大兴安岭植被净第一性生产力估算与动态分析

植被净第一性生产力在全球变化研究中扮演着重要的角色,NPP的估算与分析对于研究全球生态系统碳循环和区域气候变化具有重要意义。本文借助MODIS卫星传感器提供的归一化植被指数NDVI数据和大兴安岭地区的气象数据等为研究资料,通过构建CASA模型对大兴安岭地区不同类型植被的NPP进行了模拟估算,并通过地理信息系统等研究工具研究了该地区2010年生长季(5~9月份)不同植被NPP分布随时间的动态变化,和总体植被的NPP空间分布状况。大兴安岭地区植被生长期NPP总体平均值为318.29 g C/m2·a。从空间分布格局看,全区植被NPP空间分布差异较为明显。不同植被类型的NPP具有明显差异,生长期NPP总体平均值森林>草甸>灌木>农作物。不同植被类型5~9月NPP随时间动态变化的趋势基本一致,植被NPP最大峰值出现在在6~7月份之间。最后对模型计算结果与实测植被NPP数据、Modis数据的NPP产品及其他学者的估测结果进行比较,结果基本一致。     

森林植被净初级生产力遥感估算研究进展

森林植被净初级生产力(NPP)作为地表碳循环的重要组成部分,在全球变化及碳平衡中发挥着重要的作用。遥感技术在森林植被净初级生产力估算中具有较强的优势和巨大的潜力。文章从遥感估算森林植被净初级生产力的原理,遥感数据源的选择及估算模型的运用等方面阐述近年来遥感技术在森林植被净初级生产力估算领域的研究进展,并探讨目前存在的问题与对未来的展望。     

基于CASA模型的瓦屋山林场植被净初级生产力估算

在地理信息系统和遥感技术支持下,利用改进的CASA模型,并结合Landsat TM遥感影像、气象数据和林班数据,估算出瓦屋山林场2008—2009年的植被净初级生产力(PNPP),并通过实测植被生物量和生产力的关系,验证CASA模型在研究地区估算结果。结果表明:CASA模型估测植被PNPP与实测结果有较好的一致性,能够适用于瓦屋山林场植被净生产力估算;CASA模型估算结果主要植被类型年均PNPP区别明显,从高到低依次是:中国山杨、麻栎、板栗、马尾松、湿地松、灌木、杉木和池杉;瓦屋山林场植被PNPP季节变化显著,夏季贡献率最大,其次是春季和秋季,冬季最少,主要由于不同季节环境因素不同,其中又以太阳辐射最为重要。     

自然植被净第一性生产力模型及其应用

本文利用中国１２５组天然成熟森林资料及Ｅｆｉｍｏｖａ在ＩＢＰ期间获得的世界各地的２３组森林,草地及荒漠等自然被资料应用及相应的气候资料对目前流行的气候生产力模型;Ｍｉａｍｉ模型,Ｔｏｒｎｔｈｗａｉｔｅ Ｍｅｍｏｒｉａｌ 模型,Ｃｈｉｕｋｇｏ模型,综合模型及北京模型的适用性进行了研究。结果表明：Ｃｈｉｋｕｇｏ模型,北京模型与综合模型都能较好地反应森林净第一性生产力状况,但对于干旱半干旱地区,模型与综     

基于C-FIX模型的黑龙江省森林植被净初级生产力遥感估算

以黑龙江省森林资源为研究对象,利用ETM+、DEM和气象数据等资料,以C-FIX模型为基础,估算黑龙江省2000年5—9月的森林植被NPP,并将估算结果与MODIS的NPP产品进行对比分析。结果表明:5—9月林地总NPP为69.75×1012gC,最大值出现在6月,占5—9月NPP总量的27.23%,6—8月是NPP的主要积累月份;有林地NPP占林地总量的87.44%,灌木林地占10.41%,疏林地占1.63%,其他林地占0.52%;MODIS的NPP产品与模型估算值之间的均方差根为17.12,模型模拟值误差为MODISNPP产品值的3.92%～5.85%,模型估算精度较高。     

