长春市土地利用时空转型及其生态环境响应

土地利用转型是影响生态环境变化的重要因素,研究选用长春市2001、2011和2021年3期高分辨率土地利用数据,通过土地利用转移矩阵和土地利用动态度分析土地利用格局时空变化,基于生态环境质量指数和生态贡献率指标,探讨长春市生态环境对土地利用转型的响应。研究结果表明：(1) 2001—2021年间耕地和建设用地是长春市发展所需的重心土地利用类型,耕地面积呈先增后减趋势,占比始终在75%以上,建设用地面积持续增长;草地、水域和未利用土地面积呈不同程度的下降趋势;林地维持自身生态平稳,变化较小;地类间的转换,以耕地和草地两种类型最为明显。(2) 20年间,中心城区的低质量区范围逐渐扩大,次中心城区的低质量区范围略有减少。2011—2021年间,长春市生态环境质量下降速度较2001—2011年间减慢,生态环境改善面积增加,但整体生态环境质量变化幅度不大。(3) 2001—2021年间长春市部分草地荒废、水域被破坏,生态问题较为严峻。虽然国家退耕还林还草等生态政策的落实对城市生态环境质量有所改善,但其恶化趋势仍始终高于改善趋势。研究结果可为长春市土地空间格局优化、生态环境改善提供科学依据。     

植被叶片叶绿素含量反演的光谱尺度效应研究

目前光谱指数方法已被广泛地应用于植被叶绿素含量的反演中,考虑到不同传感器的光谱响应存在差异,研究了光谱尺度效应对光谱指数反演植被叶片叶绿素含量的影响。基于PROSPECT模型模拟了不同叶绿素含量(5～80 μg·cm-2)下的5 nm叶片光谱反射率数据,并利用高斯光谱响应函数将其分别模拟成10～35 nm六种波段宽的光谱数据,再分析评价5～35 nm波段宽下光谱指数与叶片叶绿素含量的相关性、对叶片叶绿素含量变化及对波段宽变化的敏感性。最后,利用波段宽为40～65 nm的反射率数据对光谱指数反演植被叶绿素含量的光谱尺度效应进行验证。结果表明,通用光谱指数(vegetation index based on universal pattern decomposition method, VIUPD)反演叶绿素含量的精度最高,反演值与真实值拟合程度最好;归一化差值植被指数(normalized difference vegetation index, NDVI)和简单比值指数(simple ratio index, SRI)其次,虽然其决定系数R2高达0.89以上,但反演的叶绿素含量值小于真实值;其他光谱指数的反演结果较差。VIUPD对叶绿素含量具有较好的相关性和敏感性,受光谱尺度效应影响较小,具有较好的反演能力,这一结论恰好验证了其“独立于传感器”的特性,同时证明了VIUPD在多源遥感数据反演植被理化参量的研究中具有更好的应用前景。