基于多光谱遥感数据的生物多样性监测与评估

作者：杨文府; 刘珺^*; 汪雯雯; 刘小松; 郝晓阳

来源：光谱学与光谱分析, 2023, 43(04): 1282-1290.

• 多光谱遥感
• 生物多样性
• 动态生境指数
• 气候变化

生物多样性是人类赖以生存的基础。受环境和气候变化的影响，全球生物多样性丧失日趋严重，研究区域生物多样性对保护濒危物种栖息地、合理规划与利用区域资源具有重要意义。基于2002年—2018年多光谱遥感植被产品中的NDVI、 EVI、 FPAR、 LAI、 GPP数据集，构建了累积、最小和差值三种动态生境指数(DHI),结合气象数据和物种分布数据，采用多元回归分析分别研究了(1)基于NDVI、 EVI、 FPAR、 LAI、 GPP多光谱遥感指数构建的DHIs评价生物多样性的适用性；(2)累积、最小和差值DHIs表达物种多样性的互补性；(3)气候变化对我国生物多样性的影响；(4)累积、最小和差值DHIs表达物种丰富度的能力。研究表明：(1)基于同种MODIS多光谱植被指数的同一DHIs之间具有很强的相关性(相关系数0.77到0.98之间),可相互替代；同一植被指数的累积、最小和差值DHIs之间有一定关联性，但三者不可相互替代。(2)与基于NDVI、 EVI、 FPAR、 LAI产品数据构建的DHIs相比，GPP-DHIs监测我国生物多样性的能力最强，且与物种丰富度之间存在良好的相关性(相关系数0.32到0.84之间)。(3)持续发生的气候变化会显著影响区域内的植被总生产力，极端气候对大区域内的影响不大；蒸散量对大尺度区域的植被总生产力影响比气温和降水的影响更显著。(4)环境变化对两栖动物物种丰富度影响最大，其次是鸟类，受影响最小的是哺乳动物。(5)我国累积DHI与最小DHI表现为自西北内陆向东南沿海地区逐渐增大的格局，西北和华北地区，高山、高纬度地区，以及西北沙漠地区最小DHI很小，表明东南沿海区域的生态环境更适合生物生存，恶劣的环境严重影响生物多样性；差值DHI表现为东北、华北较高，华中、华南较低的空间格局，表明东北、华北地区物种生存环境的变化较大，华中、华南地区物种的生存环境比较稳定。

• 单位
  中国地质大学（北京）; 太原理工大学