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草原地上生物量的研究是草原生态学与生态经济学研究中的一个重要方面,实时准确的获取草地植被覆盖动态变化以及草原地上生物量的分布状况,是合理利用及保护草地资源的前提。以新疆和静县草原为研究区,草原地上生物量为研究对象,Landsat影像为主要遥感数据,采用野外实测采样点地上生物量数据为建模数据,利用像元二分模型,分级反演四个不同时期草地植被覆盖度,结合重心迁移模型,研究其变化特征;基于植被指数NDVI、RVI与草原地上生物量实测值间的相关分析,分别建立一元线性模型、指数模型、二次多项式模型,通过SPSS统计分析,进行模型精度检验,确定适用研究区草原地上生物量反演的最优模型,利用最优模型进行草原地上生物量的遥感反演。1.基于像元二分模型的草地植被覆盖度估测值与野外实测值之间进行线性相关分析,得到相关系数为0.7267,表明运用此方法对新疆和静县草地植被覆盖度研究是可行的。通过面积加权计算出研究区2000、2005、2010、2015年平均植被覆盖度分别为4.2851、4.3042、4.4252、3.7524,平均植被覆盖度呈现先增加再增加后减少的趋势。2000~2015年平均植被覆盖度整体减少0.5327,其中,2015年较2010年植被覆盖度减少最多,减少15.20%。2.2000~2015年,五个不同等级植被覆盖度由低到高转化率依次为54.82%,60.08%,5.52%,266.82%,772.37%,三级植被覆盖转化率最小,转化率为5.52%,五级植被覆盖转化率最大,转化率为772.37%。2000~2015年,一级植被覆盖面积及占比减少最多,减少了798164.10hm2,2015年覆盖度面积比2010年减少57.23%;二级植被覆盖面积占比呈现持续上升趋势且增加最多,增加473682.07hm2,2015年覆盖度面积是2000年的159.75%。2000~2015年,研究区植被覆盖表现为退化,退化面积为1376348.49hm2,占研究区面积49.42%,较植被覆盖度增加面积多出1261164.41hm2,是植被覆盖度增加面积的11.95倍。2000~2015年,一级植被覆盖重心向西北方向迁移49.78km,三级植被覆盖重心向东北方向迁移了4.24km,二级、四级和五级植被覆盖重心均向西南方向迁移,迁移距离分别为38.07km、53.00km、83.35km。3.基于NDVI和RVI两种植被指数,与实测采样点地上生物量数据进行统计分析,建立了NDVI-线性模型、NDVI-指数模型、NDVI-二次多项式模型、RVI-线性模型、RVI-指数模型、RVI-二次多项式模型共6种回归模型,其中RVI-二次多项式模型与草原地上生物量的相关性最高,相关系数达到0.911,预测决定系数为0.830,预估精度为85.31%;其次是RVI-线性模型,相关系数为0.908,预测决定系数为0.829,预估精度为78.52%;NDVI-二次多项式模型,相关系数为0.907,预测决定系数为0.822,预估精度为81.22%;NDVI-线性模型,相关系数为0.903,预测决定系数为0.814,预估精度为77.01%;NDVI-指数模型,相关系数为0.877,预测决定系数为0.768,预估精度为72.86%;RVI-指数模型,相关系数为0.854,预测决定系数为0.728,预估精度为70.11%;均通过P<0.001检验。RVI-二次多项式模型是所建模型中相关系数、决定系数以及预测模型精度都高于其它5种模型,是研究区草原地上生物量遥感反演的最优模型,模型为:y=62.121x2+1146.7x-377.66,R2=0.830,n=67,预估精度为85.31%,可以较好的反映研究区草原地上生物量特征。