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1、陆地植被生长状况Terrestrial Vegetation Growth全球生态环境遥感监测 2012年度报告（陆地植被生长状况）全球生态环境遥感监测 年度报告2012Annual Report on Remote Sensing Monitoring ofGlobal Ecosystem and Environment全球生态环境遥感监测年度报告Report on Remote Sensing Monitoring of Global Ecosystem and Environment陆地植被生长状况Terrestrial Vegetation Growth近代以来，经济和科学技术的迅猛发
2、展，为人类创造了巨大的财富，同时，人类对地球资源的消耗和环境的破坏，导致全球性生态环境问题的日益突出， 特别是全球气候变暖、水资源匮乏与污染、生物多样性锐减和土地荒漠化等重大生态环境问题，不仅影响全球经济、社会的可持续发展，而且以越来越快的速度腐蚀着人类生存的基础。中国政府一贯重视生态环境建设，在科学研究、政策制定和行动落实等层面动员和集聚了大量社会资源致力于中国和全球生态环境的研究和保护。作为技术保障措施之一，中国逐步建立了气象、资源、环境和海洋等地球观测卫星及其应用系统，并在相关学科领域规划了一系列科学研究和技术开发项目，地球观测技术能力有了很大提高，在环境、资源和减灾等的数据获取和信息提
3、取以及分析方面取得了阶段性成果。同时，通过地球观测组织（Group on Earth Observations，GEO）合作平台，中国与国际社会共享其全球生态环境遥感监测数据和相关的信息产品。2012 年召开的中国共产党第十八次全国代表大会明确指出，生态文明建设是中国特色社会主义理论体系和中国特色社会主义事业“五位一体”总体布局的重要组成部分。为了保障生态文明和美丽中国的成功建设，满足国际社会共同关注地球家园、积极应对全球变化的需要，科学技术部充分发挥中国参加 GEO 建立的部际协调机制的作用，依托现有项目资源，协同多个研究团队，自 2012 年 2 月启动“全球生态环境遥感监测年报”工作。该
4、工作以服务于生态文明建设为目标，结合需求，发挥遥感技术优势，利用地球观测技术在全球和区域尺度上对生态环境因子进行年度动态监测，编制全球及区域生态环境综合报告和科学技术报告（含数据集），并建立年度报告发布制度，为政府及公众提供稳定的信息服务。科学技术部国家遥感中心按照“部门协同、内外结合、成果集成、数据共享、国际合作”的基本思路，对生态环境遥感监测工作进行了总体部署，制定了相应的实施计划，每年将选择不同的生态环境因子，开展全球生态环境遥感监测研究，发布年度报告。2012 年度首次开序 言全球生态环境遥感监测 年度报告2012Annual Report on Remote Sensing Moni
5、toring ofGlobal Ecosystem and Environment展全球生态环境遥感监测工作，并发布了全球生态环境遥感监测 2012 年度报告（陆地植被生长状况）。该报告依托国家高技术研究发展计划（863 计划）地球观测与导航技术领域的相关研究成果，利用 5 km 和 1 km 分辨率的长时间序列遥感影像数据，形成了反映全球19822011 年 30 年植被生长状况的叶面积指数遥感监测数据集。全球生态环境遥感监测与分析报告是一项长期而艰巨的任务，本次年报仅仅是一个开始。今后将加强对现有数据产品的验证与完善，进一步开展对多个全球生态环境因子遥感监测与更新，致力于为各国政府、研究机
6、构和国际组织的环境问题研究和制定环境政策提供依据，同时也为全世界关注环境问题的团体与个人提供新的全球视角和工具。陆地植被生长状况Terrestrial Vegetation Growth1 引言2 全球陆地植被生长背景状况2.1 全球尺度植被生长背景特征2.2 各洲植被生长背景特征3 全球陆地植被生长现状3.1 全球尺度植被生长现状特征3.2 全球植被生长现状与背景的差异3.3 各大洲植被生长现状及其与背景的差异4 全球陆地植被生长状况及 30 年时空变化4.1 全球植被 30 年时空变化特征4.2 各洲植被 30 年时空变化特征5 中国陆地植被生长状况及 30 年时空变化5.1 中国植被背景
7、与现状5.2 中国植被 30 年时空变化5.3 区域植被 30 年时空变化6 结语致谢附表附图名词解释目 录010303051515192038384255555962697172879301全球生态环境遥感监测 年度报告2012Annual Report on Remote Sensing Monitoring ofGlobal Ecosystem and Environment植被是陆地生态系统的主体，具有固碳释氧、调节气候、涵养水源、防风固沙和文化旅游等功能，对于维护全球生态安全、保护地球生态环境具有不可替代的作用。为满足全球尺度、长时间序列陆地生态环境变化遥感监测的需求，国家高技术研究
8、发展计划（863 计划）在地球观测与导航技术领域组织国内优势科技力量，研发了具有自主知识产权的全球陆表特征参量（GLASS）遥感数据集产品生产系统，形成了国际首个公开发布的 30 年时间序列（19822011 年）全球陆地植被叶面积指数遥感数据集产品，数据和相关报告在中国空间信息网（http:/）发布。叶面积指数（LAI）是单位地表面积上植被单面绿叶面积的总和，是陆地植被的一个重要结构参数，可有效反映植物光合叶面积大小、植被冠层结构和健康状况等信息，已经成为揭示陆地植被生态环境状况的重要遥感数据集产品。植被最大叶面积指数（MLAI）和植被平均叶面积指数（ALAI）是表征大尺度植被生长背景状况的
