退耕还湖后菜子湖湿地土壤理化性质及微生物量变化

以不同退耕年限下菜子湖湿地土壤和邻近原始湿地及仍耕作油菜地为研究对象，分析退耕还湖后土壤理化性质和微生物量碳氮变化。研究结果表明：随着退耕还湖年限增加，土壤容重逐渐降低，土壤含水量和粘粒含量逐渐增加，土壤有机质和全氮含量逐渐增加，而土壤全磷含量降低；表层土壤微生物量碳含量为33377~70075mg/kg，表层土壤微生物量氮含量为3080~6401 mg/kg，且均有退耕还湖后升高趋势；土壤微生物量碳与土壤有机质、全氮、pH呈极显著相关（P<001），与土壤粘粒含量显著相关（P<005）；土壤微生物量氮与土壤有机质、全氮、容重呈极显著相关（P<001），与pH显著相关（P<005）。分析表明，退耕还湖后随着人类活动干扰压力的减弱和湿地水文条件的恢复，自然植被也逐渐恢复，土壤理化性质朝原始湿地方向改善，促使土壤微生物量升高，但总体仍未达到原始湿地状况     

基于MODIS的长江中游河段悬浮泥沙浓度反演

监测和预报悬浮泥沙浓度的沿程分布和时间变化,无论是对于河流水利工程还是河流生态和环境保护都具有重要意义。卫星遥感反演同步性好、速度快、周期短,可以实时和全面地观测大尺度悬浮泥沙分布。旨在建立基于中分辨率成像光谱仪(MODIS)影像的长江中游河段悬浮泥沙浓度反演模型, 并利用建立的模型反演2002~2009 年长江中游河段丰水期的悬浮泥沙浓度, 分析其在时间和空间上的变化特征。研究揭示,MODIS Terra 影像红波段与悬浮泥沙浓度具有显著的相关性（R2=0877,n=125,RMSE=4057 mg/L）,可以用于长江中游丰水期悬浮泥沙浓度的反演。长江三峡工程经历三次蓄水,坝下游宜昌至汉口段悬浮泥沙含量显著减少,荆江河段、洞庭湖及城陵矶至武汉江段下降最为显著。洞庭湖来水来沙是长江中游城陵矶以下江段主要的悬浮泥沙来源之一,从预测结果可知,洞庭湖来水在城陵矶汇入长江后与江水混合以至形成数十公里的混合带,至洪湖以下江段逐渐混合均匀     

三江源区植被覆盖度的定量估算与动态变化研究

植被覆盖度是衡量地表植被状况的重要指标,其时空分布和变化对政府进行区域规划和决策起着重要作用。MODIS植被指数是区域植被覆盖度提取的重要数据源。利用2000年1月到2009年10月的MODIS 250 m归一化植被指数16 d合成产品（MODIS NDVI）和其他MODIS辅助数据估算三江源区的植被覆盖度并分析时空格局变化趋势。在混合像元二分模型的基础上改进了NDVI参数的确定方法,然后利用重构后的MODIS数据估算植被覆盖度。与2007年8月的野外采样点数据比较,估算精度是8772%,相关系数r为0889 7,表明该模型估算大面积植被覆盖度是可行的。将获得的植被覆盖度分为5个等级,从年最大化植被覆盖度Mfc的角度进行10 a里植被覆盖度的年际变化趋势分析和时空格局变化分析。趋势分析结果表明,2000~2009年三江源区植被覆盖波动式变化,东北部地区得到改善,西部地区在退化,总体呈现退化趋势;时空格局变化分析结果表明,植被覆盖破碎度降低,趋于集中化分布;不同等级覆盖度分布的复杂化程度降低     

汉江中游河谷平原植被指数时空变化及其与沙化土地动态的关联关系

针对沙化土地广泛分布的汉江中游河谷平原区,采用MODIS EVI数据分析2003~2011年区域植被状态时空变化,并据此探讨沙化土地的动态特征。利用时序植被指数统计分析,探讨研究区植被的总体变化规律;分析不同缓冲区植被指数的空间分布格局,反映了区域环境状况的空间差异以及由此而可能产生的土地利用格局的变化;并基于不同距离缓冲区的EVI时空差异对比分析,探讨沙化土地动态与植被变化的关联关系。研究表明,近9 a来汉江中游河谷平原区EVI呈明显上升趋势;随着离河流距离的逐渐增加,每千米范围内各年的年均EVI值均表现出先增大后减小的空间特征,并在距河3 km区域处EVI值达到最大;而EVI的时空差异,则体现了沙化土地的空间分布与动态特征     

