目录

  • 1 绪论
    • 1.1 课程主要内容概述
    • 1.2 全球变化研究的兴起
    • 1.3 地球气体成分的变化
    • 1.4 温室效应与土地退化
    • 1.5 水污染、植被破坏与物种灭绝
    • 1.6 海平面上升、垃圾危害与人口增长
  • 2 地球系统与全球变化
    • 2.1 地球表层系统
    • 2.2 Gaia(盖亚) 假说与新地球观
    • 2.3 全球生命系统对物质循环的调控
    • 2.4 全球变化的科学内涵
    • 2.5 全球变化研究的主要内容及意义
    • 2.6 主要的全球变化-大气成分变化(上)
    • 2.7 主要的全球变化-大气成分变化(下)
    • 2.8 主要的全球变化-土地利用和土地覆盖变化
    • 2.9 主要的全球变化-全球气候变化(上)
    • 2.10 主要的全球变化-全球气候变化(下)
    • 2.11 主要的全球变化-人口增长、生物多样性变化、荒漠化
    • 2.12 当代气候变化的主要观点(上)
    • 2.13 当代气候变化的主要观点(下)
    • 2.14 气候变化的诱因——自然因素
    • 2.15 气候变化的诱因——人为因素
    • 2.16 当代气候变化的特点及后果
    • 2.17 气候变化问题的非主流思考
  • 3 全球变化与植物生理生态反应
    • 3.1 生态学概论
    • 3.2 植物生理生态学实验 (上)
    • 3.3 植物生理生态学实验 (下)
    • 3.4 大气CO2浓度升高与植物的生理反应(上)
    • 3.5 大气CO2浓度升高与植物的生理反应 (下)
    • 3.6 水热和营养环境改变下植物对CO2浓度的响应
    • 3.7 辐射环境变化及植物的生理生态反应
  • 4 生物入侵与全球变化
    • 4.1 生物入侵基本概念
    • 4.2 生物入侵的模式及原因
    • 4.3 生物入侵的理论假说
    • 4.4 生物入侵效应和规模
    • 4.5 生物入侵的后果
    • 4.6 入侵生物学的研究动态
  • 5 陆地生态系统与全球变化的相互作用
    • 5.1 模拟实验
    • 5.2 定位观测和台站网络
    • 5.3 样带研究
    • 5.4 模型模拟
    • 5.5 全球变化对生态系统功能、组成及结构的影响
    • 5.6 陆地生态系统对全球变化的反馈作用
  • 6 水生生态系统与全球变化的相互作用
    • 6.1 水环境的性质
    • 6.2 水体富营养化
    • 6.3 气候变化和臭氧层破坏
    • 6.4 温度变化及其影响
    • 6.5 水位和水量变化及其影响
    • 6.6 营养成分和pH值变化及其影响
    • 6.7 辐射和气体溶解度的变化及其影响
    • 6.8 水生生态系统对全球变化的反馈
  • 7 生物地球化学循环
    • 7.1 生物地球化学循环的研究特点
    • 7.2 大气圈
    • 7.3 水圈
    • 7.4 岩石圈
    • 7.5 生物圈
    • 7.6 CO2循环及相关过程 (上)
    • 7.7 CO2循环及相关过程(中)
    • 7.8 CO2循环及相关过程(下)
    • 7.9 甲烷和一氧化碳
    • 7.10 氮循环
    • 7.11 磷和硫的循环
    • 7.12 中国陆地生态系统的碳循环(上)
    • 7.13 中国陆地生态系统的碳循环(下)
    • 7.14 大气中的磷化氢及其来源
    • 7.15 生物质燃烧释放的含碳痕量气体-中国案例
    • 7.16 城市生态系统的元素循环:天津北仓的案例
    • 7.17 元素循环与可持续发展
  • 8 植被气候分类系统
    • 8.1 植被气候分类系统概述
    • 8.2 简单指标的植被气候分类系统
    • 8.3 综合指标的植被气候分类系统
    • 8.4 植被气候分类模型和方案
  • 9 陆地植被的遥感分析
    • 9.1 遥感发展简史
    • 9.2 遥感技术原理
    • 9.3 归一化植被指数
    • 9.4 遥感技术的应用
    • 9.5 遥感技术的应用特点
    • 9.6 陆地植被的遥感分析
    • 9.7 自然资源管理及动态监测(上)
    • 9.8 自然资源管理及动态监测(下)
  • 10 陆地植被第一性生产力及其地理分布
    • 10.1 植被的第一性生产力
    • 10.2 植被生产力的研究与发展
    • 10.3 植被生产力的测定方法
    • 10.4 估算陆地古植被生产力及其时空分布格局
    • 10.5 现有陆地植被生产力及其分布的预测
    • 10.6 预测未来陆地植被生产力及其分布
  • 11 古气候变化与生态响应
    • 11.1 晚冰期以来的气候变化
    • 11.2 重要的气候变化事件及其生态响应
    • 11.3 有关古气候变化的生态响应问题
    • 11.4 古生态记录对于未来全球变化的意义
  • 12 气候变化的适应对策
    • 12.1 气候变化的适应对策
  • 13 阅读
    • 13.1 阅读
遥感技术的应用特点
  • 1 视频
  • 2 章节测验

