



摘要:面對生態(tài)退化風險,我國草地資源迫切需要現(xiàn)代遙感技術建立規(guī)范化遙感解譯框架來支撐草地新時期的調查與管理。本研究通過對文獻分析和歷史資料的整理,梳理我國草地資源調查工作歷程,分析草地資源調查技術的進展與不足。在此基礎上,結合遙感標準光譜端元空間的優(yōu)勢,勾畫草地資源類型學-草地資源調查-管理之間的關聯(lián)與尺度效應,提出多尺度融合嵌套的草地資源遙感解譯框架,并建議推動草地系統(tǒng)知識共享平臺的搭建,為草地資源適應性管理研究與實踐提供重要支撐。
關鍵詞:草地資源;調查歷程;光譜端元空間;解譯框架;共享平臺
中圖分類號:S29文獻標識碼:A文章編號:1007-0435(2023)03-0623-09
Investigation History of Grassland Resources in China and Standardized
Framework for Remote-Sensing Image Interpretation
SUN Min-xuan, JI Zheng-xin, MA Wei-zhe, YANG Yun-feng, JIAO Xin, SUN Dan-feng*
(College of Land Science and Technology, China Agricultural University, Beijing 100193, China)
Abstract:Facing the increasing risk of ecological degradation,it is urgent to establish a standardized framework of remote-sensing image interpretation to conduct grassland investigation and management. This study summarized the history of grassland resource investigation and analyzed the development of investigation technology in China through literature collection and historical data collation. Taking advantage of spectral endmember space,the correlation and scale effect among grassland resource typology,investigation,and management were established. We also proposed an interpretation framework of spectral endmember space based on a multiscale fusion strategy for grassland and made a suggestion of a sharing platform of grassland systematic knowledge,which would provide a support for the researches of management and other practices of grassland resources.
Key words:Grassland resources;Investigation history;Spectral endmember space;Interpretation framework;Sharing platform
草地覆蓋廣泛,約占地球陸地總面積的24%[1]。在當前“碳中和”“碳達峰”時代背景下,草地是重要的土壤碳匯,全球陸地碳儲量的三分之一來自于草地[2]。除此以外,草地還可以提供許多生活服務和生態(tài)系統(tǒng)服務,如生物多樣性、碳固存和文化價值等[3]。但全球49%的草地正在遭受不同程度的退化[4],主要源于社會經濟因素,包括過度放牧、土地利用類型變更、飲食消費偏好變更以及不合理的土地管理政策等[5]。因此,有效開展草地資源全面調查,動態(tài)掌握草地資源現(xiàn)狀,從而針對性開展草地資源保護是當前草地適應性管理面臨的重要挑戰(zhàn)。
中國草地科學理論從上個世紀初期開始萌芽,到新中國成立初顯雛形。隨后,一大批科研工作者投身其中并在上個世紀90年代形成了大量理論和數(shù)據(jù)資料。現(xiàn)存的草地科學理論、經驗資料為后續(xù)草地學科的發(fā)展和草地資源調查技術革新奠定了重要的理論基礎和技術發(fā)展思路。然而,草地系統(tǒng)是一個開放的、多態(tài)的、自組織的、非線性的復雜系統(tǒng)[6]。當前全球氣候變化劇烈和經濟社會發(fā)展迅速,草地類型、狀態(tài)、生產力等均面臨難以預測的變化態(tài)勢[7],傳統(tǒng)的調查方案和理論框架已經很難應對目前的管理需要[8-11]。當前,遙感技術快速發(fā)展,已經形成很多可應用于草地系統(tǒng)的遙感解譯方法和分類模型,但仍以聚焦區(qū)域或小尺度、采用單一數(shù)據(jù)源、針對單一草地分類單元為主,很難形成多尺度、可傳遞的草地系統(tǒng)信息知識庫,無法應對多部門、多層級的決策需求。因此,迫切需要建立一套能夠承載不同數(shù)據(jù)源,充分借鑒歷史理論積淀,針對草地生長的氣候狀態(tài)、地境狀態(tài)和植物本身等多個生態(tài)尺度,可以支撐當前管理需求,規(guī)范化、可移植的草地資源遙感解譯框架,以期為新一代草地資源調查工作提供一些技術和方向性指導。
