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。     

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。     

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。     

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...     

内蒙古大兴安岭森林净初级生产力时空格局分析

目的 通过模型模拟分析内蒙古大兴安岭地区森林生产力时空分布格局及其驱动因子。 方法 利用优化率定后的生理生态过程模型Biome-BGC参数,模拟了内蒙古大兴安岭地区时间序列（2003—2012年）森林净初级生产力（NPP）。基于外业实测数据,在全区域尺度上进行NPP模拟结果验证。 结果 优化率定后的Biome-BGC模拟的该区森林NPP具有较高可靠性,实测数据验证 R2为0.81, RMSE 为48.73 g·m-2·a-1。2003—2012年间该区森林NPP为219.3~399.5 g·m-2·a-1,其中针叶林NPP为218.6~414.9 g·m-2·a-1、阔叶林为213.7~412.3 g·m-2·a-1、混交林为188.3~404.7 g·m-2·a-1。森林NPP与温度和太阳辐射的相关性较高（ R2分别为0.55和0.49）,与降水量和相对湿度的相关性较低。 结论 时间序列上该区森林NPP年平均值总体呈缓慢增长趋势;空间分布呈北高南低,东部偏低的特征。"天然林保护工程"的实施是该区森林NPP增加的主要因素,而火灾则降低了森林NPP,二者造成了该区NPP呈现时空差异;不同森林类型NPP差异主要受温度和太阳辐射的影响。     

内蒙古自治区森林净初级生产力GIS空间数据库的建立

文章以GIS技术为手段,在收集大量有关森林净初级生产力资料的基础上,采用的是美国环境系统研究所（ESRI）开发研制的集成地理信息系统软件Arcview,完成了内蒙古自治区森林净生产力GIS空间数据库的建立。该数据库包括矢量数据库和属性数据库两部分。此数据库比较全面、系统地反映出研究区森林净生产力的基本信息,为下一步要进...     

县域植被净第一性生产力遥感估算模型及应用

植被净第一性生产力是评价地表植被状况的重要指标之一,对分析和评价全球和区域生态环境、碳循环等变化具有重要作用。该研究借助CASA模型机理以及气象学方法,建立县级区域净第一性生产力（NPP）遥感估算模型,并以房山区为应用案例,分析了北京市郊区1992年、2001年、2004年3年间8月份净第一性生产力的变化。分析结果表明,研究区3年间8月份的NPP分别为152.01g·m^-2·mon^-1、142．83g·m^-2·mon^-1、96．32g·m^-2·mon^-1;单位面积上的NPP年际间的变化主要受降雨量的影响,而区域NPP总量年际间的变化则要受降雨量和土地利用方式等因素共同影响。本模型估算结果与前人研究结果基本一致,可以利用本模型估算县域NPP。     

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。     

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。     

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。     

昼夜不对称增温对大兴安岭森林净初级生产力的影响

【目的】大兴安岭森林分布广袤,是我国东北地区重要的林木基地和生态屏障。本研究旨在探讨昼夜不对称增温背景下大兴安岭森林净初级生产力(NPP)的变化及其对气候变化的响应,为当地林业生态管理提供科学依据。【方法】利用MODIS NPP数据及降水、气温数据,应用趋势分析法分析气候和NPP的变化,用相关分析方法分析大兴安岭森林2000—2019年NPP与各气候因子的相关性。【结果】1)2000—2019年大兴安岭森林NPP总体上以6.26 g·C·m^-2·a^-1的速率显著增加,空间上大多数像元均呈显著增加趋势(P <0.10),仅5.60%的像元呈不显著变化或显著下降的趋势,主要集中在中北部区域;2)大兴安岭森林NPP主要受夏季气候条件的影响,NPP与夏季降水呈显著正相关;夏季最高气温和最低气温对NPP的影响不同,NPP与最高气温呈显著负相关,而与最低气温呈正相关;南部区域对气候的敏感性相较于北部区域更强;3)大兴安岭森林区域夏季降水和最低气温呈显著增加趋势,最高气温呈降低趋势,均有助于促进NPP增加;空间上南部和中部降水变化较为强烈,最低气温变...     

