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基于遥感与碳循环过程模型估算土壤有机碳储量 总被引：6，自引：0，他引：6
土壤有机碳含量的估算是当前全球碳循环研究的热点之一,但不同学者之间的估算值差异较大。从估算方法看,主要有基于土壤剖面的直接估算法和基于生态系统碳循环过程模型的间接估算法,这两种方法各有优缺点。直接估算法由于只反映了不同土壤或植被类型的土壤有机碳含量平均值的差异,因而空间分辨率较低。而间接估算法由于参数的简化,影响了土壤有机碳估算的空间精度。作者将遥感的高时空分辨率特征、反映生态系统碳循环动态变化的过程模型、实际测量的土壤有机碳结合起来,以求提高土壤有机碳估算的空间分辨率。考虑到受温度、水分的影响,土壤呼吸与土壤有机碳含量的关系并不好,而土壤基础呼吸由于剔除了温度和水分的影响,从而使其与土壤有机碳的关系非常密切,其测定系数R^2可达0.78。采用了结合遥感和碳循环过程的CASA模型及Van＇t Hoff土壤呼吸模型,首先估算了8km分辨率的土壤基础呼吸的空间分布,在此基础上结合实测的土壤有机碳估算了8km分辨率的土壤有机碳的空间分布。 相似文献
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准确监测土壤有机碳密度SOCD(Soil Organic Carbon Density)对调控土壤碳汇、合理利用土壤资源具有重要意义。机载高光谱影像为精细化SOCD制图提供了重要数据源。由于机载高光谱在数据收集过程中易受到外部因素的影响,光谱中存在噪声影响SOCD的估算精度。因此,本研究旨在探究基于机载高光谱影像估算SOCD的技术流程。对原始光谱进行预处理,包括一阶微分FD(First Derivative)和包络线去除CR(Continuum Removal)变换。采用遗传算法GA(Genetic Algorithm)选择特征波段,并结合不同回归方法,如偏最小二乘回归PLSR(Partial Least Square Regression)、多元线性回归MLR(Multiple Linear Regression)、支持向量机SVM(Support Vector Machine)和人工神经网络ANN(Artificial Neural Network)估算SOCD。结果表明,在经过GA特征波段选择后,原始光谱、FD光谱和CR光谱预测SOCD的精度均有所提高。使用原始光谱特征波段,PL... 相似文献
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宋亚男 《测绘与空间地理信息》2017,(4)
大气中日益上升的温室气体浓度,已导致温室效应日益增强,从而引发一系列不利的环境与生态后果,并会对世界粮食生产、水资源利用等关系人类生存发展的方面产生重要影响。1994~2014年是平顶山城市化进程不断加快和经济社会高速发展的时期,土地利用、人口、能源消耗和城市植被等影响碳源、碳汇的主要方面也都发生了重大的变化。将1994~2014年河南省平顶山市城区的碳平衡变化情况作为研究对象,计算出碳平衡主要影响因素各自的变化情况并加以分析,得出有关平顶山城区碳环境演变的结论。最后,为促进平顶山城区的碳源碳汇平衡,提出实现城市快速发展过程中低碳效应策略。 相似文献
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针对多维度土地利用变化对生态系统碳储量的影响关系，该文基于1990—2020年藏东南地区土地利用数据，利用InVEST模型估算藏东南地区碳储量及其空间分布特征，并分析土地利用变化对碳储量变化的影响。结果表明，藏东南地区土地利用类型以草地(占比46%)和林地(占比37%)为主；近30年藏东南地区碳储量整体呈现波动增加趋势，共增加1.39%,林地、草地和永久冰川及积雪土地利用类型的转化是藏东南地区碳储量时空演变的主要贡献者。林地增加是碳储量增加的主要原因，藏东南地区适宜林地生长的区位为中海拔缓坡中坡且地形位指数在0.02～1.25区域。此研究可为提升区域碳汇能力，进行合理生态修复提供参考。 相似文献
