甘肃河西走廊土地荒漠化严重影响了当地居民的生产生活环境, 高光谱遥感技术是荒漠化土地退化程度、 土地类型识别、 遥感反演等的重要研究手段, 以河西地区荒漠化土地为研究对象, 分析其光谱特征与植被退化程度、 植物类型、 季节变化等的关系, 探讨河西地区荒漠化土地的光谱特征。 主要结果有: (1)当植被覆盖度小于20%, 同一类型不同退化阶段的植被光谱对沙地光谱的影响很小, 沙地光谱反射率与裸地接近, 尤其当植被盖度小于10%时, 沙地与裸地的光谱曲线几乎重合, 仅从植被景观很难反映出土地的沙化程度。 (2)不同的植被类型对沙地光谱的反射率有一定的影响, 以白刺为建群种的沙地光谱反射率较高, 其次为梭梭沙地, 多枝柽柳沙地相对较低, 植被不同演替阶段下指示性植物的沙地光谱可以反映土地的沙化过程。 (3)在植物生长季, 沙地光谱反射率受土壤、 植物含水量及植物物候期的影响, 8月—10月高于其他月份, 7月最低, 沙地光谱波形曲线的季节变化规律可以反映出沙地土壤含水量的变化。 研究结果对荒漠化土地遥感监测中土地沙化程度判定、 季节信息提取、 植被覆盖度估算等提供研究基础。

荒漠植物长势、 变化、 演替是反映荒漠地区生境状况的重要指标。 目前荒漠植物监测与光谱研究多基于定时采样数据, 波谱时序动态研究相对薄弱。 荒漠植物光谱因受时间尺度影响, 常引起辨识误差。 将荒漠植物中最具代表性的灌木——柽柳、 白刺、 梭梭作为样本, 旨在揭示三种荒漠植物光谱生长期变化规律及种间动态分异特征, 为荒漠植被空间遥感辨析奠定基础。 实验选取旺盛植株采集生长期内(5月—10月份)光谱数据, 对不同月份植物光谱曲线分析比较并剖析机理, 得出荒漠植物生长期光谱特征变化规律及其物候现象对应波谱表现。 结论指出: (1)三种荒漠植物反射率曲线总体特征均符合绿色植被波谱规律, 可观察到较明显的12峰谷分布, 红边斜率与面积从大到小分别为: 梭梭、 柽柳、 白刺。 其光谱曲线峰谷幅度值相对较小, 且变化较快, 红边参数表现活跃期分别为柽柳8月、 白刺10月、 梭梭9月。 (2)荒漠植物的光谱变化与植物本身物候特征、 气候变化植物响应密切相关。 光谱特征在可见光波段与营养期、 花期、 落叶期有一定响应关系; 近红外波段与结实期、 休眠期、 降雨情况相关; 短波红外波段与营养期、 落叶期、 降雨状况呈现关联性。 (3)7月份三种植物的生长状况差异光谱曲线表现为: 衰败植株地物光谱反射率可见光、 短波红外波段呈高反射, 近红外波段反射减弱, 趋近于土壤光谱反射率曲线。