本文關(guān)鍵詞：北半球及典型區(qū)遙感植被物候提取驗證及動態(tài)研究

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【摘要】：植被物候是反映植被變化的一個敏感又重要的生態(tài)生理參數(shù),可以作為全球變化研究的良好指示器。研究植被物候?qū)夂蜃兓捻憫?yīng)在時空上的分異規(guī)律,對更好的理解生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)以及預(yù)測生態(tài)系統(tǒng)對全球變化的響應(yīng)具有十分重要的意義。遙感技術(shù)的發(fā)展,為全球或區(qū)域植被物候連續(xù)性觀測提供了一種新途徑。目前,國內(nèi)外已發(fā)展了多種遙感數(shù)據(jù)源及遙感物候提取方法來進(jìn)行植被物候的時空動態(tài)研究。但是,遙感數(shù)據(jù)源及遙感物候提取方法的不同所造成的遙感物候提取結(jié)果在時空上的差異仍未明確,基于多種遙感數(shù)據(jù)源及不同遙感物候提取方法的遙感物候提取結(jié)果的可靠性也尚未得到更多的對比及驗證。因此,對多種遙感物候提取結(jié)果進(jìn)行定量化的驗證及差異對比是遙感植被物候研究領(lǐng)域亟待解決的問題。這一問題的深入研究,可以幫助研究工作者們更好地將不同遙感物候分析結(jié)果連接在一起,對于未來進(jìn)行大尺度的、可信度高的全球變化植被響應(yīng)研究具有至關(guān)重要的意義。本論文主要選擇兩種長時間序列遙感數(shù)據(jù)集GIMMS NDVIg和GIMMS NDVI3g,分別利用目前國內(nèi)外最常用的三種遙感物候提取方法:最大變化斜率法、動態(tài)閾值法及中值法進(jìn)行北半球植被物候參數(shù)的提取。然后,針對以上六個版本的提取結(jié)果,定量地對比分析不同遙感數(shù)據(jù)集、不同遙感物候提取方法造成的植被物候參數(shù)提取結(jié)果在時空上的差異及原因。其次,本論文利用具有更高分辨率的MODIS MOD13Q1 NDVI數(shù)據(jù)集來評價兩套GIMMS NDVI數(shù)據(jù)集在遙感物候提取上的可信度。更重要的是,本論文分別利用多種地面觀測數(shù)據(jù)對以上兩種數(shù)據(jù)源的六種遙感物候提取結(jié)果進(jìn)行對比驗證。其中,使用的驗證數(shù)據(jù)包括:美國國家物候觀測網(wǎng)絡(luò)的植被物候觀測數(shù)據(jù),青藏高原農(nóng)業(yè)氣象站的植被物候觀測數(shù)據(jù)以及來自全球通量觀測網(wǎng)絡(luò)的碳通量觀測數(shù)據(jù)。最后,根據(jù)對比驗證結(jié)果選擇最為可靠的遙感數(shù)據(jù)源及遙感物候提取方法,研究北半球及典型區(qū)域-青藏高原地區(qū)在1982-2012年間植被物候變化及對全球變化響應(yīng)的空間分布模式,并探討長期氣候變化影響下,青藏高原植被物候?qū)夂蜃兓捻憫?yīng)。研究得出的主要結(jié)論如下:(1)北半球大部分地區(qū),利用最大變化斜率法、動態(tài)閾值法及中值法這三種方法從GIMMS NDVIg中提取的植被物候生長季開始期(Start of the Growing Season:SOSg)均明顯比從GIMMS NDVI3g中提取的植被物候生長季開始期(SOS3g)晚,SOSg所計算出的1982-2006年間春季物候時間提前速率比SOS3g更快。基于MODIS NDVI的對比結(jié)果表明,GIMMS NDVI3g比之前的GIMMS NDVIg在監(jiān)測地表植被變化信息上更敏感,遙感物候提取結(jié)果更可靠。(2)研究表明,只有利用中值法從GIMMS NDVI3g中提取出的遙感植被物候提取結(jié)果(SOS3g)同時與三種地面物候觀測數(shù)據(jù)集:來自美國國家物候觀測網(wǎng)絡(luò)的地面物候觀測數(shù)據(jù)、青藏高原地區(qū)農(nóng)業(yè)氣象站植被物候觀測數(shù)據(jù)及基于通量塔NEE數(shù)據(jù)提取的植被物候參數(shù),都具有顯著相關(guān)性(P0.05)。也就是說,利用中值法從GIMMS NDVI3g中提取遙感植被物候參數(shù)進(jìn)行北半球植被物候研究,結(jié)果最為可信。(3)1982-2012年間,北半球自然植被生長季開始時間(SOS)提前速率為0.066d/y,生長季結(jié)束時間(End of the Growing Season:EOS)推遲速率為0.074d/y。春季升溫是造成北半球自然植被SOS提前的最重要因素,而秋季EOS的延遲則是由溫度與降水共同作用的結(jié)果。(4)青藏高原地區(qū),植被物候參數(shù)對氣象因子的響應(yīng)特征因生態(tài)地理區(qū)域的不同而差異明顯。另外,因為青藏高原植被在生理生態(tài)上對全球變化的逐漸適應(yīng)性,春季升溫對青藏高原植被生長季開始時間(SOS)的影響程度越來越弱,具體表現(xiàn)為,1982-2012年中,SOS與春季溫度間相關(guān)系數(shù)的決對值(|r|)減小速率為0.003/y。
【學(xué)位授予單位】：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)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TP79;Q948

【相似文獻(xiàn)】

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本文編號：1304812