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贵州省喀斯特地区植被净第一性生产力的估算 总被引：3，自引：1，他引：3
在构建光能利用率模型的基础上,依托遥感手段,利用MODIS数据和气象资料,完成了贵州省喀斯特地区2001年植被净第一性生产力(NPP)的估算,并通过喀斯特地区与非喀斯特地区植被NPP的对比,重点研究了喀斯特地区植被NPP的时空变化特征,得到以下主要结论:(1)喀斯特地区与非喀斯特地区的植被NPP在时空分布上存在明显差异,非喀斯特地区的NPP平均值高出喀斯特地区约13.3%。(2)非喀斯特地区的NPP频度分布呈似双峰型,而喀斯特地区的NPP值似正态分布。(3)年内植被NPP的最高值和最低值均出现在7月和1月,但喀斯特地区比非喀斯特地区的整体波动性大。(4)喀斯特地区植被NPP的季相空间变化显著,石漠化较为严重的地区其植被NPP明显小于其它地区,且季间差异较明显。 相似文献
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地带性植被净初级生产力(NPP)的形成除受自身的生物生态学特性制约外,主要决定于环境中热量和水分状况的分配及组合。随着全球变化与陆地生态系统研究的开展,以模型为主要手段预测植被生产力对气候变化响应的研究逐步深入,相继提出了一些利用气候指标或指数估算植被净初级生产力的模型,如Miami模型、Chikugo模型和北京模型等。但利用上述模型无法估算盐化草甸植被等非地带性植被的NPP,因为它们的形成不依赖于大气降水,而主要依靠地下水。由于土壤蒸发能综合反映土壤的水热状况,与NPP的形成关系密切。因此,作者利用以阿维扬诺夫公式计算所得的不同地下水埋深的潜水蒸发与实测的盐化草甸植被净初级生产力数据,拟合了 相似文献
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利用卫星遥感资料和地面气象观测资料,基于CASA模型及其他数理方法估算了浑善达克沙地2000-2013年生长季(4-10月)植被净初级生产力(NPP),并对其时空变化特征进行了分析,讨论了气候因子和人类活动对植被净初级生产力的影响.结果表明:14年间,研究区生长季的植被净初级生产力呈波动中增加趋势,多年平均NPP为239.8 gC·m-2·a-1.整个研究区表现为高NPP值(大于150 gC·m-2·a-1)的植被面积在增加,低NPP值(小于150 gC·m-2·a-1)的植被面积在减少.在空间分布上,研究区的北部、中部和南部边缘区域的植被NPP增加趋势较明显,而东部和西部部分区域未发生明显的趋势性变化.总体而言,研究区植被净初级生产力变化趋势与降水量的关系更密切,其相关系数达到0.86,是驱动植被NPP年际波动的最直接因素.而与温度呈负相关,相关系数为-0.42.综合考虑气候因素和人类活动对沙地NPP的影响发现,温度降低、种饲料面积、年末牲畜存栏头数和羊的数量的减少是NPP值提高的关键因素. 相似文献
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基于WRF模式数据和CASA模型的青海湖流域草地NPP估算研究 总被引：4，自引：1，他引：3
植被净初级生产力(NPP)是研究陆地碳循环过程的核心内容, 而高海拔区域由于气象观测数据的缺乏造成模型对其估算的不准确.在WRF模式气象数据和SPOT-VEGETATION遥感影像的基础上, 利用CASA模型对青海湖流域2000-2010年的草地NPP进行了估算, 经过实地样方数据和其他模型数据的验证后, 分析了青海湖流域近11 a来草地NPP的空间分布格局和时间变化特征.结果表明: 1)在气象观测资料缺乏的青海湖流域, WRF模式的气象数据能较好地应用到模型中, CASA模型对该区域草地NPP的模拟精度较高; 2)2000-2010年青海湖流域草地年均NPP为2.71×1012gC·a-1, 单位面积草地NPP为145.71 gC·m-2·a-1; 空间分布上呈现出由东南向西北随着海拔升高逐渐下降的格局, 在海拔3 200~3 500 m的区域草地单位面积的NPP达到最大; 3)2000-2010年青海湖流域草地NPP年际变化明显, 近11 a呈现出明显的增加趋势, 增加区域主要分布在环湖地区; 年内季节变化显著, 夏季NPP占到全年的57.36%; 4)对NPP和气象站点太阳辐射、 气温、 降水数据进行相关性分析, 发现影响青海湖流域草地NPP变化的主要驱动力是气温. 相似文献
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中国陆地生态系统总初级生产力VPM遥感模型估算 总被引：4，自引：0，他引：4
陆地生态系统总初级生产力(Gross Primary Productivity,简称GPP)时空格局及其变化动态的准确监测是区域碳收支研究的核心问题之一,遥感模型正在为区域碳通量监测提供更为实时、准确的模拟数据。基于中分辨率成像光谱仪(MODerate-resolution Imaging Spectroradiometer,简称MODIS)遥感数据和涡度相关碳通量观测数据发展而来的VPM模型经过10年的努力,目前已经在全球涵盖十类生态系统的21个站点上开展模型的校验与验证研究,为区域GPP的准确估算与监测奠定了方法基础。本研究构建了评估GPP区域格局的VPM模型区域模式,以空间分辨率500m、时间步长8天的MODIS卫星影像数据以及相同时空分辨率的温度与光合有效辐射数据为模型输入数据,模拟估算我国2006~2008年GPP及其空间分布格局。VPM模型模拟的中国陆地生态系统GPP年总量平均值为5.0Pg C/a,其中森林、草地、农田和灌丛生态系统分别占34%,17%,37%和12%。本研究模拟的全国GPP总量与多模型模拟的平均结果(5.40 Pg C/a)相当,但不同模型估算的各类生态系统GPP存在较大差异。本研究通过利用遥感数据对VPM模型中的关键参数(最大光能利用率)进行参数空间化,表达同一土地覆被类型内部光能利用率的空间异质性;应用目前我国准确性最为可靠的土地利用与植被数据提取土地覆被数据,首次将农业多熟种植作为单独的植被类型引入模型中,模型参数与输入数据的精度保障了模型模拟结果的可靠性。 相似文献
