群落结构与功能特征在恢复草地生物量的高光谱预测中起着中介作用

《Restoration Ecology》：Community structure and functional traits mediate hyperspectral prediction of biomass in restored grasslands

利用场域高光谱技术预测植被特征及群落结构，为黄土高原草地恢复监测提供新方法。通过可见光、红边和近红外波段采集光谱参数并计算16个植被指数，结合群落结构、功能性状和地上生物量调查，发现蓝紫和近红外波段与群落多样性及高度相关性显著，红波段对叶绿素敏感，红边和可见光波段关键用于估算地上生物量及叶水含量，土壤调整指数能有效评估冠层覆盖、叶水含量和生物量，植被指数与生物量存在间接关联。

　　

摘要

引言

高光谱技术能够快速、无损地预测植被特征，为监测草地恢复状况提供了一种有效方法。然而，在利用高光谱技术评估黄土高原特定草地特征方面仍存在不足。

研究目标

本研究旨在利用高光谱技术建立草地光谱参数和群落特征的预测模型，为监测草地恢复状况提供可行的方法。

方法

使用便携式光谱仪采集可见光、红边波段和近红外（NIR）波段的光谱数据，并计算了16个植被指数（VIs）。同时，对草地群落结构特征、功能特性及地上生物量（AGB）进行了实地调查。

结果

草地群落多样性和高度主要与蓝紫光和近红外波段相关。红光波段和蓝紫光波段对冠层色素含量的敏感性最高。红边波段和可见光波段对于估算草地群落地上生物量和冠层水分含量最为关键。经过土壤校正的植被指数（如优化土壤校正植被指数、改良土壤校正植被指数）能够有效反映冠层覆盖度、水分含量和地上生物量。植被指数与地上生物量之间存在显著的间接关系。

结论

本研究利用高光谱技术建立了优化后的预测模型，强调了群落结构和功能特性在根据植被指数预测生物量过程中的中介作用。