川中丘陵紫色土区农田土壤有机碳储量及空间分布特征

土壤有机碳在陆地生态系统碳循环中起着举足轻重的作用。针对农田区域内典型县域尺度有机碳储量及其空间格局特征的研究,可以为区域农田土壤固碳提供参考,为研究我国土壤有机碳储量提供基础数据支持。基于2012年农田土壤有机碳分析调查数据,结合GIS和GPS技术对川中丘陵区盐亭县土壤有机碳密度和储量及空间格局进行了估算和分析。结果表明:其主要土壤类型的0~20 cm耕层土壤有机碳密度为111~426 kg/m2,平均值为266 kg/m2,水田和旱地耕层土壤有机碳密度分别为345和234 kg/m2,均低于全国平均值;全县20 cm深度土壤有机碳总储量250×109 kg C,紫色土类土壤有机碳储量最大,为153×109kg C,水稻土次之,有机碳储量0.93×109kg C,两者占据了农田土壤有机碳储量约98%,冲积土和黄壤土类由于面积小,有机碳储量也最低。各土壤类型有机碳储量丰度指数(RI)值都较低,碳存储能力处于中下水平。在县域农田尺度,有机碳空间格局与气候差异、植被类型关系不大,土壤类型空间差异和地形差异是有机碳空间格局形成的主要原因。     

南水北调中线工程水源地的土壤可蚀性特征

选定南水北调中线工程水源地丹江口水库区这一国家水土流失重点治理区域为研究地点，对该地的土壤可蚀性特征进行了研究。在研究区不同土地覆盖类型里采取表层(20 cm)土壤样品，室内分析样品土壤的质地和有机质含量，利用EPIC模型及实验室分析的土壤质地和有机质数据计算样品土壤可蚀性K值。在ARCGIS里，利用Ordinary Kriging插值方法生成研究区K值分布图。然后按一定标准将K值进行分级，得出不同K等级值的空间分布及面积。结果表明：研究区K的均值为0034 8（ t·hm2·h）/（hm2·MJ·mm），主要为中可蚀性土壤(面积占91.71%)。东部(主要是耕地)土壤K值高于西部(主要是林地)，是侵蚀治理的重点地区。研究结果可为库区水土流失定量遥感监测提供基础资料，对库区的土壤侵蚀治理有一定的参考作用     

基于遥感的2000~2009年鄱阳湖流域蒸散特征及影响因子研究

蒸散是水循环过程重要的分量,分析鄱阳湖流域蒸散的时空格局及影响因子作用对流域水资源合理利用和提升流域生态服务功能具有重要意义。以MODIS产品数据为主要数据源,应用地面温度 植被指数三角关系法反演了鄱阳湖流域2000~2009年的实际蒸散量,分析了流域蒸散的时空分布特征及主要气象因子对流域蒸散的影响。结果表明：（1）鄱阳湖流域蒸散具有很强的空间异质性,蒸散较大的区域位于湖区水域和流域森林分布区域,而湖区周围和流域中部的农田和草地蒸散相对较小。2000~2009年流域年均蒸散量为795 mm。2003、2004、2007和2009年的枯水年份,蒸散值较高,变化范围为802~890 mm;（2） 鄱阳湖流域各子流域年蒸散量为666~1 031 mm,其中饶河和修水流域蒸散量高于其他流域,这是由于这两个子流域林地所占比例较高（大于70%）。流域蒸散占降水的比例为04~07,从年尺度上整个流域仍表现为水分盈余,但年内分配不均;（3） 流域蒸散与辐射和气温呈显著正相关关系（P＜001）,而蒸散年内分布格局则与降水格局有关,表现为月降水距平越小,月蒸散量越大。在枯水年份,降水格局对蒸散的影响尤为显著     

基于EVI相似性分区的冬小麦面积提取及其动态监测

及时、准确地获取冬小麦种植面积及时空变化信息对提升作物估产精度和保障粮食安全具有重要意义。冬小麦物候期受地理条件和人为因素影响差异很大，利用遥感进行大尺度种植面积提取时其精度容易受物候差异的影响。根据MODIS EVI数据和Landsat影像，在定量评价冬小麦EVI相似性并结合高程信息对研究区进行分区的基础上，通过对比冬小麦参考时序曲线与待分类像元时序曲线之间相似性提取冬小麦种植面积，并对湖北省2009～2017年冬小麦种植面积时空变化过程进行分析。结果表明：（1）冬小麦面积提取平均精度达95.3%，R ²大于0.90，明显优于未分区提取结果；（2）冬小麦主要集中分布于中部和北部地区，其中，襄阳县、枣阳市的种植面积尤为集中；（3）冬小麦空间分布大致呈现向西北、东南部地区扩张的时空变化格局；（4）在2009～2017年期间，冬小麦种植面积先增后减，总体呈上升趋势，2017年比2009年增加了4%。基于EVI相似性的作物分区提取方法可提高种植面积精度，为大区域内冬小麦面积时空变化遥感监测提供有效方法。     