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陆地生态系统植被生产力遥感模型研究进展 总被引：6，自引：0，他引：6
陆地生态系统植被生产力一直是全球变化领域内的研究热点,对其模拟的准确与否直接决定了后续碳循环要素的模拟精度,也关系到能否准确评估陆地生态系统对人类社会可持续发展的支持能力。遥感数据因其能够提供时空连续的植被变化信息,在区域植被生产力的模拟中扮演了不可替代的角色。目前遥感模型可以分为统计模型和过程模型2类。前者主要基于植被指数等与观测值的统计关系,从最初的线性关系发展到利用回归树等多变量的统计模型。后者则是基于光能利用率原理,借助于遥感数据的时空连续性实现对区域和全球植被生产力的准确评估。然而,这些模型在计算植物冠层吸收的光合有效辐射比例、环境对最大光能利用率的限制等诸多方面存在显著的差异,对于一些关键的生态系统过程描述不完善,总体而言模拟能力仍然有待提高。此外,遥感数据也被广泛地应用于动态植被模型的发展和应用中,为模拟提供植被类型、叶面积指数等关键的输入数据。后续的研究应该进一步改进模型公式,发展集合预估算法,并应考虑由于输入数据和参数的不确定性而导致的区域模拟误差,以提高对区域植被生产力的模拟精度。 相似文献
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植被FAPAR的遥感模型与反演研究 总被引：1，自引：0，他引：1
FAPAR是遥感估算陆地生态系统植被净第一性生产力(NPP)的重要参数。FAPAR模型是否能真实反映植被冠层吸收光合有效辐射状况,将直接影响遥感估算植被NPP和碳循环的准确性。从FAPAR机理出发,考虑土壤反射率、冠层结构、太阳入射角等多种因素,构建了全新的定量FAPAR反演模型,并分析了太阳天顶角、LAI、土壤背景等因素与FAPAR的关系。与蒙特卡罗模拟结果的对比和用地面实测数据的验证表明该模型拥有较高的精度。选择甘肃张掖盈科灌区为研究区,利用PROBA-CHRIS高光谱多角度数据反演得到了LAI和FAPAR,并用同步观测数据验证了反演结果。 相似文献
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基于MODIS资料的2000-2004年江河源区陆地植被净初级生产力分析 总被引：18，自引：2，他引：16
基于EOS/MODIS卫星遥感资料的分析表明,2000-2004年江河源地区陆地植被平均年NPP为82.04 gC.m-2,相当于同期全国陆地植被年NPP的23%,其中2001年的年NPP最小,只有78.04gC.m-2,2002年最大,为85.44 gC.m-2.根据年NPP分布显示,黄河源区的植被生长状况要好于长江源区,其中在黄河源东南部陆地植被的年NPP>250 gC.m-2,为江河源区植被年生长最大的区域;该地区的植被年NPP最小值的区域分布在长江源的西北部地区,年NPP大部分<50 gC.m-2.江河源地区植被的年NPP表现为显著的年际变化特征,不同地区年NPP的变化特征各不相同;高寒草甸的年NPP为该地区所有陆地植被年NPP中最大,其5 a平均值为89.38 gC.m-2,其次为高寒草原和灌木及草本植被;由于地处高寒地区,温度成为影响该地区陆地植被净初级生产力的主要因素. 相似文献
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基于CASA模型的2005—2019年云南断陷盆地NPP时空变化研究 总被引：1，自引：0，他引：1
净初级生产力(NPP)是研究生态系统中物质和能量流动的基础,NPP的空间分布与区域植被生长状况、地形、气候等因素息息相关,其变化可以反映一个地区生态环境质量状况.岩溶断陷盆地是新生代断裂活动及溶蚀作用共同形成的山间盆地的一种类型,由于其地形复杂、气候反差大且土地抗干扰能力差,石漠化现象极为严重且治理难度大.断陷盆地主要分布在云南东部、四川攀枝花西昌及贵州西部,经过近年来石漠化治理、陡坡地生态治理等为代表的生态环境建设综合治理工作,生态文明建设成效显著,为了进一步探究NPP对生态环境变化的响应,研究了云南省断陷盆地所在县域NPP时空变化情况,利用MODIS影像数据和CASA模型估算了其2005、2010、2015、2019年的NPP值并利用GIS进行分析.结果显示:从时间尺度来看,2005—2019年间云南省断陷盆地NPP平均水平呈现先下降后上升再下降的趋势.从空间上来看,NPP平均值自东向西、自南向北递减.东部、南部地区如师宗县、丘北县、马关县等NPP平均值较高,而西、北部昆明西山区、昆明盘龙区、澄江县、呈贡县等NPP平均值较低,不同地区间差异较大.结合石漠化治理情况来看,石漠化面积变化显著的地区NPP变化也较大,NPP均值在石漠化变化率下降较大的地区有明显升高.NPP的动态变化,说明了云南省断陷盆地近年植被有所恢复、石漠化治理工程取得了一定成效,但仍不够稳定,生态治理仍将是一项长期工程. 相似文献
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基于AVIM的中国陆地生态系统净初级生产力模拟 总被引：34，自引：0，他引：34
