基于遥感定量反演的内蒙古荒漠草原带土地覆盖变化过程研究

本项目将以SPOT/VEGETATION为基本遥感信息源，并结合多年气温、降水和太阳辐射等气象观测资料，分别通过亚像元模型和基于光能利用率的估算模型，在1km分辨率的空间尺度上定量反演植被覆盖度和净第一性生产力（Net Primary Productivity, NPP）的基础上综合应用地理信息系统空间分析技术与方法，探索和把握近十来年（2000-2012）内蒙古荒漠草原带土地覆盖变化的时空过程及其地理学规律。内蒙古荒漠草原是个十分脆弱的生态系统，由于人类不合理的土地利用行为以及干旱气候因素的耦合作用，面临着严重的荒漠化威胁，成为北方生态安全最危险的地区之一。本项目应用遥感反演模型与地理信息系统技术定量研究该地区的土地覆盖变化过程，将在草原生态系统的保护与实施可持续发展战略、荒漠草原带土地覆盖变化定点微观研究、揭示人地相互作用机理和全球变化响应特征等方面具有重要的理论价值和现实意义。

土地覆盖是地表要素的合成叠加及其所呈现的属性特征，是关键的环境信息，其重要性体现在众多科学领域，资源管理以及政策目标与人类活动范围等方面。随着全球变化研究的深入和发展，各国科学家越来越迫切地感到人类活动对环境变化的巨大影响，科学家们愈来愈注意到人类行为的干预，即人-地相互作用的过去、现在和未来。土地利用/覆盖变化直接反映了引起全球变化的主导因子，即人类活动，它既是全球环境变化的输入又是它的输出结果，对地-气相互作用和生物多样性损失起着重要作用，同时也是可持续发展和人类对全球变化响应的主要因素。内蒙古荒漠草原是一个十分脆弱的生态系统，由于人类不合理的土地利用行为以及干旱气候的耦合作用，面临着严重的荒漠化威胁，成为中国北方生态安全状况最危险的地区之一。本项目以研究区SPOT/VEGETATION NDVI和PROBA-V NDVI数据为基本遥感信息源，并结合研究区及附近地区65个气象站点1998-2015年的多年逐月月平均气温和月降水量以及5个气象站点多年逐月月太阳总辐射等气象观测数据，应用NDVI–SMA模型和修正CASA模型，进行了内蒙古荒漠草原带植被覆盖度与净初级生产力遥感定量反演，在此基础上完成了基于植被覆盖度与净初级生产力的内蒙古荒漠草原带土地覆盖变化时空过程分析。VEGETATION项目是比利时、法国、意大利、瑞典和欧盟委员会等欧洲合作伙伴的空间合作成果，并于1998年与由比利时、法国和瑞典于1978年发起的SPOT项目合并。VEGETATION项目的两个传感器VEGETATION 1和VEGETATION 2，分别搭载于SPOT4和SPOT5，并发射于1998年3月24日和2002年5月4日。PROBA-V则是SPOT/VEGETATION于2014年3月31日停止运行后的后继小卫星，由比利时全方位独立研发。通过本项目的研究，我们发现了1998-2015年的18年间在内蒙古荒漠草原带所发生土地覆盖变化的重要时空规律，将为脆弱生态环境保护与修复，政策效益评价与全球变化区域响应等方面能够提供重要的科学依据。