香格里拉县植被净初级生产力遥感估算

采用2009年MODIS数据作为遥感信息源,结合香格里拉基础地理数据和云南省119个气象站点的气象数据,构建了一个NPP估算模型。利用遥感技术和地理信息系统技术,在ArcEngine二次开发技术的支持下,实现了香格里拉县2009年植被净初级生产力的估算研究。结果表明:(1)设计的NPP估算模型简单,参数少,易于理解和计算;(2)比较发现:2009年香格里拉县NPP估算结果可信。(3)分析香格里拉县2009年NPP的变化情况可得到以下结论:(a)香格里拉县2009年植被净初级生产力为413 g/m2,总体分布趋势是:建塘镇北部和格咱乡西部NPP基本在400~600 g/m2之间;香格里拉县中部、东南部、东北部、北部基本上在200~400 g/m2之间;东旺乡的上游村、跃进村、中心村、胜利村的NPP在0~200 g/m2之间。(b)从3月至10月的时间段里,香格里拉植被NPP可占全年的净初级生产力的82%,因此,可判定香格里拉县植被生长季为3月~10月。     

祁连山区近60年气候变化对植被净第一性生产力的影响

通过祁连山区14个气象站1953—2012年连续60年的逐年气温、降水资料,采用Thornthwaite Memorial模型,计算分析祁连山区气候变化对植被NPP的影响,结果表明:在1953—2012年的60年间,祁连山区平均气温为上升趋势,平均降水量均呈增多趋势,祁连山区气候逐渐呈暖湿化的变化趋势;祁连山区植被NPP呈增长趋势,年增长量2.957(DMt/hm2·a),年增长率为0.89%;植被NPP的生长季节为3—10月,7月NPP增加量最大;祁连山区降水量对植被NPP影响最大的,温度对植被NPP的影响不显著。     

陆地植被净初级生产力研究进展

气候变化背景下的植被净初级生产力变化一直是全球变化研究领域的重要内容之一。文中总结植被净初级生产力的主要研究方法,分析不同方法的优缺点,并介绍“3S”技术在植被净初级生产力研究中的应用,指出植被净初级生产力研究的发展趋势和亟待解决的科学问题。     

湖州市森林植被净初级生产力研究

基于30 m分辨率的2018年Landsat数据、气象数据和森林资源年度监测小班数据等资料,考虑最大光能利用率在不同森林类型中的差异,采用CASA模型对浙江省湖州市的森林植被净初级生产力(NPP)进行估算,分析其空间分布特征,对估算结果进行精度检验,并与其他学者的NPP测算值进行结果对比.结果表明:(1)湖州市森林植被...     

广西植被潜在生产力的估算

应用Ｍｉａｍｉ模型和Ｔｈｏｒｍｔｈｗａｉｔｅ纪念模型,结合降水量,气温等气象资料,分别计算了广西植物被的可能净第一性生产力,谷物产量和木材生产量,结果表明：影响广西植被生产力的温度和降水主要因子,降水不足显得尤为重要,广西植物被潜在生产力较高,植被生产潜力还很大。     

南京城市森林生态系统生产力与碳储量的计算

基于遥感数据Landsat TM影像与气象数据,利用温度、水分胁迫系数改进CASA模型,对南京市森林生态系统NPP与碳储量进行估算。结果表明,南京城市森林生态系统植被NPP空间分布较均匀,平均在200～1400g/(m2.a)之间;河流、市城区裸地植被NPP最小,在0～100g/(m2.a)之间;整个南京市植被NPP空间分布由北向南呈现逐渐增加趋势,由于最南部地区为自然森林区,保留了原始的自然环境状态,NPP最大。而分布在南京市的各个森林区,森林植被NPP均在1300～1426g/(m2.a)之间。利用生物量-蓄积量方程计算出南京市针叶林、阔叶林、针阔混交林碳储量分别占全市森林碳储量的24%、59%、17%。全市森林生态系统碳储量为111.73万t,平均森林植被碳密度为17.38t/hm2,郊区和县的森林植被碳储量远远高于市区,但是两者的碳密度并无很大的差异。     