利用AVIM（植被与大气相互作用模式）模拟了现代中国陆地生态系统NPP的分布并计算了全国NPP的碳总量。研究结果表明我国现代陆地生态系统的年NPP变化范围在0~1 389 gC/m2之间,年平均值为355 gC/m2,年吸收3.33 Pg的大气碳。中国陆地植被NPP呈现自东向西逐渐减小的趋势,NPP的最大值出现在云南西双版纳地区,最小值分布于青藏高原以及新疆地区。中国现代陆地植被NPP主要分布于小于100 gC/(m2·a)、300~500 gC/(m2·a)以及500~700 gC/(m2·a)3个区间,其占总计算值的比例都超过了20%以上;大于1 000 gC/(m2·a)的NPP最少,只占总数的2.15%。对中国陆地植被NPP与气候的相关性分析表明,降水是影响我国陆地生态系统NPP的主要原因。 相似文献
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Peijuan Wang Donghui Xie Yuyu Zhou Youhao E Qijiang Zhu 《Environmental Earth Sciences》2014,71(2):647-658
The ecological structure in the arid and semi-arid region of Northwest China with forest, grassland, agriculture, Gobi, and desert, is complex, vulnerable, and unstable. It is a challenging and sustaining job to keep the ecological structure and improve its ecological function. Net primary productivity (NPP) modeling can help to improve the understanding of the ecosystem, and therefore, improve ecological efficiency. The boreal ecosystem productivity simulator (BEPS) model provides the possibility of NPP modeling in terrestrial ecosystem, but it has some limitations for application in arid and semi-arid regions. In this paper, we improve the BEPS model, in terms of its water cycle by adding the processes of infiltration and surface runoff, to be applicable in arid and semi-arid regions. We model the NPP of forest, grass, and crop in Gansu Province as an experimental area in Northwest China in 2003 using the improved BEPS model, parameterized with moderate resolution remote sensing imageries and meteorological data. The modeled NPP using improved BEPS agrees better with the ground measurements in Qilian Mountain than that with original BEPS, with a higher R 2 of 0.746 and lower root mean square error (RMSE) of 46.53 gC m?2 compared to R 2 of 0.662 and RMSE of 60.19 gC m?2 from original BEPS. The modeled NPP of three vegetation types using improved BEPS shows evident differences compared to that using original BEPS, with the highest difference ratio of 9.21 % in forest and the lowest value of 4.29 % in crop. The difference ratios between different vegetation types lie on the dependence on natural water sources. The modeled NPP in five geographic zones using improved BEPS is higher than those with original BEPS, with higher difference ratio in dry zones and lower value in wet zones. 相似文献
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Bing Wang Shengtian Yang Changwei Lü Jing Zhang Yujuan Wang 《Environmental Earth Sciences》2010,59(6):1337-1347
