森林作為陸地生態(tài)系統(tǒng)的重要組成,參與全球的碳循環(huán)和水循環(huán)過程,對區(qū)域甚至是全球的氣候變化影響深遠。森林的生物量是估算森林碳儲備、碳收支的關(guān)鍵參數(shù),也是評價森林固碳能力的直接標志。近年來,環(huán)境問題越來越受重視,保護生態(tài)環(huán)境已經(jīng)成為全球的共識,森林生物量反演的研究愈發(fā)熱門。本文應(yīng)用尺度生長與資源限制理論,結(jié)合實測的樣地數(shù)據(jù)和氣象數(shù)據(jù),反演內(nèi)蒙古大興安嶺森林地上生物量,主要內(nèi)容分為兩部分:區(qū)域最大樹高反演和區(qū)域生物量反演。最大樹高是森林植被中了解植物群落特征的重要指標,受區(qū)域資源限制。本文應(yīng)用代謝縮放理論和水能平衡方程(PM方程)構(gòu)建異速生長與資源限制最大樹高模型(ASRL),并利用實測的樹高、胸徑(DBH)、和冠層高度數(shù)據(jù),對模型的理論參數(shù)進行優(yōu)化。基于優(yōu)化后的ASRL樹高模型,將1970-2000年的月平均氣象數(shù)據(jù),包括降水、風(fēng)速、水汽壓、氣溫和太陽輻射作為輸入,反演內(nèi)蒙古大興安林森林1km~2區(qū)域的最大樹高。區(qū)域最大樹高10-40米范圍,呈現(xiàn)北高南低的趨勢。對于反演出的最大樹高,使用GLAS提取的最大樹高進行交叉驗證,結(jié)果表明,R~2=0.64,RMSE=2.87m,MPSE=12.45%,精度效果較好。此外,本文還對模型的優(yōu)化和敏感性進行了評估,結(jié)果表明,優(yōu)化后模型的反演效果明顯提升,模型對氣溫和水汽壓敏感性顯著,降水和風(fēng)速次之,對太陽輻射敏感性最低�；谏纸Y(jié)構(gòu)的定量理論,本文使用實測的生物量和胸徑數(shù)據(jù),建立了區(qū)域最大樹干半徑和區(qū)域生物量密度的異速生長方程,并用Powell算法實現(xiàn)參數(shù)優(yōu)化。使用實測樹高、胸徑數(shù)據(jù),擬合樹高-胸徑的尺度生長關(guān)系,將內(nèi)蒙古大興安嶺區(qū)域最大樹高轉(zhuǎn)換成區(qū)域最大樹干半徑,代入到生物量方程中,實現(xiàn)生物量密度反演。使用方精云2003年的林場實測數(shù)據(jù)對本文反演的生物量進行驗證,R~2=0.5476,RMSE=17.79t/ha,MPSE=23.57%,反演精度較好。
【學(xué)位單位】：南京信息工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：O212;S718.5
【部分圖文】：

南京信息工程大學(xué)碩士學(xué)位 將反演得到的最大樹高，根據(jù)樹高-胸徑的尺度生長關(guān)系換算成最大樹數(shù)優(yōu)化后的生物量模型，反演內(nèi)蒙古大興安嶺森林地上生物量。結(jié)果使用量數(shù)據(jù)驗證。文的技術(shù)路線圖如圖 1-1 所示。

圖 2-1 實測樣地分布2.3 氣象數(shù)據(jù)氣象數(shù)據(jù)使用的是 WorldClim 全球氣象數(shù)據(jù)。WorldClim (http://worldclim.org/)是Hijmans 等人合作共建，由美國加州大學(xué)伯克利分校發(fā)布的一個全球性的氣象柵格數(shù)據(jù)網(wǎng)站。WorldClim 是由多年全球氣象站點觀測數(shù)據(jù)插值生成的，其中有 47554 個站點的降水記錄，24542 個站點的平均溫度以及 14835 個站點的最低溫度和最高溫度。最高空間分辨率為 30′（約 1km2），分為 Version 1.4 和 Version 2.0 兩個版本的數(shù)據(jù)集。其中，1.4 版本的數(shù)據(jù)集提供 1960-1990 年的最低氣溫、平均氣溫、最高氣溫和降水的月平均數(shù)據(jù)，2.0 版本的數(shù)據(jù)集提供 1970-2000 年的最低氣溫、最高氣溫、平均氣溫、降水、太陽輻射、風(fēng)速和水汽壓的月平均數(shù)據(jù)。本文使用的 WorldClim 數(shù)據(jù)就是 Version 2.0 中的平均氣溫、降水、風(fēng)速、太陽輻射和水汽壓的多年月平均柵格數(shù)據(jù)，空間分辨率為 30′。

第二章 數(shù)據(jù)收集與處理據(jù)用的遙感數(shù)據(jù)分為 Modis（中分辨率成像光譜儀）的土地覆植被覆蓋度產(chǎn)品 VCF（VegetationContinuousField）MOD44B、V2 產(chǎn)品、和星載激光雷達數(shù)據(jù)。 產(chǎn)品 土地覆蓋類型產(chǎn)品提供了基于 5 種分類方案的分類結(jié)果，分劃方案（IGBP）、美國馬里蘭大學(xué)方案（UMD）、基于葉面積指數(shù)I/fPAR）、基于初級經(jīng)生產(chǎn)力方案（NPP）和植物功能方案（PFT的數(shù)據(jù)集，原始分辨率為 500 米，使用 MRT 進行拼接和投影轉(zhuǎn)分類結(jié)果是基于 IGBP 分類方案[38]的分類結(jié)果，如圖 2-2 所示蓋類型為針闊混交林，只有北部區(qū)域有少量的落葉針葉林。

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本文編號：2807671