本文選題：遙感 + 物候��； 參考：《中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院遙感與數(shù)字地球研究所)》2017年碩士論文

【摘要】：全球氣候變化已成為近年來國際社會關(guān)注的熱點,不僅對人類賴以生存的生態(tài)系統(tǒng)造成不可逆轉(zhuǎn)的改變,更是在社會各方面產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響,例如冰川消融、極端氣候、物種減少、糧食減產(chǎn)等。為了改善氣候變化對人類社會的影響,各國政府采取了一系列相關(guān)措施。相比于人為減排,森林生態(tài)系統(tǒng)作為陸地生態(tài)系統(tǒng)的主體,其植被碳平衡過程更是對氣候變化起到不可估量的調(diào)節(jié)作用。物候是研究植被周期性變化及其這種變化受季節(jié)、年際氣候變化影響的學(xué)科,在調(diào)節(jié)陸地生態(tài)系統(tǒng)碳平衡中扮演著重要的角色。近年來,遙感技術(shù)逐步為區(qū)域研究和分析植被的物候變化提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)和理論支撐。利用遙感數(shù)據(jù)對植被物候進行反演對進一步理解地表碳循環(huán)具有積極意義,除此之外,把握植被碳交換對各氣象因素的敏感性也是理解氣候變化對生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)影響的重要一步。本文在位于北美地區(qū)的15個通量站點中,基于MODIS遙感數(shù)據(jù)以及碳通量數(shù)據(jù),輔以物候相機觀測數(shù)據(jù)與氣象數(shù)據(jù),在分析近年來物候遙感反演進展的基礎(chǔ)上,提出了一個基于遙感數(shù)據(jù)的新物候反演模型,并且探討了各碳交換組分對氣象因素響應(yīng)的季節(jié)性差異。本文主要創(chuàng)新點如下:一.對2000年至2016年的244篇物候遙感反演文獻進行文獻調(diào)研,了解了近年來植被物候的各影響因素,遙感反演常用數(shù)據(jù)源及植被指數(shù)的選取,詳盡的列出目前主要使用的物候提取算法,并進一步分析了地表觀測數(shù)據(jù)對物候反演結(jié)果進行獨立驗證的重要性。二.利用遙感反演常綠林生長季物候是遙感物候反演的難點之一,這是因為相比于落葉林,常綠林植被冠層綠度季節(jié)性變化并不顯著。使用MODIS地表反射率數(shù)據(jù)與LST(land surface temperature)數(shù)據(jù),對位于北美地區(qū)的14個常綠林通量塔站點進行生長季開始(start of season,SOS)與結(jié)束(end of season,EOS)的物候模擬。并使用基于地表觀測的碳通量數(shù)據(jù)與物候相機數(shù)據(jù)對反演結(jié)果進行獨立驗證。結(jié)果表明,常用的植被指數(shù)(NDVI、EVI)并不能探測常綠林的SOS與EOS,MODIS LST數(shù)據(jù)相比于單獨的植被指數(shù)能更好的反演SOS。值得注意的是,LST的變量(即變異系數(shù),CV_LST)相比于LST其本身對反演植被物候更為重要。因此本文提出了一個結(jié)合CV_LST與VIs的新物候反演模型,并且其顯著的改善了對植被物候的反演精度,其中對SOS與EOS反演的平均RMSE分別為11.7天、5.6天,在5個物候相機觀測站點進行模型結(jié)果的獨立驗證,也同樣證明了新物候反演模型的可行性。這一結(jié)果表明,以往研究中所忽視的溫度變量在模擬地表物候中扮演著重要的角色,并且在未來的生態(tài)系統(tǒng)模型中,將冠層綠度與溫度的變量相結(jié)合能夠進一步提高物候的模擬反演精度。三.基于同一緯度的三個通量站點碳通量觀測數(shù)據(jù)與氣象數(shù)據(jù),本文具體分析了不同季節(jié)各碳交換組分(總初級生產(chǎn)力,凈生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力,生態(tài)系統(tǒng)呼吸)對各氣象因素(光合有效輻射,空氣溫度,土壤溫度,相對濕度,降水)的季節(jié)性響應(yīng)差異。結(jié)果表明,與溫度相關(guān)的氣象因子(光合有效輻射,空氣溫度,土壤溫度)是控制各季節(jié)碳交換的主要氣象因素,而相對濕度與降水并沒有對其影響顯著(只解釋了各碳通量交換約30%左右)。此外,相比于生長季中期,植被在生長季的變化期(春秋兩季)對各氣象因素更為敏感。對于各碳交換組分,NEP在不同植被類型中對氣象因子的響應(yīng)差異最大,且夏季高溫會使得常綠林呼吸速率快于光合速率,使得當(dāng)季NEP出現(xiàn)下降并隨著溫度的降低再升高的趨勢,這說明在全球溫暖化的氣候背景下,不僅溫度會通過影響植被生長季長度來控制年NEP的積累,夏季高溫同樣會影響常綠林年際碳積累過程。
[Abstract]:鍏ㄧ悆姘斿，

本文編號：1938310