本文關(guān)鍵詞：中國北方草地生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力估算及其不確定性研究

  更多相關(guān)文章： 草地生物量 總初級生產(chǎn)力 遙感 模型模擬 不確定性分析 中國北方

【摘要】：草地生態(tài)系統(tǒng)是陸地生態(tài)系統(tǒng)最重要、分布最廣的生態(tài)系統(tǒng)類型之一,準(zhǔn)確估算草地生產(chǎn)力對于草地資源的可持續(xù)利用至關(guān)重要。本研究以中國北方草地為研究區(qū)域,以草地生物量樣地調(diào)查資料和渦度相關(guān)通量觀測數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),結(jié)合遙感影像資料以及氣象監(jiān)測數(shù)據(jù),通過建立中國北方草地的遙感生物量模型和總初級生產(chǎn)力模型,實(shí)現(xiàn)了中國北方草地生態(tài)系統(tǒng)生物量及總初級生產(chǎn)力(GPP)2001～2013年區(qū)域尺度上的時空格局監(jiān)測。在此基礎(chǔ)上,以模型結(jié)構(gòu)、模型輸入數(shù)據(jù)以及模型參數(shù)為切入點(diǎn),探討了中國北方草地生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力估算結(jié)果的不確定性。研究的主要結(jié)論如下：(1)中國北方草地生物量時空分布特征：2001～2013年中國北方平均草地生物量為548.5±130.5 gm-2(1248.6±297.2Tg).近年來中國草地生物量總體呈增加的趨勢,空間上生物量密度從東向西呈遞減的趨勢。不同草地類型的生物量密度存在較大差異,位于西部的高寒草原和高寒草甸生物量密度較低,而位于中部的溫性草原和溫性草甸有相對較高的生物量密度,位于東部的山地草甸則有最高的生物量密度。總的來說,溫度越高,年降雨量越豐富有利于草地植被的生長,因此中國草地較高的草地生物量密度分布在東南部。(2)中國北方草地生物量的不確定性評價：中國北方草地生態(tài)系統(tǒng)生物量估算結(jié)果的平均相對不確定性為19.8%,在空間上由東北向西南呈現(xiàn)遞增的趨勢,并且在生物量密度低的地區(qū)往往伴隨有較高的相對不確定性。高寒草地生物量估算的相對不確定性較大(20%～40%),而溫帶或熱帶草地生態(tài)系統(tǒng)生物量估算的相對不確定性則相對較低。模擬結(jié)果相對不確定性的最大貢獻(xiàn)因子為模型參數(shù)的確定(52%),其次是模型數(shù)據(jù)(27%)和模型形式(13%),因此模型參數(shù)在草地生物量模型估算中帶來的不確定性尤為值得關(guān)注。(3)中國北方草地GPP的時空分布特征：2001～2013年中國北方平均草地總初級生產(chǎn)力為833.3 Tg(349.5 g C m-2),近年來GPP呈增加的趨勢。空間上,東部草地植被光合作用較強(qiáng),GPP累積較高,而西部的總初級生產(chǎn)力累計則相對較低。GPP在不同草地類型之間存在較大的差異。位于西部的高寒荒漠草原草地生產(chǎn)力密度最低,而位于中部和東部的熱性草叢和灌草叢以及山地草甸有相對較高的草地生產(chǎn)力密度。(4)中國北方草地GPP的不確定性評價：中國北方草地生態(tài)系統(tǒng)GPP估算結(jié)果的平均相對不確定性為38%,區(qū)域內(nèi)絕大多數(shù)像元GPP估算結(jié)果不確定性30%,少部分區(qū)域不確定性為50%-70%,表明不同模型估算的GPP結(jié)果差異較為顯著。與區(qū)域空間上GPP的分布情況相比,發(fā)現(xiàn)GPP高的地方伴有較小的估算不確定性,而GPP較低的地方其估算不確定性則較高。這可能與數(shù)據(jù)本身特征有關(guān),即相同的不確定性除以較小的平均值,其不確定性在較小的數(shù)值上會放大。研究結(jié)果表明草地生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力估算模型和方法對于生產(chǎn)力評估有重要的影響。本研究從區(qū)域尺度上不確定性的量化表達(dá)方式出發(fā),對于建立適合中國北方草地生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力的估算模型及不確定性研究的方法和體系具有一定的借鑒意義。
【關(guān)鍵詞】：草地生物量 總初級生產(chǎn)力 遙感 模型模擬 不確定性分析 中國北方
【學(xué)位授予單位】：華東師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：S812
【目錄】：