Green plants play an important role in energy flows and material cycles. The net primary productivity (NPP) reflects the capability
of vegetation to convert solar energy into photosynthate (fixed carbon). Understanding the factors that contribute to variations
in NPP is of key importance for improving the rock-desertification environment in karst areas. In this paper, the NPP model
(Light Use Efficiency model) is modified on the basis of remote sensing data [moderate resolution imaging spectroradiometer
(MODIS)], climate data and observed information. Then the model is employed to estimate the spatial–temporal variations of
NPP in the Guizhou Province, China. Finally, the NPP differences between karst area and non-karst area, and the relationships
between NPP and climate factors are analyzed. The results show that the NPP estimated using MODIS data are reasonable. The
mean NPP of territorial vegetation is 421.46 gC m−2 year−1; the NPP in the non-karst area is 13.3% higher than that in the karst area; the correlation degree between NPP and precipitation
is better in southeastern and western districts. 相似文献
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基于GIMMS NDVI的青藏高原植被指数时空变化及其气温降水响应 总被引：6，自引：1，他引：6
青藏高原植被生态系统脆弱， 是研究全球气候变化陆地植被生态系统响应的理想场所。以GIMMS NDVI、 气温和降水及植被类型数据为基础， 利用一元线性回归模型、 相关系数、 偏相关系数及t检验方法， 分析了青藏高原1982 - 2015年NDVI时空变化及其气温降水响应特征， 结果表明： 1982 - 2015年青藏高原NDVI时间变化过程总体表现为不显著的增加过程， 空间变化以显著增加为主， 占总面积的63.26%， 分布在高原北部、 西部和南部； 显著减少集中分布在高原中东部和东南部， 仅占总面积的3.45%。青藏高原主要植被类型NDVI平均值表现为： 阔叶林>针叶林>灌丛>草甸>高山植被>草原>荒漠， 其中草原、 高山植被和荒漠植被NDVI呈显著线性增加过程， 灌丛、 针叶林和阔叶林植被的NDVI呈不显著的减少过程。青藏高原NDVI与气温相关系数空间上呈南北向分布， 具有纬度地带性特征， 显著正相关分布在高原中北部， 显著负相关分布在高原中南部； NDVI与降水的相关系数呈东西向分布， 具有干湿度地带性特征， 显著正相关分布在高原中部， 显著负相关分布在高原东西两侧。研究认为1982 - 2015年青藏高原北部水热条件缺乏区域NDVI出现显著增加趋势， 而高原东南部水热条件充足地区NDVI呈现出显著减少趋势。深入开展植被类型NDVI气候响应的差异性研究， 有助于深入理解全球气候变化影响的区域差异及科学制定植被生态保护政策。 相似文献
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高寒草甸植被生产量年际变化及水分利用率状况 总被引：3，自引：3，他引：0
分析了海北地区高寒草甸植被2001-2011年11 a耗水量、 生物现存量、 净初级生产量、 水分利用率及其相关性, 结果表明: 植物生长期5-9月耗水量416.30 mm, 植被地上净初级生产量(ANPP)、 地下净初级生产量(BNPP)以及总的净初级生产量(NPP=ANPP+BNPP)分别为393.07 g·m-2、 945.26 g·m-2、 1 338.33 g·m-2, BNPP与ANPP之比为2.404. 8月底植被现存生物量达3 422.92 g·m-2, 其中地上和地下现存量分别为411.07 g·m-2、 3 011.85 g·m-2, BNPP与ANPP之比高达7.327, 说明植被现存量巨大, 归还土壤碳能力强. NPP与5-9月植被耗水量相关性很差, 但与5-9月平均气温具有显著的正相关关系, 表明高寒草甸地区水分条件可满足植物生长的基本需求, 而同期温度是影响NPP提高的重要因素. 11 a来BNPP、 ANPP和NPP平均水分利用率分别为0.958 g·m-2·mm-1、 2.326 g·m-2·mm-1和3.284 g·m-2·mm-1, 表明高寒草甸植被净初级生产具有较高的水分利用率. 相似文献
