生物土壤结皮作为干旱区地表重要覆被类型，在稳定地表、改善水文过程、养分循环等方面发挥重要生态功能。深入解析不同类型/演替阶段生物土壤结皮时空分布格局，将为系统探究全球气候变化和人类活动条件下荒漠生物土壤结皮的生长发育及荒漠生态系统功能提供重要理论基础。
中国科学院新疆生态与地理研究所张元明研究员团队和北京师范大学陈晋教授团队合作，以中亚典型温带荒漠古尔班通古特沙漠为研究区，基于不同演替阶段生物土壤结皮对水分事件的瞬时光谱响应具有明显差异特征，利用PlanetScope卫星星座的高时间(1天)和空间(3米)分辨率的影像，借助早春积雪融化事件引起的瞬时光谱响应绘制不同演替阶段生物土壤结皮的空间分布图。结果表明，积雪融化会显著改变生物结皮的光谱特征，从而有助于区分生物结皮与其他成分或不同演替阶段的生物结皮。基于随机森林模型的两阶段制图框架，在第一阶段和第二阶段的整体精度分别为0.958和0.802，这表明它能够在景观和区域尺度上识别不同演替阶段的空间模式。在区域尺度上，蓝藻和地衣占据了古尔班通古特沙漠广阔的区域，而半地衣在沙漠的中部和东南部较为丰富。本研究为未来深入探索荒漠生态系统结构、生态服务和对气候变化和人类活动的响应奠定了基础。相关研究成果以“Mapping the successional stages of biological soil crusts at 3-m resolution in the Gurbantunggut Desert, China through hydration-induced spectral response”为题在线发表于国际遥感领域顶刊Remote Sensing of Environment。北京师范大学陈瑞麟博士和新疆生地所尹本丰副研究员为论文共同第一作者，张元明研究员和陈晋教授为通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金-新疆联合基金重点项目、中国科学院青年创新促进会等项目的资助。![]()
图1 不同演替阶段生物土壤结皮水化诱导的光谱响应
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图2 古尔班通古特沙漠不同演替阶段生物土壤结皮空间分布图
