武汉市主城区绿量及光合有效辐射比率格局分析

论文摘要

本文以武汉市主城区植被为研究对象,以地理信息系统为数据处理平台,采用地面实测与遥感技术相结合的方法,针对全球二氧化碳排放量的日趋增加、城市绿地结构不合理等问题,开展遥感影像在估测城市绿量及绿地固碳能力中的应用研究。叶面积指数LAI是极其重要的植被特征参量。光合有效辐射比率FPAR是描述植被冠层能量的吸收能力的一个度量,是陆地生态系统碳循环研究的重要参数。LAI和FPAR作为2个重要的陆地特征参量,不但控制着植被的许多生物、物理过程。如光合、呼吸、蒸腾、碳循环和降水截获等。同时,还为植被冠层表面最初能量交换描述提供结构化定量信息。LAI/FPAR是重要的植物生理参数,与植被生物量的增长有直接的关系,同时能够客观反映植被固碳水平。在区域尺度上,利用遥感技术提取LAI/FPAR是最有效的途径。本文通过对武汉市主城区范围内的样点实测得到LAI值和FPAR值,在与SPOT5影像中提取的植被指数Ⅵ建立相关性后,经过反演得到研究区范围内的绿量分布图、FPAR值分布图以及LAI/FPAR值分布图,同时对比武汉市主城区的用地类型,分析武汉市主城区的植被固碳水平与格局,进而研究其合理性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 引言
• 1.1 研究背景与意义
• 1.2 叶面积指数和光合有效辐射比率的研究综述
• 1.2.1 叶面积指数的研究方法
• 1.2.1.1 地面实测
• 1.2.1.2 应用遥感提取
• 1.2.2 光合有效辐射比率的研究方法
• 1.2.2.1 利用遥感数据进行估算
• 1.2.2.2 利用能量平衡理论进行估算
• 1.2.3 LAI/FPAR的研究方法
• 1.3 研究内容与技术路线
• 1.3.1 研究内容
• 1.3.2 技术路线
• 2 研究方法
• 2.1 研究区域概况
• 2.1.1 地理区位
• 2.1.2 气候条件
• 2.1.3 生态环境现状
• 2.1.4 研究区域规划定位
• 2.1.5 研究区植被概貌
• 2.1.5.1 武汉市植物区系
• 2.1.5.2 武汉市城市植被状况
• 2.1.5.3 武汉市主城区绿地分布状况
• 2.2 研究方法
• 2.2.1 样点调查方法
• 2.2.1.1 调查样点选择
• 2.2.1.2 测量仪器
• 2.2.1.3 叶面积指数的样点测定
• 2.2.1.4 光合有效直接辐射比率调查
• 2.2.2 实测数据处理方法
• 2.2.2.1 图像资料处理方法
• 2.2.2.2 hemiview软件的使用方法
• 2.2.2.3 LAI统计运算方法
• 2.2.2.4 FPAR统计运算方法
• 2.2.3 基于SPOT5影像图的城市绿地叶面积指数与光合有效辐射比率的反演研究
• 2.2.3.1 影像数据
• 2.2.3.2 SPOT5影像处理
• 2.2.3.3 植被指数的选取
• 2.2.3.4 总体反演
• 2.2.3.5 计算植被生理参数LAI/FPAR
• 2.2.4 城市不同土地利用类型的固碳效益估算方法
• 2.2.4.1 用地分类
• 2.2.4.2 分类依据
• 2.2.4.3 估算各类建设用地固碳效益
• 2.2.5 绿量及光合有效辐射比率格局分析研究
• 3 结果与分析
• 3.1 实测各样点总叶面积指数和光合有效辐射比率的计算
• 3.2 基于SPOT影像图的城市绿地叶面积指数的反演模型
• 3.2.1 武汉市主城区植被指数的提取
• 3.2.2 总体反演
• 3.2.2.1 样点数据整理
• 3.2.2.2 LAI-Ⅵ、FPAR-Ⅵ回归分析
• 3.2.2.3 精度检验
• 3.3 基于SPOT影像图的绿量分布研究
• 3.3.1 武汉市主城区LAI分布
• 3.3.2 城市绿量三维分布研究
• 3.4 光合有效辐射比率FPAR分布研究
• 3.5 LAI/FPAR值分布研究
• 3.5.1 LAI/FPAR值计算
• 3.5.2 主城区LAI/FPAR值分布研究
• 3.6 武汉主城区不同用地类型的固碳效益研究
• 3.6.1 研究区主要用地分类
• 3.6.2 各类建设用地固碳效益研究
• 3.6.2.1 各类用地的LAI/FPAR值分析
• 3.6.2.2 不同土地利用类型的植被固碳效益估算
• 3.7 武汉主城区绿地格局调整方案
• 3.7.1 结合土地利用规划,制定绿量增补实施计划
• 3.7.1.1 针对不同用地类型,实施梯级绿量增补
• 3.7.1.2 进一步加强主城区"两江四岸"岸线绿化
• 3.7.1.3 缓解区域的城市热岛效应
• 3.7.1.4 保护森林资源、增加市区公园绿地、提升人均绿地指标
• 3.7.2 完善市域范围的LAI/FPAR监测体系
• 3.7.2.1 增设LAI/FPAR实测站点
• 3.7.2.2 定期对监控区域LAI/FPAR值实施遥感观测
• 4 结论与讨论
• 4.1 结论
• 4.1.1 基于SPOT影像的城市绿地叶面积指数和光和有效辐射比率的反演模型
• 4.1.1.1 叶面积指数反演模型
• 4.1.1.2 光合有效辐射比率反演模型
• 4.1.2 植被群落的LAI/FPAR值计算
• 4.1.3 基于ARCGIS的武汉市主城区绿量分布研究
• 4.1.4 针对不同用地类型的城市植被固碳效益研究
• 4.1.5 武汉主城区绿地调整方案
• 4.2 讨论
• 4.2.1 基于不同影像图提取的植被指数差异性
• 4.2.2 数字冠层分析仪在绿量和光合有效辐射比率研究中的作用和局限性
• 4.2.3 Hemiview冠层分析仪样点照片预处理
• 参考文献
• 致谢