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Joy B. Zedler 《Estuaries and Coasts》1980,3(2):122-131
This paper documents the role of salt marsh algal mats in the productivity of a southern California tidal wetland. The productivity of the mats, which are composed of filamentous bluegreen and green algae and diatoms, varies both temporally and spatially in relation to tidal inundation and overstory vegetation. The estimates of net primary productivity (NPP) were highest under the canopy ofJaumea carnosa (Less.) Gray (341 g C m?2 yr?1) at low elevation. Elsewhere, NPP appeared to be limited by low light (276 g C m?2 yr?1 underSpartina foliosa Trin.) and desiccation (185 g C m?2 yr?1 underBatis martima L. and 253 g C m?2 yr?1 underMonanthochloe littoralis Engelm). Algal NPP was from 0.8 to 1.4 times that of the vascular plant overstory NPP. It is hypothesized that the arid environment of southern California and resulting hypersaline soils reduce vascular plant cover, which leads to high algal productivity. 相似文献
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R K Nayak N Mishra V K Dadhwal N R Patel M Salim K H Rao C B S Dutt 《Journal of Earth System Science》2016,125(6):1189-1204
This study examines the consistency between the AVHRR and MODIS normalized difference vegetation index (NDVI) datasets in estimating net primary productivity (NPP) and net ecosystem productivity (NEP) over India during 2001–2006 in a terrestrial ecosystem model. Harmonic analysis is employed to estimate seasonal components of the time series. The stationary components (representing long-term mean) of the respective NDVI time series are highly coherent and exhibit inherent natural vegetation characteristics with high values over the forest, moderate over the cropland, and small over the grassland. Both data exhibit strong semi-annual oscillations over the cropland dominated Indo-Gangetic plains while annual oscillations are strong over most parts of the country. MODIS has larger annual amplitude than that of the AVHRR. The similar variability exists on the estimates of NPP and NEP across India. In an annual scale, MODIS-based NPP budget is 1.78 PgC, which is 27% higher than the AVHRR- based estimate. It revealed that the Indian terrestrial ecosystem remained the sink of atmospheric CO 2 during the study period with 42 TgC y ?1 NEP budget associated with MODIS-based estimate against 18 TgC y ?1 for the AVHRR-based estimate. 相似文献