漓江上游山区复杂地形水热通量的时空变化规律

为了估算漓江上游农林经济的发展对决定地表微气候环境的水热通量的影响,计算山区复杂地形影响下的地表太阳辐射以改进SEBAL模型,提出归一化水热通量使不同时相具有可比性,对漓江上游1989-2006年5景TM/ETM卫星图像利用改进模型反演水热通量。结果表明,在空间上随植被覆盖度的增加,显热通量降低而潜热通量增加,植被覆盖度在0.2～0.7时的影响非常显著。1989-2000年植被覆盖度均值明显降低,而2000-2006年逐渐上升,导致波文比(显热与潜热比)均值明显升高然后逐渐降低,归一化潜热数值较高的像元比例减少然后增加,归一化显热数值较高的像元比例增加然后减少。尽管在2006年植被覆盖度均值接近于1989年,但波文比均值仍明显高于1989年。研究区经济林、旱地农作物面积的增加,阔叶林面积减少,水源林的减少与退化,导致了显热与潜热比平均值的升高。     

利用BEPS模型估算城区植被净初级生产力的时空变化

为了定量评估北京奥运绿化工程改善生态环境的效果,在北京城区各主要公园绿地林木普查和叶面积指数观测及气象观测数据的基础上,修正模型参数建立适用的BEPS模型,利用年降水量相差不大的2004和2009年TM遥感数据估算北京城区植被NPP空间分布。结果表明,北京奥运绿化工程取得了显著效果,2004年与2009年相比,北京城区植被年NPP总量由2.71×1011g C·a-1增长到3.05×1011g C·a-1,年NPP均值由83.18g C·m-2a-1上升到93.39g C·m-2a-1;年NPP在0~100g C·m-2a-1范围的面积比例由53.61%下降到42.72%,而在100~200g C·m-2a-1范围的面积比例由20.98%上升到33.49%。城区各大公园林地的年NPP数值较高,植树造林是补偿因城市扩展导致NPP损失的最重要途径。     

城市公园绿地水热通量的小波特征

在北京海淀公园架设涡度相关仪,连续观测下垫面和大气之间的显热和潜热通量,定量研究城市公园绿地影响下的水热通量变化趋势,并利用连续小波变换研究其时间尺度结构及变化特征.结果表明:城市小气候环境显热和潜热呈现多尺度结构,其变化包含不同时间尺度准周期分量,存在不同的显热和潜热相干结构;时间尺度准周期分量在春夏初秋较小,而在深秋和冬季较大.显热和潜热变化越剧烈,对应越小时间尺度的准周期分量.在均匀下垫面,利用该方法可进一步研究显热和潜热的空间尺度结构.     

漓江上游山区水源林叶面积指数变化的遥感监测

为了定量评价漓江上游山区复杂地形水源林叶面积指数(LAI)的变化,对阔叶林、针叶林、竹林样地以TRAC仪器测定LAI,利用遥感数据计算归一化植被指数(NDVI)、比值植被指数(SR)、减化比值植被指数(RSR)、土壤调整植被指数(SAVI)、增强植被指数(EVI),并从DEM数据获取高程、坡度、坡向,提出并建立复杂地形最优多植被指数组合估算山区林地LAI的神经网络模型,利用模型对1989–2009年6景TM/ETM遥感图像估算LAI空间分布。结果表明,神经网络解决了LAI与多植被指数的非线性回归方程无法引入地形因素、且方程系数较多较难确定的问题,提高了LAI的估算精度。研究区成熟阔叶林减少代之以大片种植经济幼林,是导致林地LAI变化的原因。1989-2000年,LAI≥6.0的林地面积比例从78.8%逐年急剧下降到44.1%,LAI在1.0~6.0的林地面积比例从20.8%大幅上升到55.4%;2000-2009年,随着幼林的生长、竹林的速生,LAI≥6.0的林地面积比例逐渐上升恢复到74.5%,但仍未恢复到1989年的面积比例,相应LAI在1.0~6.0的林地面积比例逐渐下降到25.1%。研究成果为漓江上游水源林生态评估提供参考。     

城市人工林LAI季节变化对地表水热通量的影响

为定量评价北京城区绿化人工林叶面积指数LAI变化对改善生态环境效果的影响。2006年4月～2007年3月在北京海淀公园人工林架设涡度相关系统连续观测地表潜热和显热通量,提出LAI-2000实验观测LAI与遥感测量林地面积的加权平均法以估算整个林地LAI,研究LAI季节变化对通量的影响。结果表明:随LAI的增长,潜热占净辐射的比例增加而显热占净辐射的比例减少,具有明显的月变化特征;6～8月LAI>2.0,潜热占净辐射的比例最高,晴天在60%以上,阴天在45%以上,而显热占净辐射的比例最低,晴天低于10%,阴天约5%。12～2月LAI<0.5,潜热占净辐射的比例最低,晴天低于10%,阴晴天的差异很小;显热占净辐射的比例最高,晴天高于40%,而阴天略低于晴天。     

城市公园绿地水热通量的环境影响因素定量分析

在北京近郊区海淀公园架设涡度相关仪,连续观测城市公园绿地水热通量及其环境影响因素数值日变化。分别采用神经网络、相关分析和灰关联方法研究植被生长季节影响水热通量的环境因素权重,结果表明:公园绿地水热通量受多个环境因素的综合影响,净辐射影响最大,其次是下垫面温度,再次相对湿度和气温影响潜热,风速对潜热的影响较弱,而气温和风速对显热的影响也相对较弱。神经网络方法直接给出非线性关系权值,分析结果较准确,优于统计分析方法。