中国森林植被净生产量及平均生产力动态变化分析

根据1973—2008年间7次全国森林资源清查数据及中国森林植被分布特征,从不同森林类型和不同气候带定量分析中国森林植被净生产量及平均生产力动态变化规律。研究结果表明:中国森林植被净生产量和平均生产力总体呈增加趋势,植被净生产量由1973—1976年间的803.359×106t·a-1增加到2004—2008年间的1 478.425×106t·a-1,增加了84.03%;相应的森林植被平均生产力由7.302 t·hm-2·a-1增加到9.502 t·hm-2·a-1,增加了30.13%。不同森林类型中,阔叶混交林、杨桦林、落叶阔叶林和常绿阔叶林对中国森林植被净生产量贡献较大;热带林、阔叶混交林、常绿阔叶林平均生产力较高,油松林和马尾松林平均生产力相对较低。不同气候带中,热带地区森林植被净生产量呈波动中减少趋势,其它气候带呈增加趋势;1973—2008年间各气候带森林植被平均生产力为:热带(18.625 t·hm-2·a-1)寒温带温带(9.610 t·hm-2·a-1)亚热带(8.499 t·hm-2·a-1)暖温带(7.800 t·hm-2·a-1)。     

荒漠区人工林NPP估算模型比较研究

利用LANDSAT8遥感影像数据、结合气象数据和野外调查数据,采用CASA模型、C-FIX模型和GLO-PEM模型,分别估算和分析了2014年墨玉县森林植被净初生产力时空分布特征,并进行验证和比较。结果表明:植被净初生产力空间分布差异比较明显,主要集中于研究区中部和东南部;CASA模型的NPP平均值为70gC·m~(-2)、C-FIX模型的为56C·m~(-2),GLO-PEM模型的为28C·m~(-2),其中CASA模型模拟结果最接近于前人研究成果;通过实测值验证,各模型实测值和模拟值相当吻合,其中CASA模型的平均值最接近,相关系数R2=0.994 15,大部分样本点的误差小于5%。     

茂兰喀斯特植被不同演替阶段的生物量和净初级生产力估算

2007年8月-2007年10月,在贵州茂兰喀斯特森林国家自然保护区内,选取其中有代表性的2个基质类型（石生群落和土壤群落）上的5个演替阶段（草本群落、灌草群落、灌木群落、次顶级常绿落叶阔叶林和顶级常绿落叶阔叶林）共10个样地,分别利用相对生长方程法、平均标准木机械布点法和树木年轮宽度值来估算群落地上生物量、地下生物量和净初级生产力。结果表明：1）喀斯特森林群落正向演替极显著增加了群落地上生物量;从石生草本群落的4．76t／hm2到土壤顶级群落的144．66t／hm2。而同一演替阶段石生群落和土壤群落地上生物量差异不显著。2）喀斯特森林群落正向演替极显著增加了地下生物量,即从石生草本群落的2．63t／hm2增加到石生顶级乔木群落的58．15t／hm2。3）总生物量随正向演替的进行而显著增加,从石生草本群落的7．39t／hm2增加到土壤顶级群落的202．15t／hm2。4）石生系列群落净初级生产力随着正向演替的进行而呈递增趋势,从草本群落的2．73t·hm^-1·a^-1递增到顶级常绿落叶阔叶林的13．58t·hm^-2·a^-1;土壤系列群落无此特征。     

利用不同时相遥感影像估算大兴安岭北部火干扰后NPP

森林火灾是森林生态系统中重要的干扰,对碳循环和碳平衡具有影响。林火作为大兴安岭森林生态系统中主要的干扰因子,直接影响区域的净初级生产力NPP(net primary productivity)。林火的发生使NPP迅速下降,改变了区域碳平衡。以多时相遥感数据为基础,利用CASA(Carngie-Ames-stanford-Approach)模型估算大兴安岭北部地区未过火区和过火区植被NPP变化。结果表明:1987年6月,未过火区植被NPP为145 g C m-2,轻度过火区为74 g C m-2,中度过火区为58 g C m-2,重度过火区植被NPP为38 g C m-2,火干扰后NPP分别降低了49%、60%、73%;1999年8月,火干扰12 a后,过火区NPP是未过火区NPP的96%以上,NPP恢复迅速,基本达到未过火区水平。2009年8月,火干扰22 a后,过火区NPP是未过火区93%以上,与火干扰12 a时相比,下降3%。虽然NPP增速下降,但是NPP总量增加,生产力也与未过火区基本处于同水平。     

