基于地表温度-植被指数特征空间的区域土壤干湿状况

作     者：杨曦 武建军 闫峰 张洁 YANG Xi;WU Jian-Jun;YAN Feng;ZHANG Jie

作者机构：地表过程与资源生态国家重点实验室(北京师范大学)北京100875 环境演变与自然灾害教育部重点实验室(北京师范大学)北京100875 民政部/教育部减灾与应急管理研究院北京100875 

出 版 物：《生态学报》 (Acta Ecologica Sinica)

年 卷 期：2009年第29卷第3期

页      面：1205-1216页

核心收录：

学科分类：083002[工学-环境工程] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 08[工学] 09[农学] 0804[工学-仪器科学与技术] 0903[农学-农业资源与环境] 0816[工学-测绘科学与技术] 081602[工学-摄影测量与遥感] 081102[工学-检测技术与自动化装置] 0811[工学-控制科学与工程] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(NSFC40601091) 国家高技术研究与发展资助项目(2006AA12Z142) 国家科技支撑计划资助项目(2006BAD20B02) 

主　　题：TVDI 土壤干湿状况 华北平原 

摘      要：土壤干湿状况是监测土地状况的重要指标之一,在水文、气候和生态等多个领域有广泛应用。地表温度-植被指数特征空间(Ts/VI)综合了传感器从可见光到近红外波段的信息,能较好地反映区域土壤干湿状况。以华北平原作为研究区,选择了研究区的云量较少的16幅MODIS产品,包括每日500m地表反射率产品(MOD09GA),每日1km地表温度产品(MOD11A1),建立温度-植被指数特征空间。首先利用线性方程拟合了特征空间的上下边界,改进了计算特征空间的干湿边的方法,并分析了干湿边参数随时间变化的趋势,比较了归一化植被指数(NDVI)和增强型植被指数(EVI)构建的地表温度-植被指数特征空间形状的差异。基于研究区107个土壤湿度站点的数据,讨论分别由Ts/NDVI和Ts/EVI特征空间计算得到的温度植被干旱指数(temperature vegetation dryness index,简称TVDI,分别为TVDIN与TVDIE)和土壤湿度的相关性,以此验证TVDI反映区域土壤干湿状况的能力。利用Ts/EVI空间计算得到的TVDI分析了研究区4个时期土壤湿度的5空间分布规律。同时在气象站点尺度上,讨论了TVDI与降水变化的相关性。研究结果表明,TVDI能够反映土壤表层的干湿状况;Ts/EVI空间计算得到的TVDI与土壤湿度的相关性比Ts/NDVI空间计算得到的TVDI与土壤湿度的相关性要高。降水随时间变化的规律和TVDI也有明显的相关性,即:每次连续降水以后TVDI值下降,表明土壤湿度升高;经过一段无降水的时间之后,TVDI值上升,土壤湿度降低。研究区不同时期的TVDIE图表明,TVDIE能够有效的反映土壤湿度的时空差异,是一种有效的实时监测土壤干湿状况的手段。