NPP过程模型遥感驱动因子分析

主要探讨了NPP过程模型的主要因子(植被覆盖分类、植物生长状况信息、土壤水分信息和气象因子)的遥感获取方法。这些因子的全遥感化将为研究大区域和全球NPP模拟提供很好的发展前景。     

应用三种模型对浙江省植被净第一性生产力(NPP)的模拟与比较

运用Miami模型、Thornthwaite模型以及综合模型,计算浙江省植被NPP,并与国际生物学计划(IBP)推荐值进行比较,旨在找出最适用于浙江省的一种植被NPP计算模型;分别分析三种模型模拟的植被NPP的年际及年代际变化特征;利用站点的经纬度、DEM及其衍生数据建立多元回归方程对浙江省植被NPP进行空间插值,并分析其空间分布特点。结果显示:(1)综合模型模拟的浙江省植被NPP与国际生物学计划(IBP)推荐值最接近,为952.722～1376.971g.m-2.a-1,并且NPP随时间呈波动上升趋势;20世纪60-70年代植被NPP增幅最大,为33.31g.m-2.a-1;(2)对于三种模型,北部嘉兴市的植被NPP最小,南部温州市的植被NPP最大;植被NPP的空间分布形态一致,全省范围内均表现为西北低、东南高;(3)比较得出,综合模型在模拟计算浙江省NPP时更具有实用性。     

植被净第一性生产力遥感过程模型研究

NPP模型现在已经发展到遥感过程模型时代。通过3种主要的遥感过程模型(CASA、BIOME—BGC和BEPS模型)进行阐述和分析,探讨了这几种模型的优势和主要存在的问题。     

基于遥感的中国草地生产力初步计算

草地生产力研究对于评估草地生态系统食物供给具有重要意义.在基于MODIS的2001年l km中国陆地生态系统土地覆盖类型产品和植被净初级生产力(NPP)产品,运用各种草地生产力计算模型,初步计算了当年中国各草地生产力指标.计算得到:2001年,中国草地生态系统产干草1.44亿t,理论载畜量为1.08亿个羊单位,潜在食物供给为羊肉308.92万t.结果表明,基于遥感的草地生产力计算方法机理性较强,现势性好,可在较短时间内获取大范围年度草地生产力指标,其计算结果较为符合中国草地生产力的实际分布情况.     

基于遥感和CASA模型的西江流域NPP时空分布特征研究

基于EOS/MODIS遥感资料,采用CASA模型分析西江流域陆地植被净第一性生产力（NPP）的时空变化特征。结果表明:西江流域平均植被NPP为400～500 gC/（m²·a）,上游地区偏低,为200～300 gC/（m²·a）,中下游地区较高,平均500～600 gC/（m²·a）,部分地区可达到800 gC/（m²·a）以上;植被NPP季节变化显著,夏季最高,春、秋季节次之,冬季最低小;西江流域植被NPP的空间差异明显,在5-10月,上游地区植被NPP较低,中下游地区较高;在1-3月,上游地区尤其是南盘江流域的植被NPP较高,中下游地区尤其是中游地区明显较少。西江流域植被NPP的空间特征还表现在汛期空间差异大,枯水期空间差别小。     

基于地形校正的植被净初级生产力遥感模拟及分析

植被净初级生产力（NPP）模拟研究对碳平衡监测及深入理解碳循环具有重要意义。高空间分辨率、短重访周期的遥感数据和地形校正成为精准模拟山区植被NPP研究的必然选择。在利用DEM数据对太阳总辐射和气温进行地形校正的基础上,估算了研究区植被吸收光合有效辐射因子、温度胁迫因子、水分胁迫因子和典型植被类型的最大光能利用率,构建了改进的CASABTC估算模型,利用HJ-1CCD数据模拟了2009年大别山区植被的NPP,并探讨了其时空变化特征。结果表明：1）由该文模拟值与MOD17A3的精度验证结果分析,基于地形校正的CASABTC模型和HJ-1数据适合精确模拟山区植被的NPP;研究区NPP在冬季比在春、秋、夏季受地形起伏的影响大。2）该文模拟的年NPP平均值为413.7 g/(m2·a)比MOD17A3平均值偏小4.9%,在空间分布上前者更加详细,地表特征更明显。3）研究区2009年NPP模拟值范围为0～1143.6 g/(m2·a),研究区总面积66.1％的NPP值在200～600 g/(m2·a)之间;年总NPP为9.891×106t,约占全国年总NPP的3.2‰,整体上呈现高、低值区交错分布的不规则特点。4）月NPP值随季节而变化,所有植被类型的NPP季节变化曲线都呈典型的单峰分布,且不同植被类型NPP的季节变化幅度有差别。月NPP值的季节变化与气温、太阳总辐射及NDVI的季节变化基本吻合,而降水量年内分配不均与NPP无相关性特点。5）各植被类型的月NPP和总NPP随海拔高度上升而逐渐变大,对于后者当海拔高度上升至1100 m时达到最大值,继续上升,其保持在600 g/m2左右不变。该研究可为后续基于HJ-1数据的山区植被NPP模拟提供参考。     