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大气中二氧化碳含量的增加是国际社会广泛关注的环境问题,人类活动改变土地利用格局,而土地利用/覆被(land-use/land-cover, LULC)变化影响陆地生态系统结构、功能及碳循环。本文在全球地表覆盖数据GlobeLand30的支持下分析了2000—2020年京津冀土地利用变化,利用InVEST模型模拟了碳储量时空变化,并结合空间自相关分析技术对其进行了分区研究。结果表明：(1)2000—2020年京津冀地区耕地和人造地表变化面积最大,分别为减少340 222.124 hm2和增加246 333.493 hm2;(2)京津冀地区2000、2010和2020年碳储量总值分别为1666.47×106、1654.63×106、1632.88×106 t,耕地流失和人造地表扩张是碳储量下降的主要原因;(3)京津冀碳储量高值主要分布在海拔相对较高的山林地区,低值主要分布在北京市中心、津冀海岸带,以及河北省沧州和唐山的东部南部区域;(4)局部自相关结果表明,碳储量出现高-高聚集的区... 相似文献
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全球气候变化是当前人类生存和发展所面临的严峻挑战,森林生态系统在减缓温室效应和维持全球碳平衡中发挥着重要作用.本文以黑龙江省小兴安岭地区森林为研究对象,将通量观测和生态过程模型相结合,采用Biome-BGC模型估算森林碳通量,使用M-K方法和EOF方法进行了时空分析,并发现了2000—2015年小兴安岭森林碳通量的时空特征规律.研究结果表明:在时间上,具有明显的年际变化特征,且呈波动下降的总趋势;在空间上,具有同向分布模式和反向分布模式的空间分布特征.本研究成果将为我国制定应对全球变化的战略决策,以及生态文明建设和环境保护提供科学参考依据. 相似文献
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草原露天煤矿区资源开采、开垦等人类活动导致土地利用变化及生态系统碳储量不断变化,利用遥感技术可实现准确、快速监测。本文基于1984—2016年共9期的Landsat多时相遥感影像,以内蒙古草原大型露天煤矿区为研究区,利用面向对象决策树方法得到研究区的土地利用信息,进一步利用土地转移矩阵和景观格局指数分析,基于2016年分类结果进行变化监测,高覆盖草地斑块占景观面积比例减少,景观形状指数增加;随着1999年排土场的生态复垦,近年来复垦与采矿区扩增速率基本保持一致;通过年平均温度与降水量建立碳密度估算模型,得到总体固碳-261.07×103t,表现为碳排放。总的来看碳储量出现降低现象,与草地面积转化为农田、采矿区等碳储量较少的土地类型有关,排土场复垦对减缓土地碳储量减少有一定作用。本研究表明:遥感技术可用于受采矿等人类活动影响造成的矿区土地利用/覆盖与碳储量变化特征实时、动态监测与分析,为采取合理的环境保护措施提供了一定的理论依据。 相似文献
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北极Lena河是世界第十长河,也是北极地区第二大河,其年径流量约占北冰洋淡水总量的20%,同时将陆地生态系统上的大量有机物携带进海洋,并且在全球碳循环中起到非常重要的作用。卫星遥感数据是监测河流有机碳循环的重要数据源,特别是在无冰期的高纬度地区。本研究的目的是:(1)建立一种高精度反演算法估算北极Lena河的溶解有机碳DOC (Dissolved Organic Carbon)浓度;(2)分析长时间序列遥感影像中DOC浓度的变化特征;(3)探讨北极Lena河的DOC浓度变化的主要驱动因素。本文中主要构建了一种基于谷歌地球引擎GEE的遥感反演算法,利用1999年—2018年的Landsat影像反演得到了北极Lena河的有色溶解有机物CDOM(Chromophoric Dissolved Organic Matter)浓度。基于CDOM与DOC这两种水体成分的实地测量值之间的强相关性(R2=0.873),本文将CDOM反演结果转换为DOC浓度。在此基础上,本文分析了近20年的北极Lena河无冰期DOC的时空动态变化。研究结果表明反演算法所表现的性能证实了使用Landsat系列不同传感器长时间监测河流DOC变化的能力。利用增强回归树模型分析了北极Lena河的DOC变化的是土地覆盖变化、流域坡度、气象因子、人类活动以及纬度地带性等众多驱动因素的共同影响,而季节性,地域性和规模性也会影响DOC浓度与上述驱动因素之间的定量关系。总之,本文的结果可以提高监测北极地区不同河流中DOC变化及其通量的能力,并加深对北极碳循环的了解。 相似文献