本文通過對文獻分析和歷史素材的整理,梳理中國草地資源調查和草地類型理論發(fā)展的歷史脈絡,并針對當前遙感技術發(fā)展趨勢,提出基于地表標準光譜端元的草地資源規(guī)范化遙感解譯框架,并分析草地資源類型-草地調查與管理之間的尺度效應,在草地資源調查和適應性管理模式等方面提出新思路。
1草地資源調查工作歷程
任繼周先生提出的草業(yè)科學界面理論認為草業(yè)系統(tǒng)由3個界面聯(lián)結而成,包括草叢-地境界面、草地-家畜界面和草畜-社會界面[12-13]。借鑒界面理論可以很好的厘清中國草地資源調查工作的脈絡,并將中國草地資源調查工作大致分為3個階段。其中,建國前以草叢-地境界面為主,草地-家畜界面和草畜-社會界面為主的調查主要在建國后開展,以國家重要項目及專業(yè)需求作為篩選草地調查工作的主要標準,具體如下。
1.1以草叢-地境界面為主的調查
草叢-地境界面為主的調查源于20世紀初,持續(xù)到新中國成立。早期由外國學者主導,以調查區(qū)域草地植物資源及其地理分布為主,日、英、美、德、法等國在我國進行了系統(tǒng)的區(qū)域性草地資源調查[14-17],其中對于各類型草原地理分布結果,以奧地利人Handel-Mazzetti于1930發(fā)表《中國植物地理的結構和親緣》最具代表性[18]。與此同時,我國很多老一輩的植物學家如黃以仁、李繼侗、劉慎諤、秦仁昌、吳征鎰等曾與外國調查團一起或單獨對我國草原植物進行過調查研究[19],劉慎諤在內蒙古、甘肅、新疆和西藏西部進行長期考察,并發(fā)表《中國北部和西部之植物地理》一書[20]。黃秉維和鐘補求在前人研究的基礎上進一步改進并發(fā)表了《中國植物地理》和《秦嶺之植物地理觀》,著重闡述草地植被類型的地理分布[21-22]。該階段的調查由外國科學家主導,主觀上以掠奪資源為目的,但客觀上有助于了解我國草原資源的分布與歷史狀態(tài)[16],尤其眾多老一輩的植物學家從國外引進植物分類學技術,在國內開展調研應用,留下了大量的植物區(qū)系和植被演替的珍貴資料,孵化出中國草地類型學的雛形。
1.2以草地-家畜界面為主的調查
新中國成立初期,草地開發(fā)規(guī)劃和草地畜牧業(yè)生產受到政府重視。該階段在植物-地境的基礎上強調了對草地利用方式、載畜狀況和牧草適口性等方面的調查,草地資源調查工作開始觸及草地-家畜界面。1952年農業(yè)部聯(lián)合有關部門由王棟率領,在錫林郭勒盟開展調查牧草適口性、生長季節(jié)及分布范圍,并編制了《內蒙古錫林郭勒盟牧場飼料植物及其適口性調查表》。1956年中國科學院成立專門探查自然資源及其開發(fā)問題的自然資源綜合考察委員會[23]。綜考會聯(lián)合專業(yè)機構和相關部門在1956—1989間先后對全國各個省區(qū)開展了十余次涉及草原資源的調查,取得了大量的基礎資料和科研成果。系統(tǒng)性、大范圍和高標準的調查工作是對當時主流草地類型學理論的一次集中實踐檢驗,在此過程中發(fā)展出多個草地類型理論,其中就包括植被-生境學分類理論,該理論后發(fā)展為“中國草地類型分類系統(tǒng)”并應用于全國第一次草地資源統(tǒng)一調查。1979年,國家科委、農委下達全國草地資源統(tǒng)一調查任務。該調查以草場開發(fā)利用為主要目的,同時探究草場發(fā)生與其生態(tài)地境之間的關系,調查全國2 000余縣,95%以上的國土[10],并于1994年完成了《1∶1 000 000中國草地資源地圖集》《中國草地資源》《中國草地資源數(shù)據(jù)》《1∶400萬中國草地資源圖》等草地資源調查成果[8,24-25]。該階段的系列調查活動第一次描述我國草地資源的本底狀態(tài),為中國畜牧業(yè)闊步發(fā)展提供了重要的幫助,推進了草地生態(tài)系統(tǒng)、草地分類、草地資源分區(qū)等基礎理論以及草地調查和制圖技術的發(fā)展。
1.3以草畜-社會界面為主的調查
到了21世紀,對草地資源利用出現(xiàn)重利用輕養(yǎng)護等掠奪性經營現(xiàn)象,使得草地退化趨勢加劇,并進一步加劇了災害氣候的發(fā)生[26-27]。2002年新修訂了《中華人民共和國草原法》,強調權責關系和獎懲制度,并要求定期發(fā)布草原調查統(tǒng)計資料。草原法雖提出定期調查制度,但未形成規(guī)范的調查體系,直到2008年國務院518號令發(fā)布《土地調查條例》,確立了規(guī)范的土地調查方案和秩序。兩部法例基本確立了我國草地調查和統(tǒng)計體系與標準。2012年十八大做出“大力推進生態(tài)文明建設”戰(zhàn)略決策,堅定了扭轉生態(tài)惡化的意志,2017年中央全面深化改革領導小組第37次會議將“草”納入“山水林田湖生命共同體”,極大推進草原生態(tài)文明建設。為了貫徹生態(tài)文明體制改革,國家又進行了兩次草原資源專項清查活動。