基于改进CASA模型的陕西省植被NPP遥感估算

[目的]探究陕西省陆地生态系统植被群落生产状况,分析陕西省植被NPP时空格局变化及影响因素,为准确评估陕西省陆地生态系统碳源/汇,实现区域生态可持续发展,达成碳中和目标提供参考依据。[方法]基于温度—植被干旱指数(Temperature Vegetation Dryness Index, TVDI)对CASA(Carnegie-Ames-Stanford Approach)模型水分胁迫因子进行改进,从而估算陕西省2010—2020年植被NPP,并利用热点分析法、趋势分析法以及地理探测器对陕西省植被NPP进行空间分布格局、年际变化趋势和驱动因子研究。[结果](1)陕西省NPP空间分布呈现南高北低、冷热点区域差异明显的特征;(2)陕西省2010—2020年NPP平均值介于331.02～416.34 gC/(m²·a),NPP均值在100～600 gC/(m²·a)占比最大,最低值和最高值区间占比不足20%;(3)全省2010—2020年83.3%的面积植被NPP值无显著变化,4.2%的面积呈增加状态,12.5%的面积NPP值呈下降趋势;(4)降水...     

低温雪灾对莽山保护区植被NPP影响的遥感评价

低温雪灾对植被的影响不仅体现在对植被外在植株的损害上,还体现在对植物内在生理活动的破坏方面。因此,低温雪灾对植被影响的评价应立足植被恢复较长一段时间的植被变化。以2008年1月的低温雪灾为背景,选择反映植被生长特性的植被净初级生产力为研究对象,以受人类活动干扰程度较小、能较好体现植被自然恢复的莽山保护区为研究区,构建了光能利用率模型（CASA模型）,对低温雨雪灾害发生前和发生两年后的植被净初级生产力进行了估算,通过其变化情况来衡量低温雨雪对植被的影响。还对不同地形条件下、不同林龄和树种的植被NPP受低温雪灾影响的差异进行分析,以期为整个莽山乃至南方受灾地区灾后评价和重建决策提供数据支持。     

基于ZGS和TW模型的长江流域植被NPP时空演变特征

[目的]研究长江流域陆地植被生态系统初级净生产力(NPP)的时空演变特征,为政府部门建立和调整生态功能恢复项目提供参考。[方法]以长江流域为研究区,基于2000—2019年的降水和气温数据,采用周广胜—张新时模型(ZGS)和Thornthwaite Memorial (TM)模型估算NPP,并进一步利用皮尔逊相关分析、一元线性回归分析、Mann-Kendall显著性检验等,对比分析长江流域陆地植被生态系统NPP时空演变特征。[结果](1)基于上述两个模型模拟得到的长江流域NPP时空演变趋势基本一致,相关系数R为0.982,呈现显著正相关关系;(2)2000—2019年长江流域陆地植被生态系统实际NPP与潜在NPP均呈上升趋势,上升速率分别为6.85,2.74 g/(m~2·a)。(3)长江流域实际NPP和潜在NPP在空间上呈东南高西北低的分布格局,低值区域主要分布在草地生态系统;高值区域大部分分布在森林生态系统和农田生态系统。(4)2000—2019年长江流域实际NPP与潜在NPP呈上升趋势的面积分别占研究区总面积的80.65%和84.81%,主要分布在云南、青海、西藏、四川北部及浙江...     

黑龙江省林口林业局森林的潜在生产力

 依据气象资料及森林资源数据,利用Miami模型和Thornthwaite Memorial模型,对黑龙江省林口林业局的森林潜在生产力进行估算,得出了潜在生产力与温度和降水量的关系,并对林口林业局森林实际生产力进行了评价。结果表明:林口林业局水分条件较好,但热量不足,温度是森林生产力的主要限制因子,其森林潜在生产力为9.3812.64 m³/（hm².a）;森林实际生产力为2.22m³/（hm².a）,仅为潜在生产力的17.56%23.67%,森林生产力水平低的主要原因是幼龄林比例过大;森林潜在生产力处于黑龙江省中上游水平,在同纬度地区处于下游水平。研究结果对林口林业局制订人工林培育方案,优化森林结构,保护与利用森林资源具有参考意义。     

作物长势监测系统(CGMS)在黑龙江省的应用

利用黑龙江省实测气象资料以及玉米、大豆、水稻和春小麦的实测资料对作物生长监测预报模式(CGMS)中四大主要作物的重要参数进行修正和参数分区处理,并利用不同模型对各县(市)2003年的作物产量进行了监测预报,检验分析结果证明预报效果较好,准确度较高,CGMS在黑龙江省粮食监测和预报中具有理论研究和实际应用价值。     

喀斯特流域枯水资源遥感反演

喀斯特流域是由独特的地貌、水系结构及水文动态过程组成的地域综合体.影响喀斯特流域持水供水能力的因素复杂多样,除岩性、地貌、植被等因素外,喀斯特流域地貌特征也是影响喀斯特流域持水、保水和供水的重要因素.根据贵州省ASTER影像,利用RS和GIS技术,提取了DEM数据.以DEM数据、TM影像和CBERS影像为基础,选取28个喀斯特流域,分析了影响喀斯特流域持水供水的十大因素,并进行量化处理.借助MATLAB和SPSS软件进行数据处理和分析,构建了喀斯特流域枯水资源遥感反演模型,通过方差分析和样区检验,取得了很好的识别效果.     

