长白山地森林植被季相变化及预报研究

项目以长白山地作为研究样区，结合Double Logistic模型和一个全局函数的优势构建一个新的模型，提取长白山地森林的关键物候期；分析MODIS数据森林物候期模拟结果的时空分布格局、年际变化趋势及其与气象要素的关系；交叉验证基于MODIS和TM (ETM+)不同分辨率传感器获得的落叶林物候期；然后通过建立地面物候观测样带，初步建立地面物候资料与高分辨率影像的相关关系，从而获取落叶林物候期在小尺度、小气候的变化；针对主要森林类型的树种，测量其在不同物候期的光谱反射率，找出积温与光谱反射率的相关关系，建立遥感数据与这些树种关键物候期的预报方程，如：预报槭树的红叶时间。这对于描述该地区气候和植被的耦合有着重要的意义，并且有利于进一步理解在大尺度上气候对森林物候期变化的影响，以及为地面物候资料与粗分辨率影像获得的物候期之间尺度的转换提供新的思路。

目前，越来越多的证据表明全球气候正逐步变暖，而植物物候现象是全球变化的积分仪和自然环境变化的综合指示器。有关物候对气候变化的响应研究正成为全球变化的热点问题。森林是全球生态系统的重要组成部分，森林物候是反映短期或长期气候变化对森林生长阶段影响的综合性生物指标。遥感技术的发展，为在景观层面进行物候观测提供了技术手段，有效地实现了物候监测从点向面的空间尺度转换。.本研究在探讨了长白山地的气候时空变化特征基础上，主要运用GIS和遥感技术，使用10天合成的SPOT/NDVI多时相遥感数据、气象数据以及各种相关的图表和统计资料等，构建了长白山地森林生长季遥感监测模型（Double Logistic模型），并利用该模型计算了1999-2008年长白山地森林植被的各物候参量；分析了1999-2008年长白山森林生长季始期、生长季末期、生长季长度、NDVI年最大值、NDVI年振幅、NDVI生长季积分值等的时空分布格局及年际变化趋势；针对长白山地区几种典型木本植被秋季叶片变色的物候现象，以实地野外测量获取的高光谱数据为基础，通过光谱微分技术来提取植被秋季叶变色期冠层高光谱中对叶绿素变化最为敏感的特征指标，从而建立微分光谱特征因子与植被秋季叶变色期物候的反演模型；并进一步深入分析了影响植被季相变化的最显著的因子，建立长白山地植被物候季相的变化与气温因子的空间相关关系，揭示了长白山森林生长季对区域降水和气温变化的响应方式和反馈机制。