岷江上游毛儿盖地区"生态水"遥感量化研究

生态水层指与地表植被(包括植被叶面杆茎层,根系土壤层和腐殖层等)紧密相关的储水体，它可对降水起着缓存、分配与调节的作用,是水文循环的重要环节。生态水层富水特征十分特殊,用常规方法难以从整体与宏观角度量化,因而,本项目根据本课题组自2001年完成国家863项目研究以来的多项成果与经验,利用多时相多波段遥感对植被、水份含量等地物波谱的敏感性及宏观成像特征，建立生态水(层)信息指标体系及其遥感反演模型,以定量解决水文循环中植被对降水缓存、分配与调节的"水文效应"问题。研究成果对查明与监测植被丰富的长江上游生态水层的时空变化与储水特征，指导长江源区生态环境的保护与重建，丰富水文循环研究理论，具有巨大潜在的社会经济价值与重要科学意义和广泛应用前景。利用遥感等高科技手段从四维空间研究生态水资源的性质、分布特征及其变化规律,在国内外尚无先例。

“生态水（层）”是大气降水转化后的一个层次，由植被、植被腐殖层、根系土壤层所储存，以植被为中心。有如“地下水含水层”，它能对降水进行截流，并向地表河流、地下水储层补给输水，是水文循环研究的重点和难点。课题组选择岷江上游毛儿盖一带为实验区， 开展以植被为中心的“生态水”（层）遥感定量研究，综合应用遥感等新技术新方法，根据生态学、植物学、水文地质学、森林水文学及地物遥感信息成因机理，研究生态水（层）的性质、功能、空间分布特征及变化规律，建立生态水（层）信息指标体系和生态水（层）各指标参数的遥感反演模型，并提出计算生态水资源量的遥感反演模型与方法。. ①生态水（层）信息指标体系主要包括生态水涵养模数（MEC）、生态水层富水极值系数（EUI /ELI））、植被水份含量指数（VMC）、土壤水饱和系数（SMS）、土壤含水量（SMC）和生态水层环境温度（ET）等多项参数。这些参数可以通过遥感图像信息提取等手段反演，有些也可通过波谱测试仪等仪器进行现场实测，或在实验室直接或间接获得；. ②生态水（层）地面参数与其周围环境湿度、温度、地面亮度等密切相关，在遥感图像上有不同程度的信息反映，据此可建立生态水层地面参数与遥感信息参量之间的转换模型；. ③ 生态水涵养模数（MEC）表征单位面积生态水层所涵养的生态水总量，与植被含水量、土壤含水量以及地形条件等因素相关。通过建立生态水涵养模数遥感反演模型，可测算出研究区生态水层的涵养水总量：. 设试验区遥感图像由M行N列像元组成，设时间t时刻像元（i，j）处的生态水层涵养模数为MEC （i,j）t，植被冠层截留量为I（i，j）t ，土壤含水量为S（i，j）t ，植被含水量V（i，j）t，则生态水涵养模数遥感定量反演模型为： . MEC （i,j）t ＝ A(k1I(i,j)t + k2S(i,j)t + k3V(i,j)t + B i=1,2,3…M；j＝1,2,3…N . 生态水是维持生态环境正常功能的水体,一般方法很难获得其资源量。本课题提出以植被为中心的生态水遥感定量研究,不但丰富生态环境理论研究,也将推动水资源演变与水循环理论和技术方法研究，拓宽遥感技术应用研究领域，对西部大开发乃至全国生态环境研究具重要科学意义和巨大潜在的社会经济价值。