海南岛天然橡胶林春季物候期的遥感监测

橡胶林第一蓬叶的展叶期、稳定期和老化速度,极大影响橡胶树叶片的数量和质量,从而影响干胶产量,因此,监测橡胶林春季叶片生长情况对防治病虫害、指导割胶作业和林间水肥管理具有积极意义。本研究基于2001-2014年1-5月每16d的遥感增强型植被指数（EVI）分布图,通过计算相邻时段EVI的变化量,分析橡胶林MODIS/EVI指数的时空分布及变化特征,确定判断橡胶叶片春季物候期的EVI指标。结果表明：第一蓬叶展叶期橡胶林平均EVI值为0.4,稳定期平均EVI值为0.5,以此作为这两个生育期的判断标准,对2001-2014年逐年橡胶林第一蓬叶的展叶期和稳定期进行反演,结果表明,海南岛橡胶林叶片平均展叶期出现在3月中旬前期,稳定期主要出现在5月上旬,叶片老化平均历时50d,与历年人工观测结果相比有一定差异,平均偏晚8.2d。该方法简便易行,可以用来监测区域天然橡胶物候的变化态势。     

那曲东部土壤水分MODIS遥感反演研究

利用那曲东部2014年8月至2015年7月土壤水分观测资料与同期MODIS数据建立了研究区土壤水分遥感监测模型。表观热惯量法(ATI)反演土壤水分结果不理想,基于MODIS 8天合成数据以及晴空数据拟合结果的决定系数分别为0.4503和0.3753,晴空条件下ATI方法监测效果较差。基于单窗方法建立的四种模型中,三次多项式模型拟合效果较好,决定系数为0.5475,分析认为排除冬季数据后建模效果更好。结论:基于单窗方法的三次多项式模型能较好的反演研究区土壤水分,不足之处为对天气要求较高,若无晴空遥感数据,将影响土壤水分监测工作的开展。     

黑龙江省东部水源区植被土壤水源涵养功能分析

在对黑龙江省东部水源区5种不同植被土壤层的水分物理性质、蓄水性能、渗透性能以及土壤水分的动态变化进行定位观测分析基础上,对各植被土壤层的水文特征进行了综合比较。结果表明,天然林和灌丛林林地土壤水源涵养能力最强,针叶林地一般,云杉幼林地最差。加强对天然林资源的保护,提高灌丛在当地林木植被资源中的比例,加强人工针叶林林分结构的调整与抚育管理,是提高当地森林植被系统涵养水源功能的有效途径。     

陕西省土地覆盖分类的遥感应用研究

利用监督分类和阚值判别相结合的方法，在对不同地物的地表光谱特征进行分析的基础上，对NOAA和FY－1C卫星各个季相的晴空资料分别进行了计算NDVI与判别分类，制作了陕西省遥感土地覆盖分类图，从而探索了一种通过极轨遥感资料进行宏观的土地覆盖分类的方法，此外，提出的用于遥感图像精校正的火点定位法，解决了地面控制点与遥感图像元的对应问题。     

基于高分六号卫星红边波段的森林蓄积量遥感反演——以西宁市针叶林为例

红光波段和近红外波段常被作为森林蓄积量反演的敏感波段,介于两者之间的红边波段往往被忽略,为了明确红边波段对森林蓄积量的遥感反演精度的影响,本研究基于高分六号卫星宽幅影像（GF6-WFV）,结合西宁市2014年森林资源二类调查数据,从光谱特征、植被指数、地形因子、影像纹理等4个方面选取蓄积量反演的自变量,采用多元线性回归（MLR）、随机森林（RF）模型,分析比较了有无红边波段对西宁市针叶林蓄积量遥感反演精度的影响。结果表明：（1）无红边波段（No Red-Edge）和加入红边波段（Red-Edge Added）两组处理的纹理特征变量降维后,其主成分信息主要解释了红外、近红外以及红边1波段的纹理特征。（2）与蓄积量相关的光谱特征变量：No Red-Edge处理主要包括红边波段和近红外波段的地表反射率,Red-Edge Added处理主要为红边1波段的地表反射率;植被指数变量：No Red-Edge处理主要包括NDVI和SAVI,Red-Edge Added处理为MTCI。（3）加入红边波段后,RF模型的R²优于MLR模型,分别为0.6719和0.5487,RF模型的均方根误差（RMSE）小于MLR模型,分别为26.3m³hm⁻²和20.8m³hm⁻²。（4）去除模型对反演精度的影响后,相对于No Red-Edge,Red-Edge Added处理的反演结果与观测值拟合的R2提高了11.6%,RMSE降低了9.1%。说明加入红边波段可显著提高西宁市针叶林蓄积量的反演精度,研究结果可为森林蓄积量的遥感反演提供科学依据。