当前所在位置:首页 >> 新闻动态 >> 科研动态

喀斯特地区地表温度及其主控因素研究取得新进展

发布时间:2018-06-08

地表温度(Land Surface TemperatureLST)是研究地表物质交换、能量平衡以及地表物理化学过程的重要参数,现已被广泛应用于水文、土壤、生物以及地球化学等领域。然而,大部分学者直接采用亮度温度代替地表温度,或用少数实测温度与亮温进行回归分析得到LST,这导致地表温度精度较低;此外,在城市化背景下,大多数学者主要研究东京、北京、上海等大城市地表覆盖的变化对LST的影响以及城市热岛问题,很少有学者关注生态环境脆弱,经济发展缓慢的喀斯特地区的LST,对LST与土地利用类型(LUCC)、归一化植被指数(NDVI之间的关系的研究更少,而深入研究喀斯特地区LST对把握喀斯特地区下垫面环境变化特征,恢复生态环境具有非常重要的作用。

针对上述问题,中国科学院地球化学研究所环境地球化学重点实验室王世杰研究员课题组以中国贵州省铜仁市印江县为研究区,基于Landsat 8卫星遥感数据利用大气校正模型反演了LST,采用CART决策树分类方法划分了土地利用类型,通过回归分析、GIS空间分区统计、剖面分析以及Tamhane T2 post-hoc多重比较等方法,分析了喀斯特地区地表温度的分布规律及其与LUCCNDVI之间的关系。该研究首次揭示了地形复杂的喀斯特山区LST空间分布特征和主控影响因素,并探讨了在不同土地利用类型组合下,喀斯特地区LST-NDVI特征空间的特点及二者之间的定量关系。研究发现:(1)夏季,喀斯特城郊地区存在异于常规热岛的异常高温区,最高达40.59?C,这可能是喀斯特石漠化的结果;(2)喀斯特地区的地表温度受海拔、下垫面类型及坡向三重控制(图1);(3)在不同地类组合下,喀斯特地区LST-NDVI特征空间呈“钝角三角形”分布(图2),但是去除水体数据后二者具有较显著的线性相关关系,这表明当水体不是目标对象时,研究LSTNDVI之间的关系应去除水体的影响。

本研究通过分析喀斯特地区的地表温度分布特征及其与LUCCNDVI之间的关系,为喀斯特地区土地利用的规划、生态环境的评价与修复提供了科学依据和理论支撑。相关成果已发表在《科学报道》Science Reports期刊上,Yuanhong Deng, Shijie Wang, Xiaoyong Bai, Yichao Tian, Luhua Wu, Jianyong Xiao, Fei Chen, Qinghuan Qian. Relationship among land surface temperature and LUCC, NDVI in typical karst area. Sci Rep. 8, 641(2018).

原文链接:https://www.nature.com/articles/s41598-017-19088-x

1 (a)郎溪槽谷和(b)梵净山地表温度(LST)与海拔剖面线;
(c)地表温度(LST)与海拔之间的定量关系;
(d)海拔每上升100m各土地利用类型的地表温度(LST

 

2 (a) LST-NDVI特征空间;(b)林地的LSTNDVI的散点图