低覆蓋草地葉面積指數遙感估算方法

張云峰，任鴻瑞

（太原理工大學測繪科學與技術系, 山西 太原 030024）

草地是全球分布最廣泛的植被類型之一，約占全球植被覆蓋的42%，為社會的發展提供多種經濟和生態效益[1]。草地生態系統是內蒙古的主要生態系統之一，植被種類和植物群落眾多，不僅為野生動物提供了多種棲息地，還在有效保持水土、調節陸地碳循環和氣候等方面發揮至關重要作用[2]。除此之外，草地也是發展畜牧業最基本的生產資料和基地。草地葉面積指數(leaf area index, LAI)定義為單位草地面積上植物總葉片面積的一半[3]。已有研究表明，LAI 與草地的生長過程息息相關，是衡量草地光合能力、初級生產力的一個重要指標[4-5]。根據劉紀遠等[6]建立的土地利用/覆蓋分類系統，將覆蓋度在5%～20%的天然草地定義為低覆蓋草地。由于植被信號在低覆蓋區域較弱，光譜信號以土壤背景為主，葉面積指數估算受土壤背景影響較大，且估算精度較低。因此過去葉面積指數估算研究中，針對低覆蓋草地的研究相對較少。對低覆蓋草地LAI 進行精確估算，對監測低覆蓋草地生長狀況變化、研究草地質量變化及優化草地管理具有重要意義。

測量葉面積指數的方法通常包括直接測量法和間接測量法[7]。直接測量法通過采集樣地中全部的葉片，利用方格紙計算采集到的葉片面積，進而計算樣地的葉面積指數。雖然該方法具有較高的精度，但操作繁瑣、費時費力，且會對地表植被造成一定破壞。間接測量可使用LAI 2000 等光學葉面積指數儀器，利用植被冠層間隙率來測定植被葉面積指數，該方法克服了效率及地表植被破壞等問題，但其測量精度卻有待提高。……