美国农业部 (USDA) 农业研究服务处 (ARS) 的科学家发明了一种先进的方法，将高频近地表摄像机数据与更广泛的卫星图像相结合，以更好地监测和评估旱地生态系统。他们的方法可以帮助及时采取行动防止土地退化，有助于改善环境管理和保护战略。

旱地，包括干旱、半干旱和亚湿润干旱地区，占地球陆地面积的 40% 以上，对维持各种野生动植物、农作物生产和碳调节至关重要。然而，受气候变化和不可持续的土地利用的影响，这些地区容易发生生态状态的突然变化，例如从以草地为主的景观转变为以灌木为主的景观。

旱地植被稀疏、空间变异性大、植被生长年复一年波动，给生态监测带来了巨大挑战。传统方法往往无法准确分类和检测生态状态的变化。为了解决这个问题，美国农业部农业研究局的研究人员将空间和地面方法结合起来，密切关注这些生态系统。

“我们想了解是否可以使用从近地面摄像机或卫星远程收集的图像来测量旱地植被绿度随时间和降雨变化的差异，”美国农业部农业研究局的 SCINet 博士后研究员兼此项研究的主要作者 Emily R. Myers 说。

研究人员的目标是利用这些差异来区分不同的旱地生态状态。该团队将近地表摄像机 (PhenoCam) 的每日数据与新墨西哥州西南部沙漠草原的卫星图像 (Harmonized Landsat 8 和 Sentinel-2，或 HLS) 相结合，分析了 2014 年至 2022 年期间 12 个不同地点的数据。

美国农业部农业研究局高级研究生态学家、这项研究的共同主要作者 Dawn M. Browning 说：“近地面摄像机和卫星的测量能够区分不同旱地植被对降雨的反应。”

他们的研究结果表明，以草为主的州受降雨的影响最大，在潮湿的生长季节，草的绿度和生产力会迅速上升。以灌木为主的州受生长季节降雨的影响较小。

以草为主的州的独特物候反应可以作为旱地草生产力和生态状态变化的指标。

迈尔斯说：“这些绿度反应的差异可能有助于我们利用遥感图像绘制和监测干旱地区的情况和生产力。”

通过改进遥感技术，研究人员希望更有效地识别和监测草木覆盖率较高的旱地区域。这一发现可以指导在这些日益脆弱的生态系统中维持草木覆盖率和防止灌木丛侵占的管理策略。

布朗宁说：“我们希望探索更多方法来描述生长季节，特别注重对绿度快速增加敏感的测量，这表明草地的生产力。”

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