研究区主要草地类型       中国农科院供图

近日，中国农业科学院农业资源与农业区划研究所草地生态遥感团队研究揭示了归一化物候指数（NDPI）在估算草地地上鲜生物量的优越性及其机理，为草地地上生物量的遥感监测提供理论方法及依据。相关研究成果发表于《环境遥感》（Remote Sensing of Environment）。

论文作者徐大伟介绍，草地地上生物量是反映草地生产能力及健康状况的一个重要指标。传统的“样方法”测量精度高，但时间、人力、物力成本高，不适合大范围监测。采用“遥感技术+地面调查”相结合的方法能够提供大范围、多时序的动态监测结果，基于遥感植被指数与地上生物量的回归模型因其简单性和可接受的精度而被广泛采用，但这种模型的主要挑战是缺乏时间和空间可扩展性。

针对这一问题，研究团队基于中分辨率成像光谱仪遥感影像，结合大范围草地地上鲜生物量调查数据，对比分析广泛使用的植被指数，结果表明归一化物候指数具有最佳的拟合效果，且在不同的样本大小下具有最稳健的鲁棒性，在时间和空间上也具有良好的可扩展性；基于辐射传输模型（PROSAIL）的模拟结果从理论上也证明了归一化物候指数在草地地上鲜生物量估算中的优越性。

该研究揭示了归一化物候指数的优势主要来源于其克服了土壤背景异质性的不利影响，并解释了归一化物候指数由于短波红外波段的加入，与叶片含水量具有较高的相关性，而其他植被指数相关性则较小。

该研究得到国家重点研发计划、国家自然科学基金等项目的资助。

相关论文信息：https://doi.org/10.1016/j.rse.2021.112578