森林植被净初级生产力与气候因子关系研究——以京津冀地区为例

森林生态系统生产力在区域生态发展和气候变化研究中具有重要的现实意义,而植被净初级生产力(NPP)的计算是生态系统生产力研究的重要内容。基于遥感和GIS技术,利用MODIS遥感产品MOD17A3数据和气象数据,研究了2000—2014年间NPP的分布及其与气候因子的关系。采用相关分析的方法分别从空间上与时间上研究森林植被NPP与气候因子的相关关系,探究京津冀地区近15 a NPP时空分布变化规律及其对气候变化的响应规律。从空间分布整体情况来看,气温和降水量均对NPP有正相关影响。从时间相关性来看,NPP与年降水量为正相关关系,NPP随年降水量的增大而增大。并根据所得结论为京津冀地区生态发展提出提高植被生产力的相关建议和对生态现状的改进措施。     

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。     

广州市城市森林健康评价

文章对广州市城市森林健康进行评价,在全面踏查基础上,选取样地89块,记录样地信息及其中的乔木和灌木生长情况。将广州城市森林分为行道绿化、森林公园、街心绿地和城市公园4种类型;在林分尺度上,以VOR模型为基础建立评价指标体系,运用专家咨询法、层次分析法确定指标权重,运用综合指标评价法计算广州城市森林健康评价值。结果表明,所有样地综合指数平均值为0.6535(!=0.0091),属于健康等级。其中良好健康样地占22.5%,健康66.3%,亚健康11.2%,说明广州市城市森林总体健康,少数为亚健康;影响城市森林健康的原因主要包括林分结构简单、病虫危害、人为因素3方面。     

广州市城市森林的格局

未来的广州市城区分中心区，东翼和北翼三大组团，根据三大组团不同的功能，风格和位置，确定礤不同的城市森林景观的风貌特色。     

东北地区森林植被生产力遥感定量估测

以辽宁、吉林和黑龙江3省为研究区,引入一种过程模型(Forest-BGPG),以2003年1 km的MODIS影像为遥感数据,估测森林植被净第一性生产力(NPP)。结果表明:2003年森林植被NPP为3.7 MgC/hm2,其中,常绿针叶林4.1 mgC/hm2、落叶阔叶林4.0 mgC/hm2、常绿阔叶林3.8 mgC/hm2、针阔混交林3.9 mgC/hm2和落叶针叶林3.5 mgC/hm2;辽宁东部及长白山地区森林植被NPP超过6.3mg C/hm2,大兴安岭地区不足3.2 mgC/hm2,区域时空分布格局明显。通过与国内现有研究结果和2003年全球陆地植被NPP产品对比分析,表明估测结果准确反映了森林植被现实生长过程,Forest-BGPG为区域尺度森林植被NPP和碳储量动态监测提供了连续的测量手段。     

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。     

浙江中部4种类型公益林净初级生产力研究

利用浙江中部517个公益林固定小班监测数据,对浙江中部4种公益林的净初级生产力进行研究。结果表明,浙江中部公益林植被恢复成效显著,松林、杉木林、针阔混交林和阔叶林群落的净初级生产力达到5.52 t·hm-2·y-1、6.47 t·hm-2·y-1、7.09 t·hm-2·y-1、8.56 t·hm-2·y-1,高于浙江省的整体水平。密度是影响当前公益林净初级生产力大小关键。在较低的水平下,密度每增高1000株·hm-2,松林、杉木林、针阔混交林、阔叶林群落的净初级生产力平均增长1.56 t·hm-2·y-1、1.22 t·hm-2·y-1、0.93 t·hm-2·y-1、和1.45 t·hm-2·y-1。公益林群落生物量与净初级生产力具有较高相关性,但利用这个关系在大尺度上推算生产力有着较大的不确定性,因此采用本地的参数和按类型分类进行详尽的统计,得到的生产力估算值更可靠,对公益林经营管理具有更高的指导意义。     

遥感估算法在森林碳汇估算中的应用进展

作为陆地生态系统主体,森林具有碳源和碳汇的双重作用。目前,国内外众多学者对区域尺度森林碳汇的估算提出的方法较多,但还没有统一的估算方法。遥感估算法是估算森林碳汇的重要方法之一。通过总结该方法的优缺点及应用范围,为碳储量估算精度和碳评估提供合理的参考。     

海南地区森林群落可能生产力的估算

本文根据海南各地的水、热情况,对森林群落进行了可能生产量的估算,结果表明:1.限制海南植物群落生产量的主要原因是水、热平衡失调,若改善水分供应,其产量均可提高;2.海南地区光能利用率和水分利用率均比较低,而提高两者的利用率,是海南农林业增产的主要环节和有效途径。