减化比值植被指数在城市热环境研究中的应用
2012-01-16王伟申双和赵小艳杨沈斌
王伟,申双和,赵小艳,杨沈斌
(南京信息工程大学1.江苏省农业气象重点实验室;2.应用气象学院,江苏南京210044)
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在全球气候变暖和高速城市化背景下,城市生态环境日益恶化(肖荣波等,2005;郑祚芳等,2006),伴随而生的城市热岛(urban heat island,UHI)突出,如何定量分析和有效缓解UHI已成为城市气候研究的重要课题(岳文泽等,2010)。
植被覆盖与地表温度(land surface temperature,LST)间的关系一直是UHI研究的热点,传统上主要利用归一化植被指数(normalized difference vegetation index,NDVI)作为城市热环境指标来耦合两者间的关系(Gavin and Owen,1999;Dousset and Gourmelon,2003;张佳华等,2005;王桂玲等,2007;倪敏莉等,2009)。而最新研究发现,不同土地利用类型上相同的植被覆盖变化引起的地表温度变化程度不同(岳文泽等,2006;Yue and Tan,2007;樊辉,2008;刘朝顺等,2008;唐曦等,2008;王天星等,2008),增加相同水平的植被,降温程度在植被占优势的地区不及非植被或少植被区,若不进行土地利用分类,地表温度和NDVI的线性关系无法揭示此现象。可见,NDVI作为城市热环境指标存在缺陷。
减化比值植被指数(reduced simple ratio,RSR)是综合红光、近红外和短波红外的三波段植被指数,其构思源于Nemani et al.(1993)对NDVI的短波红外修正,后由Brown et al.(2000)在反演加拿大北方森林叶面积指数(leaf area index,LAI)时正式提出,其在LAI反演(Nemani et al.,1993;Brown et al.,2000;Chen et al.,2002;Eklundh et al.,2003;Stenberg et al.,2004;骆知萌等,2005)、森林生态系统过程模拟(Nemani et al.,1993)、陆地景观变化监测(Chen et al.,2005)、地上生物量估算(Zheng et al.,2007)、全球气候变化和碳循环(Zheng et al.,2007)研究中得到了广泛应用。与近红外高反射率相比,短波红外反射率减小由其对水分的强吸收造成,短波红外在表征植被冠层郁闭度、监测下垫面含水量和区分植被方面的优势是近红外和红光波段无法比拟的(Nemani et al.,1993)。……