丰乐河流域表层土壤有机碳空间变异特征研究

土壤有机碳含量空间变异特征的研究对于区域土壤资源的可持续利用具有重要意义。在ArcGIS技术的支持下对丰乐河流域表层土壤(0~20 cm)有机碳（SOC）含量的空间变异特征进行了研究。结果表明：丰乐河流域SOC含量为1431±4.50 g·kg-1，不同土地利用类型下SOC含量差异显著（p<001）。其中，林地SOC含量的均值最大，为1558±593 g·kg-1；水田和旱地次之（分别为1539±309 g·kg-1、1146±304 g·kg-1）；园地最小(1109±348 g·kg-1)。流域SOC含量变异系数（CV）为3144%，属中等变异程度。其中，林地的CV为3806%，在4种土地利用类型中为最大；园地、旱地的CV分别为3138%、2652%；水田的CV最小，为2007%，表明人类活动影响表层土壤有机碳含量的变异程度。研究区表层SOC半方差模型为球状模型，块金效应小于25%，存在强烈的空间自相关性，且空间变异主要由结构性因素引起。SOC含量空间分布的各向异性显著，在南北方向上变异程度最为剧烈。SOC含量空间分布表现为东北部、西南部较高，西北部偏低，总体呈斑块状分布     

基于MODIS与HJ-1-B数据的雪盖率反演及其相关因子分析

随着空间信息技术的发展及社会经济对雪盖监测产品的需求，亚像元雪盖制图逐渐成为积雪监测研究的重点。以环境与减灾卫星（HJ 1 B）数据作为地面真值计算MODIS数据中每个像元的积雪覆盖率，并与归一化雪被指数(NDSI)建立回归模型，从亚像元尺度反演MODIS数据的积雪覆盖率。以青海省玉树州作为研究区，实验结果表明该算法反演的雪覆盖率平均绝对误差均在02以内，在可接受的误差范围之内，说明该算法具有较强的稳定性和实用性。此外，在积雪覆盖率反演基础上，提出了与积雪覆盖率相关的另外两个相关因子：地表温度(LST)和植被指数(NDSI)，分析表明：这两个因子与积雪覆盖率均存在明显的负相关关系，为基于多因子的雪盖率反演奠定了基础     

基于MODIS数据的地表组分温度反演研究

组分温度的反演是当前定量遥感的一个难点。与众多的陆面温度遥感模型相比,成熟的组分温度遥感模型相对较少。通过对近地面热红外辐射能量的线性展开,建立了MODIS多波段植被、土壤组分温度反演模型。该模型将组分温度与地表温度定量联系起来,模型中所涉及到的参数充分考虑到研究区湿地环境的特点。在计算组分温度时,首先利用单窗算法得到的MODIS陆面温度反演模型计算地表温度,然后由所建立的组分温度模型计算植被、土壤温度。选用2005年10月31日的鄱阳湖地区MODIS数据试验,与实测的植被、土壤温度相比,反演的组分温度的误差在15~21℃;通过对模型参数的敏感性分析,表明该模型具有一定的稳定性。实践证明,该方法能够有效实现组分温度的分离,是一种组分温度反演的较好方法。     

江西省耕地土壤氮素空间变异特征及其影响因素

为定量探讨省域尺度下土壤氮素空间变异特征及其影响因素。以江西省2012年测土配方施肥项目采集的16 582个耕地表层(0~20 cm)土壤样点数据，运用普通克里格、单因素方差分析与回归分析方法，对土壤氮素空间变异特征及其影响因素进行分析。结果表明：（1）江西省土壤全氮(TN)含量在026~375 g/kg之间，平均值为158 g/kg，变异系数为3101%；碱解氮(AN)含量值域范围为1160~39970 mg/kg，平均值为16431 mg/kg，变异系数为3460%；二者均呈中等程度的变异性。（2）经半方差分析，TN与AN的变程分别为31489和3030 km，TN的空间自相关范围大而AN较小。（3）在空间分布上，高值区主要分布在新余市、抚州市与景德镇市。（4）回归分析与单因素方差分析结果表明，地形因子、耕地利用方式、成土母质、土壤类型和秸秆还田方式对土壤氮素空间变异影响极显著(P<001)。秸秆还田方式对土壤TN与AN空间变异的独立解释能力最高，分别为271%与42%，是影响江西土壤氮素空间变异的主要因素。     