2017年農業(yè)部印發(fā)《全國草地資源清查總體工作方案》,并組織全國第二次草地資源清查工作,還提出了《草地資源調查技術規(guī)程》,因部門調整,全國調查數(shù)據(jù)未能完成匯總。自然資源部組織于2019年開始實施全國第三次草地資源調查工作,本次調查主要針對草原綜合植被蓋度指標(《全國草原保護建設利用“十三五”規(guī)劃》將草原綜合植被蓋度納入生態(tài)文明建設考核核心指標體系),完善了全國草原資源綜合植被蓋度調查的技術方案和工作方案。該階段雖然組織了兩次大范圍的草原資源專項調查活動,但采取的技術規(guī)程和理論體系與第一次草原調查方案基本一致。2020年自然資源部發(fā)布《自然資源調查監(jiān)測體系構建總體方案》,明確了對自然資源共性特征調查的基礎上,根據(jù)草原、森林、濕地等自然資源的特性和宏觀決策需求,開展相應的專業(yè)性調查,查清其數(shù)量、質量、生態(tài)功能以及相關人文地理等多維度信息,表明草地資源調查融入到生命共同體系統(tǒng)組織結構和功能效應的綜合評價。
2草地資源調查技術
2.1傳統(tǒng)草地資源調查技術與流程
早期中國的草地資源調查工作都以野外實地勘探調繪再經過內業(yè)整理、核查補繪為主,需要大量的野外工作支撐,且多以手繪為主,耗時耗力,調查周期動則數(shù)年,甚至數(shù)十年[28-29]。這其中最具代表性的是上世紀80年代全國第一次草原資源調查[19]。該調查以縣級行政區(qū)為基本執(zhí)行單位,包括準備階段、預查階段、外業(yè)調查階段以及內業(yè)資料匯整階段、內業(yè)工作階段以及成果印刷和歸檔階段等6個階段。這次草地資源調查雖然取得了開創(chuàng)性的成果,卻存在諸多問題,主要體現(xiàn)在調查范圍、區(qū)域差異以及技術水平三個方面。在調查范圍上,覆蓋約全國95%的地區(qū),河北、江蘇等地部分農區(qū)沒有涉及。同時,由于省級行政界限的爭議,也導致省級草地調查范圍重合、擴大等現(xiàn)象的發(fā)生。在區(qū)域上,省際間零星草地調查的不平衡,草地劃分標準的不一致,調查精度的差異也增大了調查結果的誤差。如黃土高原溝壑縱橫,地形破碎導致諸多草地因地形分割破碎而未能上圖[19]。在技術上,以遙感衛(wèi)片輔助識別、人工勾繪為主,存在成本大、周期長、效率低的問題。
2.2早期遙感技術在草地調查的應用
由于傳統(tǒng)調查方案的高成本、低效率特征,遙感成為公認的調查技術革新方向[30-31]。上世紀80年代,賈慎修、牟新待、蘇大學等開始嘗試將遙感技術應用于草地資源調查工作,并發(fā)現(xiàn)遙感技術能夠大大提高草地資源調查精度和效率[32-34]。因此,全國第二次草原資源快查(1999—2000年)主要基于專題繪圖儀(Thematic mapper,TM)和中國陸地衛(wèi)星影像等遙感數(shù)據(jù)源,配合人機交互完成草原資源信息提取制圖工作。但草地系統(tǒng)的生境和地理異構特征使得草地系統(tǒng)遙感監(jiān)測面臨諸多挑戰(zhàn),主要表現(xiàn)在草地尤其荒漠草地的植物-土壤生境光譜信息混淆[35],以及生物認知與機器解譯模型的黑化導致光譜解譯框架與專業(yè)概念框架很難同化等方面[36-39]。
3標準光譜端元空間及空間尺度融合嵌套
3.1標準光譜端元空間
復雜的地表覆被結構使得光譜空間描述復雜的地表物質狀態(tài),并且光譜數(shù)據(jù)在不同的時空下具有較強的異質性,促使當前遙感應用面臨“同物異譜”“同譜異物”等諸多挑戰(zhàn)[40-41]。有研究證明從混合光譜空間向地表端元(純凈要素)空間轉變或許有機會突破當前困境[42]。即通過光譜分解模型將混合光譜解構為標準端元,從而構建標準端元空間,將光譜信息與生境意義相聯(lián)系,也使得解譯框架有了穩(wěn)固的底層專業(yè)邏輯[43-46](圖1)。當然,標準光譜端元的信號很難直接從原始光譜數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn),需要先經過數(shù)據(jù)降維將純凈信息增強出來,可通過主成分分析(Principal component analysis,PCA)或最小噪聲分離變換(Minimum noise fraction rotation,MNF)進行信息增強,主數(shù)據(jù)降維過程將絕大多數(shù)信息壓縮存儲在了最頂層的2到3個特征空間中,對該特征空間構建二維散點圖即可在端點處獲取純凈組分,選取200~400個像元并以其平均反射率曲線代表端元光譜[46-47]。最后利用獲取的各端元光譜曲線執(zhí)行線性或非線性、約束或非約束光譜混合分解過程。因此,光譜混合分解,即標準光譜端元空間的構建過程包括3個步驟:數(shù)據(jù)降維、端元提取以及光譜解混。
