[发明专利]一种沼泽湿地芦苇地上生物量估算方法

说明书

一种沼泽湿地芦苇地上生物量估算方法，它涉及一种沼泽湿地植被地上生物量估算方法。本发明为了解决现有沼泽湿地芦苇地上生物量实地测量工作量大、周期长、成本高，无法快速准确地估算及预测生物量的技术问题本方法：获取归一化植被指数数据、地表观测气象数据和实测沼泽湿地芦苇地上生物量数据，并预处理；对地表观测气象数据插值得到各气象要素数值空间分布数据集；对各气象要素数值空间分布数据集进行重采样，并统一投影坐标；利用最大值合成法获取年植被指数最大值数据集；提取生物量采样点对应的年植被指数最大值及各气象要素值；建立生物量模拟及预测模型。该方法可以准确估算和预测沼泽湿地芦苇地上生物量，并且工作量小、周期短、成本低。

技术领域

本发明涉及一种沼泽湿地上生物量估算方法，特别涉及一种基于遥感数据来估算区域沼泽湿地芦苇地上生物量，并通过气象数据预测未来气候变化下沼泽湿地芦苇地上生物量的方法。

背景技术

湿地作为重要的自然生态系统之一，在保护生态环境、维持生物多样性，服务社会经济可持续发展等方面起到重要作用。沼泽湿地作为一种重要的湿地类型，不仅能促进水资源储存和净化，调节区域气候，还能为野生动物的繁殖提供栖息地。芦苇是沼泽湿地生态系统的主要植被类型之一，除了具有沼泽湿地植物共有的生态功能以外，芦苇还具有较高的经济价值，其广泛的用途能够为人类生产生活提供宝贵的物质资源，如芦苇杆中纤维素含量较高，可以用来制造纸、苇席和人造纤维等，由于芦苇造纸可为国家节省大量木材，因此芦苇也有第二森林之称。

地上生物量是指在单位面积内植物地上部分的总重量。沼泽湿地芦苇地上生物量可以直接反映芦苇的生长状况，是芦苇的物质基础和重要的生态质量参数之一，可作为衡量沼泽湿地芦苇产量的关键指标。明确沼泽湿地芦苇地上生物量，可以为沼泽湿地芦苇生长状况及产量评估提供科学依据。准确估算和预测沼泽湿地芦苇地上生物量，不仅可以为区域芦苇产量的定量测算提供重要的数据支撑，还能为气候变化影响下沼泽湿地碳循环研究提供科学依据。

当前，有关沼泽湿地芦苇地上生物量的获取的方法主要有两种，一种是实测法，选取有代表性的芦苇样方进行实地收割测量；第二种方法是传统的模型估算法，借助植被指数等遥感影像数据，利用模型方法计算芦苇地上生物量。第一种实测法，由于实地调查的工作量大、周期长、成本高、调查尺度相对较小等特点，使得该方法难以在短时间内获得区域尺度的芦苇地上生物量数据。第二种模型估算法，由于仅利用历史时期植被指数遥感影像数据进行模型模拟，缺少实测数据验证，且无法对未来区域芦苇地上生物量做出预测。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有沼泽湿地芦苇地上生物量实地测量工作量大、周期长、成本高，无法快速准确地估算区域芦苇生物量并对未来生物量进行预测的技术问题，提供了一种沼泽湿地芦苇地上生物量估算方法。

一种沼泽湿地芦苇地上生物量估算方法如下：

一、获取覆盖研究区域的中等分辨率成像光谱仪(MODIS)归一化植被指数数据集、地面气象观测数据集、以及实测沼泽湿地芦苇地上生物量数据，并对数据进行预处理；

二、采用普通克里格插值法，将地面气象观测数据进行插值，得到研究时间段内长时间序列各气象要素数值空间分布数据集；

三、分别将与植被指数(NDVI)数据相同分辨率的长时间序列各气象要素数值空间分布数据集重采样，并统一到与植被指数数据集相同的投影和坐标系之下；

四、根据步骤一得到的植被指数数据集，利用最大值合成法，获取研究时间段内年植被指数最大值数据集；

五、根据沼泽湿地芦苇地上生物量采样点的经纬度，利用步骤三和步骤四得到的长时间序列各气象要素数值空间分布数据集和年植被指数最大值数据集，提取研究区所有采样点对应的年植被指数最大值及各气象要素数值；

六、根据实测沼泽湿地芦苇地上生物量数据与对应的年植被指数最大值，利用一元线性回归分析，构建基于植被年植被指数最大值的沼泽湿地芦苇地上生物量估算模型，公式如下：