近些年來(lái),全球尺度上的有機(jī)碳循環(huán)在地理學(xué)研究中十分熱門(mén),凈初級(jí)生產(chǎn)力(NPP)可表明森林的碳匯功能強(qiáng)度,同時(shí)也探究了全球碳循環(huán)與生態(tài)系統(tǒng)功能與結(jié)構(gòu)的特征,對(duì)其研究將對(duì)進(jìn)一步探討森林碳循環(huán)有著重要意義。本文為重建長(zhǎng)時(shí)間NPP序列引入樹(shù)輪年表數(shù)據(jù),樹(shù)輪年表數(shù)據(jù)的時(shí)間序列較為完整并且空間分布廣泛,年表內(nèi)信息可準(zhǔn)確表現(xiàn)當(dāng)?shù)氐臍夂蛩疅釛l件并能對(duì)其進(jìn)行準(zhǔn)確的記錄,因此引入樹(shù)輪年表資料可有效的反映歷史時(shí)期森林植被的逐年NPP狀況。本文從特定樹(shù)種的角度出發(fā),在大沾河自然保護(hù)區(qū)內(nèi)選取兩塊趨于純林的紅松與落葉松樣地,以此制作兩樹(shù)種的樹(shù)輪年表。利用LANDSAT8、LANDSAT7以及NOAA/AVHRR-NDVI影像對(duì)樣區(qū)進(jìn)行NDVI數(shù)據(jù)的提取,并利用地理信息技術(shù)軟件對(duì)樣區(qū)進(jìn)行太陽(yáng)總輻射量、溫度數(shù)據(jù)等的插值運(yùn)算,對(duì)樣區(qū)內(nèi)NPP的估算提供了有力保障。利用光能利用率模型中的C-FIX模型對(duì)兩研究區(qū)進(jìn)行1987年至2016年的8月NPP估算,將30年NPP值與其對(duì)應(yīng)樹(shù)輪年表建立模型,并通過(guò)長(zhǎng)時(shí)間序列的樹(shù)輪年表重建研究區(qū)內(nèi)百年間NPP數(shù)據(jù)。本文的主要結(jié)論如下:(1)利用C-FIX模型估算兩研究區(qū)內(nèi)紅松與落葉松的NPP值,并使用MODIS17產(chǎn)品數(shù)據(jù)同預(yù)估NPP數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比發(fā)現(xiàn):C-FIX模型NPP預(yù)測(cè)值小于NPP產(chǎn)品值,這與其他學(xué)者的研究相似。對(duì)產(chǎn)品值與預(yù)測(cè)值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)相關(guān)性分析后,發(fā)現(xiàn)兩者之間相關(guān)性較高,說(shuō)明利用C-FIX模型估測(cè)NPP值在大沾河自然保護(hù)區(qū)具有可行性。(2)在兩個(gè)研究區(qū)內(nèi)利用C-FIX模型估算1987至2016年共30年8月的NPP產(chǎn)量,將這30年8月的NPP產(chǎn)量與同區(qū)間年份的樹(shù)輪年表進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析以確定函數(shù),結(jié)果發(fā)現(xiàn),紅松樣區(qū)選擇冪函數(shù)最適宜,落葉松樣區(qū)選擇多項(xiàng)式函數(shù)最適宜。對(duì)兩樹(shù)種8月NPP與8月平均溫度進(jìn)行分析比對(duì)后發(fā)現(xiàn),紅松樣區(qū)NPP與8月平均溫度呈顯著相關(guān)趨勢(shì),而落葉松樣區(qū)表現(xiàn)不顯著,說(shuō)明紅松在生長(zhǎng)季溫度較高時(shí)長(zhǎng)勢(shì)較好,這也與落葉松抗寒,紅松喜溫的習(xí)性相吻合。(3)利用紅松區(qū)與落葉松區(qū)的樹(shù)輪年表與重建模型分別對(duì)8月NPP進(jìn)行175年與104年間的重建,并制作NPP重建圖。定義生長(zhǎng)極旺盛年及生長(zhǎng)極緩慢年,結(jié)果發(fā)現(xiàn),紅松區(qū)的生長(zhǎng)極旺盛年有5年,生長(zhǎng)極緩慢年有7年,分別占到了總年份的0.03%與0.04%。落葉松區(qū)的生長(zhǎng)極旺盛年有5年,占總年份的4.8%,生長(zhǎng)極緩慢年有4年,占總年份的3.85%。在兩研究區(qū)的生長(zhǎng)極值年份中,有6個(gè)年份相同,而這些年份相對(duì)應(yīng)的前一年溫度與當(dāng)年溫度都與NPP的變化有很強(qiáng)的一致性,說(shuō)明溫度因子對(duì)NPP的增長(zhǎng)在不同樹(shù)種中具有同步性。(4)依據(jù)時(shí)間年限將兩樣區(qū)的NPP分為三個(gè)階段后發(fā)現(xiàn),兩樣區(qū)的8月NPP均呈下降趨勢(shì),紅松研究區(qū)內(nèi)第一階段至第三階段產(chǎn)量下降較多,約為0.043萬(wàn)t,落葉松研究區(qū)內(nèi)第一階段至第三階段同比下降率最高,約為10.29%,由此說(shuō)明紅松樣區(qū)受外界環(huán)境影響較小,穩(wěn)定性較強(qiáng),而落葉松樣區(qū)受外界環(huán)境變化影響較大。總體來(lái)說(shuō),在大沾河自然保護(hù)區(qū)內(nèi),紅松林的碳匯能力相對(duì)落葉松林較強(qiáng)。
【學(xué)位單位】：哈爾濱師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類(lèi)】：S791.247;S791.22
【部分圖文】：

技術(shù)路線圖

圖 2-1.大沾河自然保護(hù)區(qū)內(nèi)植被分布以及所選研究區(qū)FIG.2 -1. Vegetation distribution and selected study area in dazanhe nature reserve.2 樹(shù)種介紹紅松紅松作為裸子植物，屬于松科松屬的常綠喬木，健康樹(shù)高可達(dá)三十米，；幼齡樹(shù)皮較平滑且樹(shù)皮為灰褐色；大齡樹(shù)皮為灰色，樹(shù)皮分裂成大小方片塊狀，樹(shù)皮落后裸露出紅褐色內(nèi)皮；其冬芽呈紅褐色，形狀呈卵圓排列比較疏松。紅松產(chǎn)于中國(guó)東北部的吉林山區(qū)、長(zhǎng)白山區(qū)、以及小興以南的地區(qū)，海拔范圍低到 150 米高至 1800 米不等，生長(zhǎng)地土壤濕潤(rùn)，色森林土地帶。其分布區(qū)從全球范圍內(nèi)看，分布于中國(guó)的黑龍江及吉林本州、韓國(guó)、俄羅斯以及朝鮮。如今，紅松在城市中可作為行道樹(shù)、庭蔭樹(shù)、風(fēng)景林，同時(shí)也為景園綠綠化作出貢獻(xiàn)。紅松也有不錯(cuò)的商用價(jià)值，松子，作為松樹(shù)的果實(shí)，具氣、潤(rùn)腸通便、潤(rùn)肺止咳、養(yǎng)血潤(rùn)腸等功效。落葉松

生長(zhǎng)錐圖片

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