目前光譜混合分解模型已經有了系統(tǒng)的應用和深入的發(fā)展,在理論層面發(fā)展了概率模型、幾何光學模型、隨機幾何模型和模糊分析模型等[48],在分解方法上也發(fā)展出了多端元光譜分解模型[49]、時相分解模型[50-51]等等。除此之外,混合像元概念在具有高覆被動態(tài)和光譜異質性的草地系統(tǒng)尤其常見,在荒漠草地類中,像素內部的植被組分往往被沙土背景混淆,通過沙、鹽、植被和暗色物質等地表物質組分來代替單個像素混合光譜的表征方式,可以消除灌草植被與背景地物的混淆問題[45]。地表真實的物理組分在時間尺度上存在明顯的互動行為,可以為分類框架的專業(yè)解讀提供充分的證據(jù),有學者基于此構建高密度的時間場域,對草地系統(tǒng)的群落生境互動特征進行了詳細分析,最終得到精細的荒漠植被分布結構圖[52-53];不僅如此,草地具有年內覆被高動態(tài)特征,借助不同草地類型的物候差異通過時相混合分解技術可以實現(xiàn)不同草地類型的信息提取[54]。
3.2標準光譜端元空間多尺度融合嵌套
標準光譜端元空間可以作為多尺度草地資源遙感解譯的內核,基于該內核要想構建草地系統(tǒng)解譯的標準框架,還需要考慮草地資源類型-制圖精度和管理尺度之間的關聯(lián)與需求,建立多尺度融合嵌套的解譯結構,基于端元豐度時空融合技術可以構建端元空間時-空-譜上的多尺度交流通道[55],使得不同單位格點下的草地系統(tǒng)調查和評估結果能夠相互嵌套和驗證,實現(xiàn)知識體系的上下傳遞[52-53](圖2)。最終,基于標準端元空間多尺度融合嵌套的草地系統(tǒng)解譯框架才能夠實現(xiàn)草地系統(tǒng)知識的有效共享,從而支撐不同行業(yè)應用部門的業(yè)務需求。
4草地資源尺度效應與遙感規(guī)范化解譯框架
4.1草地類型理論-調查制圖-管理的關聯(lián)與尺度效應
建立規(guī)范化草地資源調查框架需要思考草地資源類型學、調查制圖與草地管理理論之間的關系[29,56-60]。首先草地資源類型理論的建立應基于一定的管理視角,其次調查制圖工作要有類型理論的支撐和現(xiàn)代遙感技術的結合,最終服務于國家草地資源管理。其中類型理論是理論基石,調查制圖是技術手段,資源管理是最終經營行為,三者相互支撐才能避免重復調查和管理的無序[61]。
難點在于三者均有其尺度性,草地類型的尺度上至大區(qū)域氣候、大地形地貌,下到我們所認知的最小植被個體或生物化學參數(shù);調查制圖的尺度顯化于圖件不同的比例尺,同時在其面對現(xiàn)實世界最小實體時依賴光譜數(shù)據(jù)的空間和光譜尺度,以及調查技術的靈敏程度;管理的尺度在于農戶及不同的行政等級和政策效力。基于此,分類系統(tǒng)的設計應是多尺度分層嵌套的結構(圖3),從上至下逐漸發(fā)展出更具體的生態(tài)單元作為草地資源分類系統(tǒng)[62]。其中,通過全球、大陸和區(qū)域氣候類型和表觀地貌的變化識別上層單位,由大氣候、大地形控制著能量和水的分配梯度[63-65],從而組成大尺度上的宏觀潛力區(qū)劃,形成國家或區(qū)域可借鑒的戰(zhàn)略支撐;在上層單位的控制下草地類別的發(fā)生受適當尺度的人為擾動、水文功能、地貌格局、土壤和土地容量的控制,這些因素組成草地的生態(tài)地境,是連接上層宏觀生態(tài)潛力和下層草地狀態(tài)的樞紐[66],也是草地資源區(qū)域規(guī)劃的關鍵;草地的群落格局指示類型系統(tǒng)的底層單位,每個底層單位在不同的管理措施下表現(xiàn)其特有的生態(tài)容量和短期波動規(guī)律,這些人為壓力下的群落演化方向和健康閾值是基層組織規(guī)劃畜牧方式的重要指示器[67-68]。調查制圖作為聯(lián)系草地類型系統(tǒng)和管理之間的橋梁,使得草地資源類型學-制圖-管理之間形成尺度效應。該尺度效應實現(xiàn)了理論框架和技術手段的統(tǒng)一,也成為不同產品之間相互轉化的關鍵。要想其能夠支撐各部門的管理行為,還需要不同的利益相關者之間協(xié)作學習和集體行動,以產生有用的知識來滿足不同部門的管理需要。
4.2多尺度融合嵌套的草地資源解譯框架
基于草地類型理論-調查制圖以及管理的關聯(lián)和尺度效應,可以構建多尺度融合嵌套的草地資源解譯框架(圖4)。首先,氣候和生態(tài)條件作為上層因子,需要起到草地資源調查的重要指示作用,可以選用遙感氣象和地形產品來表征草地發(fā)生的熱量因子、水分因子和地形因子,根據(jù)我國草地資源調查工作歷史的理論基礎構建草地發(fā)生的生態(tài)-氣候生長知識樹,進行草地類型潛在植被分區(qū)[69-70],以進行草地生態(tài)宏觀戰(zhàn)略把控,可獲取的數(shù)據(jù)產品平臺有MODIS陸地氣候產品(https://ladsweb.modaps.eosdis.nasa.gov/search/),全球高分辨率氣候數(shù)據(jù)分享平臺(WorldClim:https://www.worldclim.org/data/index.html),哥白尼氣候變化服務數(shù)據(jù)平臺(Climate Data Store:https://cds.climate.copernicus.eu),資源環(huán)境科學與數(shù)據(jù)中心(https://www.resdc.cn/)等;其次,基于潛在植被區(qū)劃,可利用MODIS,Landsat等中分辨率、多光譜遙感數(shù)據(jù)構建標準光譜端元空間,生成時間序列端元豐度圖集,并在省域尺度進行草地類型分類研究,獲取到區(qū)域草地類型的結構信息,以支撐草原可持續(xù)政策研究;然后,通過端元豐度時空融合模型建立中-高分辨率間標準端元嵌套路徑,獲取高時間、高空間分辨率的端元豐度時空融合數(shù)據(jù)集,高空間分辨率數(shù)據(jù)可采用米/亞米級多光譜數(shù)據(jù)源如我國高分系列(GF1/2/6)、資源系列(ZY-1/3)、歐空局Sentienl-2,PlanetScope衛(wèi)星產品、Worldview系列(WV1/2)等;最后,使用融合獲取的數(shù)據(jù)集運用時間序列的制圖模型進行重點區(qū)域的草地組-型信息提取研究,獲取草原群落結構信息,以服務于基層單位畜牧管理方式[71]。
