呼伦贝尔温带草地PAR分量变化规律及FPAR/LAI模型的验证

论文摘要

本文以呼伦贝尔草原羊草（Leymus chinensis）为对象,研究了羊草草甸草原PAR分量变化规律,并对温性草原类草地FPAR/LAI模型进行验证,结论如下:1)在生长季6月初-9月下旬,PAR和APAR季节变化均呈减小趋势。PAR波动较大,在25-58 mol/m2;APAR则在17-34 mol/m2波动。FPAR随季节推移呈增大趋势,波动范围在0.46-0.77,最大值出现在8月下旬,可达0.77。2)晴天冠层反射率在中午12点前后最低而早晚值较高。土壤反射率日变化6月波动较大,在层入射PAR、反射PAR、透射PAR和土壤反射PAR日变化均呈较标准正弦曲线。APAR日变化趋势和入射PAR基本一致。6月、7月至8月中旬,晴天FPAR日变化呈较标准的余弦曲线,变动幅度为0.60,9月变动幅度仅为0.13,几乎趋于常数。3)在400-700nm波段的反射率和透射率都很低,在450nm（蓝光）和660nm（红光）附近形成两个吸收谷,在约550nm黄绿波段附近形成比较小的反射峰,即“蓝边”、“红谷”和“绿峰”;以680nm为中心的反射率极小值过渡到从800nm开始的反射峰,其间存在的拐点所对应的波长为“红边”;光谱特性主要受叶片水分的影响,由于水分在1 450nm和1 940nm的强吸收特征,在这个波段形成2个主要反射峰,位于1 650nm和2 200nm附近。4)羊草冠层光谱曲线特征类似于叶片光谱曲线;当LAI很小时,冠层光谱曲线类似于土壤光谱曲线。随着LAI的增大,冠层光谱曲线特征越来越明显;对于同一时间、不同地区测量的羊草,因为土壤类型的差异,LAI大的冠层反射率不一定高。5)通过模型模拟FPAR/LAI和实测FPAR/LAI值的对比分析,对温性草原类草地FPAR/LAI模型进行了验证,R2分别为0.8634、0.8418和0.6408,说明该模型是适用的。

论文目录

• 摘要
• Summary
• 第一章 绪论
• 1. 研究目的与意义
• 2. FPAR、LAI 研究进展
• 2.1 FPAR 研究进展
• 2.1.1 FPAR 介绍
• 2.1.2 FPAR 研究进展
• 2.2 LAI 研究进展
• 2.2.1 LAI 介绍
• 2.2.2 LAI 研究进展
• 2.2.2.1 统计模型法
• 2.2.2.2 光学模型法
• 第二章 材料与方法
• 1 研究内容
• 2 研究区域概况
• 2.1 呼伦贝尔地区概况
• 2.2 呼伦贝尔草原简介
• 3 实验内容及方法
• 3.1 PAR 分量的测定
• 3.2 温性草原类草地FPAR/LAI 模型的验证
• 3.2.1 PAR 分量的测定
• 3.2.2 叶绿素测定
• 3.2.3 叶面积指数测定
• 3.2.4 土壤光谱反射率测量
• 3.2.5 叶倾角测定
• 3.2.6 水分含量和干物质含量计算
• 4 试验仪器
• 4.1 Accupar 植物冠层分析仪
• 4.2 试验中所用仪器
• 第三章 羊草草甸草原PAR 分量变化规律分析
• 1 引言
• 2 材料与方法
• 2.1 研究区概况
• 2.2 数据来源
• 2.3 研究方法
• 3 结果与分析
• 3.1 PAR、APAR、FPAR 的季节变化规律
• 3.2 PAR 的日变化规律
• 3.2.1 冠层入射PAR 和冠层反射PAR 日变化规律
• 3.2.2 冠层透射PAR 和土壤反射PAR 日变化规律
• 3.2.3 冠层反射率和土壤反射率日变化规律
• 4 结论与讨论
• 4.1 季节变化规律
• 4.2 日变化规律
• 第四章 呼伦贝尔草原FPAR/LAI 模型的验证
• 1 引言
• 2 模型简介
• 2.1 PROSPECT 模型
• 2.2 SAIL 模型
• 3 材料与方法
• 3.1 研究区域
• 3.2 数据来源
• 3.3 研究方法
• 4 结果与分析
• 4.1 PROSPECT 模型模拟羊草叶片光谱特征
• 4.2 SAIL 模型模拟羊草冠层光谱特征
• 4.3 温性草原类草地FPAR/LAI 模型的验证
• 4.3.1 模型验证的技术路线图如下
• 4.3.2 验证结果与分析
• 5 结论与讨论
• 5.1 PROSPECT 模型模拟羊草叶片光谱特征
• 5.2 SAIL 模型模拟羊草冠层光谱特征
• 5.3 温性草原类草地FPAR/LAI 模型的验证
• 第五章 讨论与展望
• 1 讨论
• 1.1 PAR 分量变化规律
• 1.1.1 PAR、APAR、FPAR 季节变化规律
• 1.1.2 PAR 分量日变化规律
• 1.2 FPAR/LAI 模型的验证
• 1.2.1 PROSPECT 模型模拟羊草叶片光谱反射率、透射率特征
• 1.2.2 SAIL 模型模拟羊草冠层光谱特征
• 1.2.3 FPAR/LAI 模型的验证
• 2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 个人简介
• 导师简介