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随着社会经济的发展,流域管理目标已从早期的防洪、供水、航运等转变为注重资源利用和生态保护的综合管理,并在全球生态系统碳平衡中扮演着重要角色。作为量化生态系统固碳能力的重要指标,净生态系统碳交换量(NEE)在不同地表覆盖类型中的碳源/汇能力存在显著差异。探究全球典型流域地表覆盖类型与NEE的时空相关性对流域生态管理等具有重要意义。本文以全球30 m地表覆盖数据(GlobeLand30)和全球陆地净生态系统碳交换量数据为基础,分析2000—2020年全球8个典型流域的地表覆盖及NEE时空变化特征,研究地表覆盖类型变化与NEE的时空相关性。结果表明：(1)2000—2020年,流域内耕地、裸地、人造地表、湿地、水体及苔原面积增加,草地面积先增加后减少,整体为增加状态;(2)2000—2020年,流域整体NEE先减小后增加,整体为减小趋势,碳汇能力增强;(3)2000—2020年,草地与NEE呈显著负相关,耕地、裸地、人造地表、湿地及水体面积与NEE在2010—2020年呈正相关,地表覆盖类型变化对NEE有显著影响。本文可为流域碳中和管制和土地利用空间优化调控提供理论参考,推动流域协同减排和高... 相似文献
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植被碳利用效率(CUE)反映了植被生态系统在碳储存方面的效率,对于“双碳”政策背景下植被碳循环研究具有重要参考价值。本文基于MODIS数据、气象数据、DEM数据,采用趋势分析、变异系数、Hurst指数等方法,对北部湾典型入海流域2001—2020年植被CUE时空变化特征展开了研究。结果表明：(1)时间上,CUE年均值呈显著下降趋势(P<0.01),年际变化率均值为-0.003/a;年际CUE波动程度较小,整体上较为稳定。(2)空间上,北部湾典型入海流域CUE多年均值介于0.08～0.60之间,流域整体平均值为0.465。CUE年均值从高到低依次为,北仑河流域、钦江流域、江平江流域、防城江流域、茅岭江流流域、南流江流域、大风江流。(3)驱动力因素上,气温对北部湾典型入海流域植被CUE变化起主要控制作用,其次为高程和降水,土壤类型、坡度对植被CUE的驱动有限。 相似文献
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城市植被是低碳治理的重要因素之一,其固碳能力直接影响着城市碳排放。针对现有技术耗时费力、对环境造成一定的影响,本文提出了基于高光谱数据的城市植被碳储量估算研究,以绍兴市上虞区百官街道、曹娥街道、崧厦街道的中心城区为研究区域,将城市植被分为乔木、灌木、竹林和草地4种类型。利用提出的固碳指数对植被固碳能力进行定性分析,再通过生物量经验公式对碳储量进行定量计算,将两者结合得到高光谱植被碳储量估算模型,为大尺度碳储量快速估算提供一种新思路。结果表明：4种城市植被分类精度达88.10%,固碳能力排序为竹林>乔木>灌木>草地。 相似文献
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内陆湖泊颗粒有机碳反演及日变化初步研究 总被引：1，自引：0，他引：1
以太湖及洞庭湖为例,检验海洋一类水体颗粒有机碳(particulate organic carbon, POC)浓度遥感估算方法在内陆湖泊二类水体中的适用性,结果表明,一类水体POC反演模型并不适用于二类水体。针对二类水体建立了以近红外波段(834 nm)为因子的单波段POC反演模型以563及834 nm波段组合为因子的两种双波段反演模型,模型验证结果显示,单波段模型的均方根误差(RMSE)为1.12 mg/L,平均相对误差(MAPE)为35.8%,两个双波段反演模型的RMSE分别为1.09 mg/L及1.11 mg/L,MAPE分别为37.3%及37.8%,三种模型均可用于太湖及洞庭湖水体的POC浓度遥感估算。在此基础上,以太湖为例,建立了基于静止轨道卫星海洋水色(GOCI)卫星数据的太湖POC反演模型,反演模型的MAPE为35%。利用5月13日8景GOCI影像,研究了太湖POC浓度日变化,发现POC浓度日变化存在两个阶段:上午至中午的递减阶段和中午至傍晚的递增阶段。 相似文献
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基础地理信息数据更新的关键是变化发现,利用网络信息中相关新闻信息也是变化发现的手段之一,本文利用网络蜘蛛,从海量的网络信息中搜索关于基础地理信息数据变化的信息,从而为基础地理信息数据更新的变化发现摸索出一条新的途径。 相似文献