4.3草地系統(tǒng)知識共享平臺
多尺度融合嵌套的草地資源解譯框架可以為不同的業(yè)務部門提供有效的調查思路,并生成不同層次的草地資源類型和分布信息[72]。但信息獲取的需求在不同利益相關者之間存在不同,草地調查、恢復和利用動態(tài)過程交流很少,導致不同相關者之間出現(xiàn)信息錯位。所以,有必要規(guī)范草地系統(tǒng)的認知體系[73],并且無障礙的報告不同工作的過程和結果,并持續(xù)監(jiān)測世界各地草地管理方案。這需要建立科學家和草地從業(yè)人員網絡,提供草原管理方案信息平臺,如生態(tài)恢復協(xié)會(Society for ecological restoration,SER)在2017年啟動草地恢復資源中心(https://www.ser.org),它是一個在線、可公開訪問的平臺,通過世界各地的生態(tài)恢復項目、出版物和其他資源交流知識和經驗。世界保護方法和技術概述(WOCAT)數(shù)據(jù)庫為可持續(xù)土地管理技術和方法提供了一種形式和知識交流平臺(https://www.wocat.net),并被《聯(lián)合國防治荒漠化公約》重點引用;國際林業(yè)研究中心組織全球景觀論壇(https://events.globallandscapesforum.org),為可持續(xù)土地利用的討論提供了一個流動平臺,得到聯(lián)合國和世界銀行的支持。這些數(shù)據(jù)的應用成果已經表明用戶驅動的共享平臺能對世界不同區(qū)域的土地利用管理提出有價值的參考,但草地在這些數(shù)據(jù)庫中的代表性不足,所以需要建立草地資源管理的信息共享平臺。為了保證平臺運行有效,需要廣泛吸納不同尺度區(qū)域利用、保護和恢復案例,無論成功與否,都應注明行動的目標、過程,梳理沒有成功的地理學或生態(tài)學原因。
5結論與建議
本文梳理了中國草地資源調查歷程,總結出當前草地資源調查仍存在成本較高、周期較長等問題,難以應對當前生態(tài)文明建設以及畜牧生產的時效性要求。針對這些問題,結合快速發(fā)展的遙感技術,提出了以標準光譜端元空間為內核建立規(guī)范化遙感解譯框架的輔助支撐策略。標準光譜端元空間已經在學術和實際應用上被廣泛論證,且其具有直觀的生境意義,能夠實現(xiàn)草地生境信息的不同尺度傳遞和交流,更直觀有效的配合不同階段管理者和牧戶的實際決策,從而實現(xiàn)草地類型理論-調查制圖和草地管理之間的尺度聯(lián)動和知識互通。
基于標準光譜端元空間的規(guī)范化遙感解譯框架能夠輔助實現(xiàn)草地資源的高效、動態(tài)監(jiān)測,這對于中國農業(yè)結構的糧-畜轉型,畜牧管理結構的調整以及“碳中和”背景下草地生態(tài)固碳潛力的估算都有很好的支撐作用。除此之外,該框架不僅適用多尺度草地調查工作,也可應用于山、水、林、田、湖、海、草、沙等自然資源的動態(tài)監(jiān)測和評估。然而,快速、穩(wěn)定的調查手段只是自然資源管理工作的基礎,國家生產、生態(tài)重大戰(zhàn)略的落地仍然離不開對生態(tài)系統(tǒng)更加深刻和理論化的認識,離不開規(guī)范化的評價指標體系,因此,亟需在獲取到動態(tài)、準確、多尺度自然資源調查成果的基礎上,搭建生態(tài)系統(tǒng)知識和信息共享平臺,以滿足不同利益相關者的信息需求,削減信息錯位,促進建立可持續(xù)的草地資源調查和管理模式。
參考文獻
[1]孫鴻烈. 中國資源科學百科全書[M]. 北京:中國大百科全書出版社,2000:23-31
[2]BAI Y,COTRUFO M F. Grassland soil carbon sequestration:Current understanding,challenges,and solutions[J]. Science,2022,377(6606):603-608
[3]BRISKE D D. Rangeland systems:processes,management and challenges[M]. Berlin:Springer Nature,2017:6-23
[4]BARDGETT R D,BULLOCK J M,LAVOREL S,et al. Combatting global grassland degradation[J]. Nature Reviews Earth amp; Environment,2021,2(10):720-735
[5]劉加文. 大力開展草原生態(tài)修復[J]. 中國畜牧業(yè),2018(19):57-59
[6]唐芳林,楊智,王卓然,等. 生態(tài)文明視域下草原治理體系構建研究[J]. 草地學報,2021,29(11):2381-2390
