基于遥感数据的东北地区森林干扰监测模型研究

Forest disturbance induced by natural or anthropogenic factors is one of the important factors that could lead to the changes of structures and patterns of forest ecosystems and forest carbon dynamics. The high temporal and spatial variability of forest disturbance events and the loss of forest biomass are presently a major uncertainty in understanding the global carbon cycle. On the basic facts that the changes of the land surface reflectance and temperature are attributed to the changes of biophysical characteristics of terristrial surfaces between pre-disturbance and post-disturbance,this study is to build forest disturbance index model to detect regional forest disturbance areas and map forest disturbance severity in a certain year by combining time series MODIS vegetation index data product and land surface temperature data product, and then validate the model with the ground observation data;combined with multi-years climate observatory data, object-based change analysis method is used to analyze the dynamics of forset disturbance and recovering in Northeast China from 2000 to 2012.This research will be helpful to understand the spatial distribution of forest disturbances and severity, the process of vegetation restoration and succession, provide data and method support for the regional forest sustainable development and scientific decision-making on forest management, and reduce the uncertainty in estimating the regional forest carbon source and sink.

自然因素和人为因素等各种原因引起的森林干扰，是影响森林生态系统结构和功能、森林碳储量动态变化的一个重要因素。森林干扰事件的时空变化和干扰引起的生物量损失是导致全球碳循环估测不确定性的主要原因之一。本课题以东北地区森林为研究对象，拟根据森林干扰前后地表地物的生物物理特征变化引起的地表反射率和地表温度发生相应变化这一物理特征机制，利用时间序列的MODIS 植被指数和陆表温度数据，建立森林干扰指数模型，监测区域范围内不同年度森林干扰事件的影响范围与干扰强度，并以实地调查观测数据对模型的结果进行验证、分析评价；采用面向对象的变化分析方法，结合气候观测数据，分析2000年-2012年东北地区森林干扰-森林恢复的动态特征。本研究有助于监测大区域森林干扰的空间分布、干扰强度以及恢复过程，为区域的森林可持续发展、森林科学经营管理决策、减少区域森林碳源汇估测的不确定性提供数据和方法支撑。

森林干扰是影响森林生长、变化、更替和森林健康的重要原因，其时空变化和干扰引起的生物量损失是导致全球碳循环估测不确定性的主要原因之一。本研究结合不同尺度的遥感数据，利用不同的研究方法对于不同地区的森林干扰变化开展了研究。对于大面积森林自然生长区域，根据森林干扰前后地表地物的生物物理特征变化引起的地表反射率和地表温度发生相应变化这一物理特征机制，利用时间序列的MODIS 植被指数和陆表温度数据，建立森林干扰指数模型，监测区域范围内不同年度森林干扰事件的影响范围与干扰强度；对于森林生长迅速的人工林区域，采用面向对象的变化分析方法，结合植被指数等特征，利用多时相高分辨率卫星遥感数据提取森林资源变化区域，包括森林采伐和森林恢复区域。本研究有助于监测不同尺度的森林干扰事件，为森林可持续经营管理决策、减少区域森林碳源汇估测的不确定性提供数据和方法支撑。