Ｆｉｇ．２Ｓｐｅｃｔｒａｌｃｕｒｖｅｓｏｆｐｌａｎｔｃａｎｏｐｙｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｄｅｇｒｅｅｓｏｆｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ同一建群种不同退化程度，植被的覆盖度随着退化程度的加剧明显降低，白刺沙地依次为：９．１６％，６．３５％和４．３０％，梭梭沙地依次为：１５．７１％，９．６２％和２．６９％，多枝柽柳沙地依次为：１８．６３％，１５．２８和８．９４％，且植物冠层的光谱反射率也随着植被退化程度的加剧逐渐降低（图２），但沙地的光谱反射率受植被退化程度的影响很小，光谱反射率大小没有明显的差异，尤其是在衰退和严重衰退的梭梭沙地、严重衰退的白刺沙地，裸

相对较低（图３）。图３不同植被类型沙地光谱曲线Ｆｉｇ．３Ｓａｎｄｓｐｅｃｔｒａｌｃｕｒｖｅｓｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｖｅｇｅｔａｔｉｏｎｔｙｐｅｓ３．２土壤光谱的季相变化特征分析白刺结皮、梭梭结皮、多枝柽柳结皮及梭梭沙地的光谱在５月—１０月的动态变化（图４）。白刺结皮和多枝柽柳结皮，５月—１０月之间光谱曲线波形及反射率大小基本相同，３５０～１８３０ｎｍ之间基本重合，缓慢增加；１８３０～１９１５ｎｍ之间，８月和９月反射率明显增加，尤其是８月份；之后不同月份间基本一样，缓慢降低；１８３０～１９１５ｎｍ之间有一个弱的水吸收带。梭梭沙地和梭梭结皮光谱曲线波形变化在不同季节间基本一致，但反射率大小不同月份间有差异，９月和１０月基本一样，反射率最高，其次为８月、６月、５月，７月份最低；在３５０～６００ｎｍ之间增加相对较快，６００ｎｍ之后增幅相对平缓，从２１３０ｎｍ开始波动降低。在１３８０～１４１０ｎｍ和１８３０～１９１５ｎｍ之间有两个弱水分吸收带。３．３讨论已有研究认为，沙地的光谱反射率随着植被覆盖度的减小而增加，沙化土地植被覆盖度可以反映出沙化程度的大小，同时沙化土地反射率受植被和土壤水分的影响，在中红外波段１３００～２５００ｎｍ低于近红外波段７５０～１３００ｎｍ，在９００～１０００ｎｍ植被的特征波段曲线差异较大［７－９］。但在本研究中，尽管不同植被覆盖度下沙地的光谱反射率大小不同（图３），植被覆盖度与沙地光谱的反射率为


本文编号：3537438