[7]侯向陽,李西良,高新磊. 中國草原管理的發(fā)展過程與趨勢[J]. 中國農業(yè)資源與區(qū)劃,2019,40(7):1-10
[8]趙磊磊,張英團,張良,等. 我國草原調查監(jiān)測現(xiàn)狀、存在問題及對策分析[J]. 林業(yè)建設,2020(6):8-12
[9]李向林. 草原管理的生態(tài)學理論與概念模式進展[J]. 中國農業(yè)科學,2018,51(1):191-202
[10]王鐵梅. 我國草原資源調查的制度與方法思考[J]. 中國土地,2020(3):39-41
[11]吳鳳敏,胡艷,陳靜,等. 自然資源調查監(jiān)測的歷史、現(xiàn)狀與未來[J]. 測繪與空間地理信息,2019,42(10):42-44
[12]任繼周,南志標,郝敦元. 草業(yè)系統(tǒng)中的界面論[J]. 草業(yè)學報,2000,9(1):1-8
[13]任繼周,侯扶江. 草業(yè)科學框架綱要[J]. 草業(yè)學報,2004,13(4):1-6
[14]JOHNSON R G. Exploring a grass wonderland of wild west China[J]. National Geographic,1944,85(6):713-749
[15]傅沛云. 東北草本植物志[M]. 北京:科學出版社,1998:34-42
[16]呂林有,趙艷,于國慶. 國內外草地植物資源調查歷史現(xiàn)狀與趨勢[J]. 黑龍江畜牧獸醫(yī),2016(19):140-143
[17]KINGDON-WARD F. Tibet as a grazing land[J]. The Geographical Journal,1947,110(1/3):60-75
[18]CHEN F H,HU C. Taxonomic and phytogeographic studies on Chinese species of Lysimachia[J]. Journal of Systematics and Evolution,1979(17):21-53
[19]蘇大學. 中國草地資源調查與地圖編制[M]. 北京:中國農業(yè)大學出版社,2013:9-14
[20]路其首. 劉慎諤歷史植物地理學研究的學術源流及特點[J]. 中國科技史雜志,2022,43(3):424-434
[21]孫世洲. 關于中國國家自然地圖集中的中國植被區(qū)劃圖[J]. 植物生態(tài)學報,1998(6):44-46
[22]陳怡平,張行勇. 大秦嶺生態(tài)環(huán)境:過去、現(xiàn)在與未來[N]. 中國科學報,2019-03-07(8)
[23]溫景春. 自然資源綜合考察委員會[J]. 中國科學院院刊,1986(4):344-346
[24]任繼周,胥剛,李向林,等. 中國草業(yè)科學的發(fā)展軌跡與展望[J]. 科學通報,2016,61(2):178-192
[25]蘇大學. 1∶1000000中國草地資源圖的編制與研究[J]. 自然資源學報,1996,11(1):75-83
[26]林培. 從近年來北方連續(xù)大旱看我國北方草地的資源生態(tài)保護問題[J]. 中國動物保健,2000(11):21-22
[27]吳正. 中國沙漠與治理研究50年[J]. 干旱區(qū)研究,2009,26(1):1-7
[28]胡自治. 草原分類方法研究的新進展[J]. 國外畜牧學(草原與牧草),1994(4):1-9
[29]章祖同. 談中國草地的分類問題[J]. 中國草原,1988(1):1-6
[30]劉紀遠. 國家資源環(huán)境遙感宏觀調查與動態(tài)監(jiān)測研究[J]. 遙感學報,1997,1(3):225-230
[31]林培. 農業(yè)遙感[M]. 北京:北京農業(yè)大學出版社,1990:301
[32]賈慎修,夏景新,陳謀詢. 遙感技術在草地資源調查中的應用[J]. 中國畜牧雜志,1981(5):4-8
[33]牟新待. 遙感技術在草原資源調查和管理中應用的展望[J]. 中國草原與牧草,1984,1(2):57-61
[34]蘇大學,劉建華,鐘華平,等. 中國草地資源遙感快查技術方法的研究[J]. 草地學報,2005,13(S1):4-9
[35]SMITH W K,DANNENBERG M P,YAN D,et al. Remote sensing of dryland ecosystem structure and function:Progress,challenges,and opportunities[J]. Remote Sensing of Environment,2019,233
[36]MOUNTRAKIS G,IM J,OGOLE C. Support vector machines in remote sensing:A review[J]. ISPRS journal of photogrammetry and remote sensing,2011,66(3):247-259
[37]ZHANG L P,ZHANG L F,DU B. Deep Learning for Remote Sensing Data A technical tutorial on the state of the art[J]. IEEE Geoscience and remote sensing magazine,2016,4(2):22-40