• 摘要6-8
• ABSTRACT8-14
• 1 緒論14-19
• 1.1 研究背景和研究意義14-15
• 1.2 本文研究思路15-19
• 1.2.1 研究區(qū)域概況15-17
• 1.2.2 研究目的與內(nèi)容17-18
• 1.2.3 究技術(shù)路線18-19
• 2 草地生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力研究進(jìn)展19-23
• 2.1 草地生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力的研究方法19-21
• 2.1.1 生物量估算方法19-21
• 2.1.2 總初級生產(chǎn)力估算方法21
• 2.2 草地生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力估算的不確定性21-22
• 2.3 目前研究中存在的主要問題及研究重點(diǎn)22-23
• 3 中國北方草地生態(tài)系統(tǒng)生物量估算及不確定性分析23-41
• 3.1 數(shù)據(jù)獲取23-25
• 3.1.1 草地樣地數(shù)據(jù)采集23-25
• 3.1.2 植被指數(shù)集25
• 3.2 中國北方草地生態(tài)系統(tǒng)生物量模型的建立25-26
• 3.3 中國北方草地生態(tài)系統(tǒng)生物量估算不確定性的評價方法26-28
• 3.3.1 不確定性來源的確定26-27
• 3.3.2 中國北方草地生態(tài)系統(tǒng)生物量估算及其不確定性27-28
• 3.3.3 中國北方草地生態(tài)系統(tǒng)生物量估算的不確定性分解28
• 3.4 站點(diǎn)尺度草地生態(tài)系統(tǒng)生物量模型的建立與校驗(yàn)28-33
• 3.4.1 地上生物量模型的建立和模擬性能分析28-31
• 3.4.2 草地總生物量模型模擬性能分析31-33
• 3.5 中國北方草地生態(tài)系統(tǒng)生物量的時空分布33-36
• 3.6 中國北方草地生態(tài)系統(tǒng)生物量的不確定性分析36-41
• 4 中國北方草地生態(tài)系統(tǒng)總初級生產(chǎn)力估算及不確定性41-59
• 4.1 站點(diǎn)概況42-44
• 4.2 總初級生產(chǎn)力模型選擇44-48
• 4.2.1 植被光合模型(VPM)45-46
• 4.2.2 MODIS GPP產(chǎn)品46-47
• 4.2.3 溫度和綠度模型(TG)47-48
• 4.2.4 植被指數(shù)模型(VI)48
• 4.3 數(shù)據(jù)獲取48-52
• 4.3.1 遙感數(shù)據(jù)獲取與平滑48-50
• 4.3.2 氣象數(shù)據(jù)空間化50-52
• 4.4 參數(shù)確定與模型校驗(yàn)52-55
• 4.4.1 模型參數(shù)確定52-53
• 4.4.2 模型模擬性能比較53-55
• 4.5 中國北方草地生態(tài)系統(tǒng)總初級生產(chǎn)力的時空分布55-58
• 4.5.1 中國北方草地生態(tài)系統(tǒng)總初級生產(chǎn)力年際變化特征55-56
• 4.5.2 中國北方草地生態(tài)系統(tǒng)總初級生產(chǎn)力空間分異特征56-58
• 4.6 中國北方草地生態(tài)系統(tǒng)總初級生產(chǎn)力不確定性分析58-59
• 5 結(jié)論和展望59-62
• 5.1 主要研究工作和結(jié)論59-61
• 5.2 研究中存在的問題及展望61-62
• 參考文獻(xiàn)62-68
• 作者簡介68-70
• 致謝70

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本文編號：958530