基于MODIS/NDVI与EVI的皖江流域植被覆盖比较分析

利用多时相的TERRA/MODIS影像资料比较了皖江流域NDVI和EVI的时空分布特征，并分析了空间分辨率和大气校正对NDVI和EVI的影响。结果表明：MODIS/NDVI与MODIS/EVI所反映的植被覆盖状况基本一致，但5月份较8月份NDVI和EVI的空间分布差异明显，且在植被生长旺盛时期，EVI比NDVI更能反映植被覆盖状况。在相同的空间分辨率下（250 m、500 m、1 000 m），EVI比NDVI能更好的反映植被覆盖的空间差异性，随着空间分辨率的降低，这两种指数反映植被覆盖的差异性在减小。大气校正对NDVI和EVI的影响不同，大气校正前NDVI值小于EVI值，大气校正后NDVI值普遍大于EVI值，但大气校正对NDVI的影响不大，对EVI的影响明显     

基于高分一号影像的江汉平原表层土壤湿度指数反演研究

土壤湿度指数遥感监测在农业生产中具有重要的作用。为探讨国产高分一号（GF 1）遥感数据在江汉平原农情参数快速获取中的适用性，以潜江市2017年3月8日的GF 1 WFV影像和106个采样点的土壤湿度实测数据为数据源，选择垂直干旱指数（PDI）、改进型垂直干旱指数（MPDI）和植被调整垂直干旱指数（VAPDI），对土壤湿度指数反演的效果进行比较和验证。研究结果表明：PDI、MPDI、VAPDI与土壤湿度实测含水量的决定系数分别达到0.649、0.802和0.821，实测土壤含水量验证精度评价也表明各模型均能满足反演的精度要求，说明基于GF 1 WFV影像开展江汉平原的大尺度土壤湿度反演是可行的；在植被覆盖中等区域，MPDI和VAPDI能够在一定程度上克服混合像元对土壤湿度光谱信息的影响，反演的精度要比PDI高，但在高植被覆盖度区，采用垂直植被指数（PVI）修正的VAPDI不易出现植被覆盖饱和现象，具有更高的反演精度；基于3种指数模型反演的土壤湿度指数空间异质性基本一致，但MPDI、VAPDI对土壤湿度变化更为敏感，能反映出不同植被覆盖类型下土壤湿度的实际水平。研究结果可为江汉平原大范围和动态监测表层土壤湿度指数提供理论基础和实践参考。 关键词： 高分一号；土壤湿度指数；PDI；MPDI；VAPDI；江汉平原     

基于MODIS的鄱阳湖湿地植被变化及其对水位的响应研究

针对鄱阳湖水情变化如何影响湖区湿地植被生长过程的问题,在鄱阳湖国家级自然保护区内的蚌湖-吴城生态断面上,选取3个梯度分布MODIS像元样点,基于2001~2010年MODIS 增强型植被指数（EVI）时间序列,分析了近10 a来退水期植被生长动态变化过程;结合星子站水位资料,探讨了鄱阳湖退水期水位变化对湿地植被生长的影响。结果表明：各样点EVI年内均值表现为先上升后下降的单峰特征,多年平均值在10月份最大,高程越高的样点其EVI达到年最大值的时间越早;不同水位持续长短及其起讫时期影响植被的生长变化,EVI均值与生长期的拟合优度（075）高于最大值与生长期的拟合优度（049）;样点每提前出露10 d,EVI均值约升高002,[JP3]二者相关性R2达到055。研究结果对湖区植被资源管理以及湖泊水位调控效应研究等具有积极的参考意义     

南水北调中线水源地不同植被类型坡地土壤水分特征研究

为了解不同植被类型土壤水资源的变化规律，选择南水北调中线水源区宁陕县寨沟区域典型植被针阔混交林、针叶林、板栗林、灌木林、荒坡草地和坡耕地为研究对象，通过样地调查与实验分析的方法对其土壤水分物理特征及有机质含量进行测定研究。结果表明，各种有林地的土壤容重、孔隙度和有机质等理化特征均优于荒坡和坡耕地；针阔混交林土壤含水量最高，蓄水能力明显好于其它植被类型；在垂直剖面上，各种植被类型坡地土壤含水量和饱和蓄水量随土壤深度的增加基本呈递减趋势，但有林地下降幅度较大，表层含水量明显高于荒坡与坡耕地表层。由此可见，在涵养水源方面，针阔混交林最好，针叶林、板栗林与灌木林次之，荒坡与坡耕地较差。     