[38]ATKINSON P M,TATNALL A. Neural networks in remote sensing—Introduction[J]. International Journal of Remote Sensing,1997,18(4):699-709
[39]ZHU X X,TUIA D,MOU L,et al. Deep learning in remote sensing:A comprehensive review and list of resources[J]. IEEE Geoscience and Remote Sensing Magazine,2017,5(4):8-36
[40]SMALL C. The Landsat ETM+ spectral mixing space[J]. Remote Sensing of Environment,2004,93(1):1-17
[41]HUETE A R. A soil-adjusted vegetation index (SAVI)[J]. Remote Sensing of Environment,1988,25(3):295-309
[42]SMALL C,MILESI C. Multi-scale standardized spectral mixture models[J]. Remote Sensing of Environment,2013,136:442-454
[43]SUN D F,ZHANG P,SUN Q Q,et al. A dryland cover state mapping using catastrophe model in a spectral endmember space of OLI:a case study in Minqin,China[J]. International Journal of Remote Sensing,2019,40(14):5673-5694
[44]SUN D F,LIU N. Coupling spectral unmixing and multiseasonal remote sensing for temperate dryland land-use/land-cover mapping in Minqin County,China[J]. International Journal of Remote Sensing,2015,36(14):3636-3658
[45]SUN D F. Detection of dryland degradation using Landsat spectral unmixing remote sensing with syndrome concept in Minqin County,China[J]. International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation,2015,41:34-45
[46]姜宛貝,孫強強,曲葳,等. 基于多季相光譜混合分解和決策樹的干旱區(qū)土地利用分類[J]. 農業(yè)工程學報,2016,32(19):1-8
[47]WU C,MURRAY A T. Estimating impervious surface distribution by spectral mixture analysis[J]. Remote Sensing of Environment,2003,84(4):493-505
[48]ICHOKU C,KARNIELI A. A review of mixture modeling techniques for sub-pixel land cover estimation[J]. Remote sensing reviews,1996,13(3-4):161-186
[49]ROBERTS D A,GARDNER M,CHURCH R,et al. Mapping Chaparral in the Santa Monica Mountains Using Multiple Endmember Spectral Mixture Models[J]. Remote Sensing of Environment,1998,65(3):267-279
[50]LOBELL D B,ASNER G P. Cropland distributions from temporal unmixing of MODIS data[J]. Remote Sensing of Environment,2004,93(3):412-422
[51]DIAO C,WANG L. Temporal partial unmixing of exotic salt cedar using Landsat time series[J]. Remote Sensing Letters,2016,7(5):466-475
