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技術(shù)文章

基于遙感技術(shù)的森林健康研究概述

閱讀:468發(fā)布時(shí)間:2022-10-8

森林是陸地生態(tài)系統(tǒng)的主體,總面積超過(guò)40 億hm2,約占陸地總面積的31%。20 世紀(jì)以來(lái),由于森林面積和質(zhì)量下降引發(fā)的生態(tài)環(huán)境事件不斷出現(xiàn),使得森林健康問(wèn)題得到的關(guān)注,各國(guó)學(xué)者開(kāi)展了大量而富有成效的研究工作。

但森林植被的物理屬性與草原、荒漠、農(nóng)田、水體、建筑用地等土地利用類(lèi)型有很大的區(qū)別;不同森林植被在不同生存環(huán)境和生長(zhǎng)發(fā)育階段,體內(nèi)生化物質(zhì)組成、含量、特性以及細(xì)胞結(jié)構(gòu)、含水量也各不相同,這種物理屬性的差異形成了目標(biāo)物的光譜反射曲線(xiàn),是用于判斷和區(qū)別森林植被的重要手段。

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澳大利亞森林大火遙感監(jiān)測(cè)火場(chǎng)變化圖

(暗紅色圖斑為過(guò)火區(qū),藍(lán)色圖斑新增的過(guò)火區(qū),黃色圖斑為未過(guò)火的孤島)

上述差異雖然導(dǎo)致森林植被光譜反射曲線(xiàn)各波段反射值略有不同,但光譜曲線(xiàn)的形狀特征是基本一致的; 然而當(dāng)植被健康受到侵害時(shí),植物體內(nèi)的葉綠素濃度會(huì)發(fā)生明顯變化,光譜曲線(xiàn)的形狀特征也會(huì)隨之發(fā)生改變。而用傳統(tǒng)的原地觀(guān)測(cè)與受控實(shí)驗(yàn)等研究方法不僅需要耗費(fèi)大量的人力物力資源,且速度緩慢,缺乏時(shí)間序列上的可比性,一些偏遠(yuǎn)地區(qū)更是難以到達(dá); 因?yàn)槿狈η‘?dāng)?shù)某叨绒D(zhuǎn)換手段,整體研究結(jié)果常常難以令人信服,方法具有一定的局限性。

本文從森林資源調(diào)查、森林生態(tài)功能評(píng)估、森林健康風(fēng)險(xiǎn)控制和森林植被參數(shù)提取四方面對(duì)森林健康遙感研究進(jìn)行概況

l  森林資源調(diào)查

森林資源的動(dòng)態(tài)變化是森林發(fā)展演替有利因子與森林健康脅迫因子綜合作用的結(jié)果,對(duì)森林健康具有重要的指示作用。傳統(tǒng)森林資源調(diào)查方法采用樣地調(diào)查推算總體,這種方法代價(jià)高昂、持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)且不利于動(dòng)態(tài)跟蹤。遙感技術(shù)的應(yīng)用克服了傳統(tǒng)調(diào)查方法的缺點(diǎn),并可對(duì)森林資源結(jié)構(gòu)情況進(jìn)行及時(shí)的、動(dòng)態(tài)的、準(zhǔn)確的分析,從而較好地了解森林健康狀況四。遙感技術(shù)在森林調(diào)查領(lǐng)域的應(yīng)用,主要體現(xiàn)在森林面積(覆蓋率)、森林類(lèi)型與樹(shù)種識(shí)別、林分蓄積量等3個(gè)方面。

l  森林生態(tài)功能評(píng)估

健康的森林應(yīng)具有多重的生態(tài)功能和價(jià)值,如涵養(yǎng)水源、固碳釋氧、積累營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和保持生物多樣性等。

l  森林健康風(fēng)險(xiǎn)控制

受自然或非理性人類(lèi)活動(dòng)的影響,森林結(jié)構(gòu)遭到嚴(yán)重破壞、功能持續(xù)衰退,森林健康狀況不面臨著巨大的威脅。遙感技術(shù)的應(yīng)用打破了人類(lèi)感官的局限,在更為廣闊的時(shí)空尺度上,為人類(lèi)提供了森林健康風(fēng)險(xiǎn)控制的平臺(tái)。

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利用遙感影像監(jiān)測(cè)森林的變化

l  森林健康風(fēng)險(xiǎn)控制

雖然遙感技術(shù)破解了依賴(lài)地面調(diào)查難以完成大尺度森林綜合評(píng)估的難聽(tīng),但有時(shí)森林群落信息依然難以被直接獲取。在這種情況下,植被參數(shù)可以為相關(guān)研究提供大量且有效的信息,基于遙感影像的森林植被參數(shù)已經(jīng)成為森林健康狀況數(shù)量化表達(dá)的重要途徑。

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遙感技術(shù)為人們提供了廣闊的視野、海量的信息及一個(gè)可以實(shí)現(xiàn)客觀(guān)、連續(xù)、重復(fù)、動(dòng)態(tài)對(duì)比分析和推斷預(yù)警的工作平臺(tái)。研究證實(shí): 遙感光譜數(shù)據(jù)可與森林資源數(shù)量、穩(wěn)定性、結(jié)構(gòu)、功能和干擾等指標(biāo)建立較好的相關(guān)關(guān)系;借助遙感技術(shù),人們能夠判斷和區(qū)別不同健康狀態(tài)的森林植被,準(zhǔn)確、及時(shí)地掌握森林健康發(fā)生、發(fā)展的狀況。隨著遙感技術(shù)的迅速發(fā)展,遙感資料的分辨率也在不斷提高,其技術(shù)的應(yīng)用也日趨成熟,特別是近年來(lái)遙感技術(shù)與地理信息系統(tǒng)、定位系統(tǒng)相結(jié)合,已成功應(yīng)用于森林健康研究的諸多領(lǐng)域,顯示出*的生命力。




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