基于时空数据融合的江汉平原水稻种植信息提取

及时、准确监测水稻种植面积,对区域粮食政策制定、粮食安全以及农业发展具有重要意义。然而我国南方地区水稻生长期内降水充沛的气候特点使得遥感影像"云污染"现象严重,为解决水稻种植信息遥感提取存在可用数据不足的问题,以江汉平原为例,利用时空数据融合模型(Spatial and Temporal Data Fusion Approach,STDFA)将Landsat 8 OLI与时序MODIS数据融合,重构出具有高时-空分辨率特征数据,然后采用面向对象的SVM分类方法对研究区内水稻种植信息进行提取,结果如下:融合后的红与近红外波段反射率与真实反射率的相关系数分别为0.84和0.81,研究区水稻提取精度为94.46%,Kappa系数为0.91。说明时空融合模型能够较好地重构出高时空分辨率数据,从而实现多云雨地区农作物种植信息遥感提取。     

基于ENVISAT ASAR数据的东洞庭湖湿地植被遥感监测研究

针对湿地资源监测的需要，以东洞庭湖湿地为研究对象，开展基于ENVISAT ASAR数据的湿地植被遥感监测研究。湿地遥感影像分类是湿地遥感研究的一大难题，通过分析雷达影像的后向散射系数发现，由多时相的同极化、交叉极化波段合成的雷达影像对湿地地物的区分能力最强。研究表明：将基于原图像的灰度级共生矩阵所提取的Contrast纹理特征与滤波后图像的灰度特征组合用于分类，以此实现相干斑噪声的抑制，同时减少地物固有结构信息的损失，实验结果证明该方法可以提高湿地分类精度，其总体精度达到8759%，Kappa值为0822 8，将东洞庭湖湿地划分为水体、芦苇（荻）滩地、草滩地（苔草、虉草等）、森林滩地（杨树、柳树等）、优势种不明显的植物滩地和沉水植物、裸露泥滩地.     

基于开源GIS的长江流域晴日辐射反演

以开源GIS软件GRASS为平台，首次通过辐射过程模型r.sun和编程语言Shell实现长江流域500 m分辨率的晴日辐射反演（包括直接辐射、散射辐射和反射辐射），为了解长江流域辐射时空分布规律和相关宏观气候、生态建模奠定基础。结论如下：（1）精度验证表明，晴日辐射反演结果较理想；相关晴日指数的误差指标MPE、MAPE和RMSE分别为37%、75%和64%，r.sun模型可进一步用于中国其它区域；（2）长江流域晴日辐射年均日值为2424±245 MJ/(m2·d)，其各组分差异显著，直接、散射、反射辐射分别占总辐射的842%、156%和02%；（3）晴日辐射空间分布梯度明显，沿三级地形阶梯向东辐射值及变异逐渐减小，海拔变化引起的大气衰减因素在决定晴日辐射分布时起重要作用；（4）晴日辐射季节分布不对称，月际变化总体呈倒“U”形分布；直接辐射和散射辐射变化趋势基本一致，但二者比例随大气浑浊度的变化波动剧烈。     

江苏省大气气溶胶光学厚度时空分布研究

气溶胶光学厚度（AOD）是气溶胶总含量的基本参数，可以用来反映大气污染程度。利用卫星遥感获取气溶胶光学厚度,可以弥补地面观测难以反映AOD空间分布和整体变化趋势的不足。以江苏省为例，利用2010年4~9月EOS TERRA MODIS数据，分别基于暗像元法（DDV法）和改进的暗像元法（V52法），反演研究区2010年夏半年/春夏两季气溶胶光学厚度，并结合地面观测数据验证两种反演算法结果精度，最后分析研究区AOD时空变化特征。研究结果表明：在研究区，两种算法反演结果在整体趋势上保持一致，研究区AOD均表现出与植被指数NDVI较为明显的负相关关系，但V52法反演精度要明显优于DDV法；研究区气溶胶光学厚度存在较明显的区域差异和季节变化，具体表现为苏南AOD明显高于苏中、苏北地区，而在春、夏两个不同季节上，不同区域变化趋势不同，苏南地区春季AOD高于夏季，而在苏北地区则刚好相反，夏季AOD要高于春季