南京土壤所在青藏高原典型退化草甸植被盖度时空分布及模拟方面取得进展

  青藏高原是我国主要的土壤侵蚀区之一,由于受到气候变化和人类放牧活动的影响,藏北高寒草甸植被侵蚀、破坏严重,亟需恢复和治理。了解禁牧条件下高寒草甸植被的时空动态及其控制因子,对高寒区土壤侵蚀防治以及草甸植被管理具有重要的实际意义。

  植被盖度(VC)是植被生长重要的指示指标,目前,青藏高原VC的研究多以植被指数(如NDVI)为中介,利用遥感手段研究NDVI的时空变化,但在退化的低VC区,NDVI对裸露土壤背景信号敏感,会导致VC与NDVI的关系具有不确定性,反演精度降低。此外,多数研究集中在较大尺度,缺乏中尺度(百米尺度)的研究。中尺度VC的研究可弥补点和区域尺度研究的空白,为二者的尺度转换起到桥梁作用,同时中尺度的研究结果可为遥感产品提供面域校正数据,提高遥感反演的精度。

  中国科学院南京土壤研究所梁音课题组以藏北一处典型退化高寒草甸为对象,基于数码照片提取2015年和2016年两个生长季的VC数据,利用地统计、时间稳定性、传递函数等方法分析了样地内VC的时空分布特征、主要影响因素,并基于最小变量组建立了VC的传递函数估算模型。研究发现,两个生长季的VC均在空间上表现出中等程度变异性和较强的空间依赖性,总体上在样地西北部、中部和南部VC数值较高,东部数值相对较低。空间上VC主要与土壤容重、pH具有显著的负相关关系,与有机质、全氮和全钾含量具有显著的正相关关系。VC具有较强的时间稳定性,空间模式在时间上具有相似的分布特征,利用测点63处的VC值代表样地平均值具有较高的精度。时间上,VC主要受30cm深土壤含水量(SWC30)、太阳净辐射、空气温度(Ta)、相对湿度和大气压(Pres)的影响。研究区气候条件对VC的影响要大于土壤性质和地形等空间因素,基于SWC30、Ta和Pres建立的VC时间估算传递函数模型具有一定精度,能够解释60%以上的时间变异性。该研究首次明确了藏北中尺度典型退化高寒草甸的时空分布和主要影响因素,可为高寒区土壤侵蚀防治和草甸植被恢复管理提供数据基础和理论依据。

  该研究成果发表在Catena上,研究得到国家重点研发计划(2018YFC1801801)、国家自然科学基金(41807019)和江苏省自然科学基金(BK20181109)的支持。

植被盖度在2015和2016生长季的时间分布及对降雨和土壤含水量的响应特征

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