中文摘要：

水土流失是我国首要环境问题，植树造林被视为保持水土的关键措施。建国以来大范围全方位的努力已使我国的森林覆盖率持续增加，但日益凸显的林下水土流失现象促使人们重新审视森林－侵蚀耦合机制及其评估体系。本项目以南方红壤区福建省长汀县为研究区，基于植被三维绿量指标进行土壤侵蚀小区植被作用机理观测和区域林分结构多角度遥感反演研究。通过小区观测，分析林地绿量与径流量和土壤侵蚀量的关系，探讨绿量－侵蚀耦合机理，模拟土壤流失量等于允许流失量时的植被绿量作为水土保持有效绿量；借助欧洲空间局CHRIS/PROBA多角度遥感影像，结合实测数据，使用二向性反射模型探索三维绿量多角度遥感反演方法；计算反演的绿量占水土保持有效绿量的百分比作为表征植被重建水平的绿量恢复度，并跟踪探讨研究区绿量恢复度的时空变化及驱动机制。研究成果将进一步完善我国森林水土保持理论，并为水蚀区植被恢复的遥感监测提供技术支撑。

结论摘要：

选择合适的植被结构指标进行林地水土保持效应的定量分析和水蚀区植被重建水平的科学评估是提升水土保持研究水平、并为管理部门提供决策支持的迫切需要。本项目以南方红壤区福建省长汀县为主要研究区，基于植被三维绿量指标进行土壤侵蚀小区植被作用机理观测、林分结构多角度遥感反演和区域绿量恢复度 动态评估研究。根据土壤侵蚀小区多年观测数据阐明研究区绿量-侵蚀耦合机制；利用多时相、多角度遥感影像探索三维绿量高精度遥感反演方法；根据反演的区域绿量及其对水土保持的贡献，跟踪分析研究区植被绿量恢复度的时空变化及其驱动机制。项目按计划有序开展，基本实现了预期的研究目的，并为进一步深入研究奠定了较好的基础。植被绿量-侵蚀耦合机制、植被绿量多角度遥感方法和区域绿量恢复度时空变化等既定的三个研究内容均按照计划顺利进行。研究发现次降雨尺度下绿量及其水平分量植被覆盖度和垂直分量叶面积指数这三种指标在定量化表征植被水土保持效应方面表现各异，次降雨、月、季、年等不同时间尺度在水土保持效应观测和研究中的差异性值得关注；多角度观测为林地植被结构遥感反演提供了有价值的信息维度，光谱植被指数结合纹理参数可以有效提高林地植被结构的估算精度；绿量及绿量恢复度指标由于其内在的三维属性较之传统的植被指标能更好地描述植被的水土保持效应。项目在植被水土保持有效绿量的确定、BRDF模型的近地观测验证和区域绿量恢复度的动态监测等三个关键技术方面作出了不同程度的突破。实验表明水土保持有效绿量因不同的降雨属性存在线性-非线性的不同组合，因而有效绿量的确定需结合降雨特征，并考虑时间尺度的差异；现有的多角度近地观测方法存在观测角度和范围的不灵活问题，进而研制了室内外智能化多角度观测平台，为BRDF模型的验证和优化奠定了基础；用四尺度模型对多时相遥感影像进行绿量遥感反演，结合研究区水土保持有效绿量值，可进行水蚀区绿量恢复度的动态变化及其驱动机制评估。相关研究成果已被国内外学术期刊接收或发表20余篇，其中SCI期刊10篇，并在近地遥感观测平台方面获得国家实用新型发明专利2项。这不仅为科学分析植被-侵蚀耦合机理奠定理论基础，也为严重水蚀区植被的监测和重建提供技术支撑。