遥感技术的应用特点

多尺度结合,大尺度为主的生态学研究 

遥感的优势是能从不同的尺度上进行对地观测。生态学研究的对象,主要分为生物和非生物两类。由于植物群落是生态系统的主要组成成分,所以生态系统的分类主要是对植被进行分类。

★植物种水平的分类主要靠地面调查

低空高分辨率的航空相片常用于林冠层的树种分类

群落水平的分类可以利用航空或卫星遥感资料

生态系统、景观水平的分类,则主要根据作为群落生境要素的地貌、土壤以及水热条件等

深黑色代表高植被覆盖区和常绿植被类型,浅灰色代表低植被覆盖区和冬季休眠的落叶植被,灰白色代表草原和荒漠植被以及北方冬季休耕地 

80年代后期以来,在全球范围内进行科学研究和资源普查,成为许多国家的重点内容,具有以下特点: 

(1)大尺度遥感广泛应用,促进了宏观生态学的发展

1988年美、苏两国达成组建全球生态国际委员会协议,提出诸如全球能量和生物地球化学循环、全球尺度土壤和植被监测、生物多样性、全球观测系统、生态变化的理论和方法论、全球生态变化的预测方法等方面的合作。

生物圈的动态监测在全球变化研究中具有重要作用。在此期间出现了一系列全球生态系统监测计划,诸如IGBP和IHDP的全球陆地生态系统(GCTE)、土地利用与土地覆盖(LUCC)等核心计划。

(2)遥感技术的集成化

遥感与地理信息系统(GIS)、全球定位系统(GPS)的结合,提高了生态遥感的有效性和定量化水平。多种遥感技术相互补充,解决了诸如专题研究、尺度变换、图像融合与复合,以及全天候监测等问题;GPS可以解决地面观测数据与遥感数据配准的问题。

(3)实用化与商业化

冷战结束后,各国用于军事的遥感技术逐渐转向民用。除美、俄两个空间大国外,法、日、加、印等国都陆续提供商业性的遥感资料。相应的图像处理软件也得到迅速发展。许多高分辨率的商用小卫星也陆续发射,使大尺度生态学研究有了适用的工具和更大的选择余地。 

1999年4月15日美国发射了Landsat7;4月27日又发射了IKONOS1高分辨率商用卫星,分辨率为1 m(黑白)和4 m(彩色)。此后发射OrbView-3、OrbView-4高分辨率卫星,它的1 m分辨率的产品可用于编绘1:24000地形图,为大比例尺制图提供基础,具有广泛的用途。 

(4)国际合作与信息资源的共享

环境和生态问题往往是超越国界的,需要大尺度的同步或准同步观测资料。在气象预报方面,首先实现了信息资源共享。

目前,宏观生态研究所用的数据也主要来自NOAA卫星系列的AVHRR数据。1998年美国前副总统戈尔发表了“数字地球:21世纪认识我们这颗星球的方式”的演讲。1999年12月2日,来自全球20多个国家的500多位科学家在北京召开了首届“数字地球国际会议”。在世界仍分为不同政治经济集团的情况下,数据共享不可能真正实现,但在全球变化和环境监测等方面将会首先取得突破性进展。

全球变化的许多核心计划都不同程度地需要遥感资料,这就需要进行信息交换与管理,为此建立了全球数据信息系统(IGBP-DIS)和全球土地信息系统(GLlS)。针对全球土地利用和植被动态研究,制定了一个基于1 km分辨率遥感数据的全球分类系统。包括针叶林、常绿阔叶林、落叶针叶林、落叶阔叶林、混交林、密灌丛、稀灌从、稀树林、稀树草地、草地、永久湿地、农田、城市建成区、农田与自然植被镶嵌体、冰雪、棵地、水体等17类。

近十年来各国都广泛运用AVHRR数据,采用非监督分类方法进行土地利用和土地覆盖分类。采用归一化植被指数(NDVI),便于全球进行比较。 

遥感在区域和景观尺度的应用同样具有重要意义,因为这两种尺度具有很强的可操作性。

生态问题往往带有很强的地方或区域色彩。如我国干旱和半干早区的荒漠化、湖泊的富营养化、内陆湖泊的干涸、酸雨危害的扩展、森林过伐和草场退化、湿地萎缩等等,都需要通过系统的遥感分析来研究生态系统功能的变化。 

遥感方法对于城市化过程和景观组分的时空格局研究,具有不可替代的优势。