[52]SUN Q Q,ZHANG P,SUN D F,et al. Desert vegetation-habitat complexes mapping using Gaofen-1 WFV (wide field of view) time series images in Minqin County,China[J]. International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation,2018,73:522-534
[53]SUN Q Q,ZHANG P,WEI H,et al. Improved mapping and understanding of desert vegetation-habitat complexes from intraannual series of spectral endmember space using cross-wavelet transform and logistic regression[J]. Remote Sensing of Environment,2020,236:111516
[54]NGHIYALWA H S,URBAN M,BAADE J,et al. Spatio-temporal mixed pixel analysis of savanna ecosystems:a review[J]. Remote Sensing,2021,13(19):3870
[55]ZHANG Y H,F(xiàn)OODY G M,LING F,et al. Spatial-temporal fraction map fusion with multi-scale remotely sensed images[J]. Remote Sensing of Environment,2018,213:162-181
[56]陳佐忠,王艷芬,汪詩平,等. 中國草地生態(tài)系統(tǒng)分類初步研究[J]. 草地學報,2002,10(2):81-86
[57]賈慎修. 中國草原類型分類的商討[J]. 中國草原,1980(1):1-13
[58]賈慎修. 關于中國草場的分類原則及其主要類型特征[J]. 植物生態(tài)學與地植物學叢刊,1964(1):32-39
[59]許鵬. 中國草地分類原則與系統(tǒng)的討論[J]. 四川草原,1985(3):1-7
[60]梁天剛,馮琦勝,黃曉東,等. 草原綜合順序分類系統(tǒng)研究進展[J]. 草業(yè)學報,2011,20(5):252-258
[61]任繼周,侯扶江. 草業(yè)科學的多維結構[J]. 草業(yè)學報,2010,19(3):1-5
[62]LOVELAND T R,MERCHANT J M. Ecoregions and Ecoregionalization:Geographical and Ecological Perspectives[J]. Environmental Management,2004,34(1):S1-S13
[63]任繼周,胡自治,牟新待,等. 草原的綜合順序分類法及其草原發(fā)生學意義[J]. 中國草原,1980(1):12-24
[64]任繼周,胡自治,牟新待. 我國草原類型第一級分類的生物氣候指標[J]. 甘肅農業(yè)大學學報,1965(2):48-64
[65]高懷瀛,郭婧,任正超,等. 世界草地綜合順序分類圖的制作[J]. 草原與草坪,2011,31(3):15-19
[66]SALLEY S W,TALBOT C J,BROWN J R. The Natural Resources Conservation Service Land Resource Hierarchy and Ecological Sites[J]. Soil Science Society of America Journal,2016,80(1):1-9
[67]BESTELMEYER B T,TUGEL A J,PEACOCK G L,et al. State-and-Transition Models for Heterogeneous Landscapes:A Strategy for Development and Application[J]. Rangeland Ecology amp; Management,2009,62(1):1-15
[68]BEGON M,HARPER J L,TOWNSEND C R. Ecology. Individuals,populations and communities[M]. Oxford:Blackwell scientific publications,1986:12-23
[69]李飛,趙軍,趙傳燕,等. 中國潛在植被空間分布格局[J]. 生態(tài)學報,2008(11):5347-5355
[70]柳小妮,郭婧,任正超,等. 基于氣象要素空間分布模擬優(yōu)化的中國草地綜合順序分類[J]. 農業(yè)工程學報,2012,28(9):222-229
[71]盧欣石. 抓住機遇,促進草原放牧系統(tǒng)的智能化轉型升級[J]. 民主與科學,2018(3):32-35
[72]孫敏軒. 基于光譜端元多尺度空間融合的草地分類與制圖方法研究[D]. 北京:中國農業(yè)大學,2021:12-17
[73]孫敏軒,焦心,冀正欣,等. 草地系統(tǒng)認知理論與光譜融合量化策略[J]. 中國土地科學,2022,36(2):84-95
(責任編輯閔芝智)