9、两个重要指标。本报告中采用的全球 30 年平均最大叶面积指数是指 19822011 年遥感获取的逐年叶面积指数最大值的算术平均值，表征理想水热条件下的植被生长背景状况；全球 30年平均叶面积指数是指 19822011 年遥感获取的逐年平均叶面积指数的算术平均值，表征植被的光合作用能力。本报告基于美国 NOAA 气象卫星先进甚高分辨率辐射计（AVHRR，19821999年）、美国地球观测系统（EOS）Terra/Aqua 卫星的中分辨率成像光谱仪（MODIS，20002011 年）、中国风云三号气象卫星（FY-3）中分辨率光谱成像仪（MERSI，2011年）等主要遥感数据及地表反射率遥感数据集产
10、品，所得到的 30 年（19822011 年）叶面积指数遥感数据集产品覆盖范围为全球陆地，采用每 8 天合成的遥感数据，全年监测共 46 次，空间分辨率为 1 km1 km 或 5 km5 km，其中 19821999 年的叶面积指数遥感数据集产品基于 AVHRR 数据生产，空间分辨率为 5 km5 km*；20002011 年的叶面积指数遥感数据集产品基于 MODIS 数据生产，空间分辨率为 1 km1 km，经过数据的预处理和相关校正、严格的质量控制和精度验证，数据具有高精度、时间序列上引 言1注：*1994 年 AVHRR 数据部分缺失，该年度数据供参考。02陆地植被生长状况全球生态环境
11、遥感监测 年度报告2012Annual Report on Remote Sensing Monitoring ofGlobal Ecosystem and EnvironmentTerrestrial Vegetation Growth连续和空间上完整等优势。2011 年中国部分地区叶面积指数遥感数据集产品基于 FY-3 MERSI 数据生产，空间分辨率为 1 km1 km。本报告采用的行政区划数据来自于国家基础地理信息中心。本报告基于上述叶面积指数遥感数据集产品，对全球陆地植被背景状况（19822011年植被生长的平均状态）、现状（2011 年植被生长状况）及 30 年时空变化进行了分析，
12、揭示了不同尺度陆地植被的分布特征和变化趋势，可为保护生态环境、应对全球气候变化、开展相关科学研究及政府决策提供支撑。03陆地植被生长状况全球生态环境遥感监测 年度报告2012Annual Report on Remote Sensing Monitoring ofGlobal Ecosystem and EnvironmentTerrestrial Vegetation Growth2.1 全球尺度植被生长背景特征全球植被可分为草地、灌丛、稀树草原、农作物、常绿阔叶林、落叶阔叶林、常绿针叶林和落叶针叶林等类型。常绿阔叶林主要分布在赤道附近的热带、亚热带地区，包括南美洲北部、非洲中部和亚洲东南部
13、等地区；常绿针叶林主要分布在北美洲的加拿大南部和欧洲北部中高纬度地区；落叶阔叶林主要分布在欧亚大陆和北美的中纬度地区；草地和农作物的分布范围主要在欧洲南部、亚洲东部和北部和北美洲中部等地区；稀树草原主要分布在非洲中部、南美洲东部和澳大利亚北部等地区；灌丛主要分布于北美洲北部和西部、南美洲西南部、非洲东部和西南部、澳大利亚大部分地区和欧亚大陆的北部高纬度地区；非洲北部、 亚洲西部和中国西部主要被大面积的沙漠覆盖， 植被非常稀少。全球 30 年 MLAI 和 ALAI 的分布格局与 MODIS 三级分类体系定义的全球主要植被类型的分布基本一致。其中，常绿阔叶林的 30 年 MLAI 和 ALAI
14、平均值都最大，分别为 4.64和 4.14；灌丛最小，分别为 0.93 和 0.36（表 1）。编 号类型30 年 ALAI30 年 MLAI平均值最小值最大值平均值最小值最大值1草地0.670.600.751.581.421.792灌丛0.360.310.440.930.791.063作物1.351.181.482.722.452.994稀树草原1.491.291.612.522.212.675常绿阔叶林4.143.154.734.643.975.016落叶阔叶林2.071.782.324.323.814.747常绿针叶林1.511.241.723.182.733.538落叶针叶林1.090
15、.931.283.292.743.81表 1 19822011 年全球主要植被类型的叶面积指数统计表全球陆地植被生长背景状况204陆地植被生长状况全球生态环境遥感监测 年度报告2012Annual Report on Remote Sensing Monitoring ofGlobal Ecosystem and EnvironmentTerrestrial Vegetation Growth全球 30 年 MLAI 和 ALAI 均值总体上呈现赤道地区最高、温带地区次之、亚热带和极地地区较低的带状分布特征（图 2-1a，b）。30 年 MLAI 的全球平均值为 1.88，ALAI 的全球平均
16、值为 1.05。MLAI 和 ALAI 的最高值区域均出现于赤道附近的南美洲亚马孙河流域，最低值区主要分布在亚洲和非洲的沙漠以及两极和青藏高原等地的常年冰雪覆盖区域。图 2-1a 全球陆表 30 年平均最大叶面积指数（MLAI）分布图图 2-1b 全球陆表 30 年平均叶面积指数（ALAI）分布图05陆地植被生长状况全球生态环境遥感监测 年度报告2012Annual Report on Remote Sensing Monitoring ofGlobal Ecosystem and EnvironmentTerrestrial Vegetation Growth2.2 各洲植被生长背景特征（1）亚洲亚洲 30 年平均 MLAI 和 ALAI 的空间分布呈东部、南部和中北部地区高，西部、中部和北部地区较低的特征（图 2-2a，b）。亚洲 30 年 MLAI 的平均值为 1.82，30 年 ALAI 的平均值为 0.85。亚