洱海流域植被覆盖度遥感估算与变化分析

植被覆盖度是刻画地表植被覆盖的一个重要参数,也是指示生态环境变化的重要指标之一.以洱海流域1990年和2006年TM影像为数据源,利用NDVI的像元二分模型法对洱海流域1990年和2006年植被覆盖度进行遥感估算,并进行变化分析.结果显示,近17年来洱海流域植被覆盖度总体上有所提高,无植被覆盖区域面积明显下降,高植被覆盖占全植被覆盖区域面积比大幅提高,二者面积比近50％;在空间分布上,洱海流域上游地区、东部部分地区植被覆盖度相对较低,对地区生态环境稳定构成重大威胁,将是今后洱海流域生态建设和整治的重点区域.     

基于固定样地的林分乔木层年净生产力参数结构化估算

为更准确估算林分乔木层年净生产力,解析林分乔木层生产力的构成,本研究提出了基于固定样地数据的林分乔木层年净生产力参数结构化估算方法。利用天台县2009-2014,2014-2016,2016-2017年3个阶段固定样地数据,同时考虑森林类别、树种组、龄组等因子,结构化估算4组参数,第1组是保留木生物量年均生长率,第2组是生物量年均保留率,第3组是进界木生物量年均生长率,第4组是单位面积年均进界株数。第1组参数结果表明,各树种组保留木生物量年生长率随着龄组增大而减小;商品林保留木生物量年均生长率普遍比公益林高。第2组参数结果表明,公益林内所有树种组的生物量年保留率都低于其在商品林内的保留率。第3组参数结果表明,除硬阔Ⅰ类外,公益林中其他树种进界木生物量年均生长率都高于商品林。第4组参数结果表明,随着龄组的增大,单位面积年进界木株数减少;任一龄组下,公益林中的单位面积年进界木株数均高于商品林。研究结果表明,本方法能够解析乔木层生产力的构成情况,是一种结构化估算方法,其计算结果与其他相关研究相比更具优点。     

青藏高原植被净初级生产力及其对气候变化的响应

论述了青藏高原植被净初级生产力(NPP)的空间分布和时间变化动态,以及NPP与气候因子的关系和对未来气候变化的响应。总结出了以下结论:①青藏高原年均NPP为0.3Pg Ca-1,由东南向西北逐渐递减,与该地区的水热条件和植被类型的地带性分异规律一致;②近年来,青藏高原的植被生产力在波动中呈上升趋势,年增加速率约为0.7%;③温度是影响青藏高原生物生长的主导因子,青藏高原净初级生产力随着气温和降水的增加而增加;④未来气候变化影响青藏高原植被NPP,在IPCC预测的B1、A1B和A2气候变化情景下,青藏高原的NPP均呈增加的趋势。     

中国东北样带植被净初级生产力时空动态及其对气候变化的响应

根据净初级生产力(NPP)遥感估算模型,重建了中国东北样带(NECT)1982–2000 年间每月的 NPP 时空序列,分析了研究时段内 NPP 的时空格局特征及其与气候因子的关系。结果表明:(1)NECT 样带植被 NPP 的空间变化趋势同降水量的空间变化十分相似,由东到西逐渐降低,二者在空间上的相关性达到了 0.84(P<0.01),说明 NECT 样带的植被 NPP在空间分布上主要受水分趋动;(2)NECT 样带植被 NPP 的年际变化主要是由各年份夏季 NPP 的变化造成的,夏季对NECT 样带植被 NPP 的年际增长贡献率最大(67.6%),二者之间的相关性达到了 0.95(P<0.01);(3)NECT 样带的植被NPP 积累期主要发生在 5–9 月份,这 5 个月的 NPP 占了全年NPP 总量的 89.8%,整个夏季(6–8 月份)的 NPP 占了全年的 65.9%,冬季(12–2 月份)的 NPP 最低,基本为 0;(4)近 19 年来的气候变化促进了 NECT 样带的植被生长,从 1980年代到 1990 年代,NPP 显著增加,年代际相对增长率为 14.3%,平均年际绝对增长趋势为 4.6 gC m-2 a-1,相对增长趋势为 1.17%,这主要是由温度升高引起的。图 6 表 1 参 36。