内蒙古地区地表光合有效辐射和植被净初级生产力估算 ——基于遥感和GLO-PEM方法

论文摘要

内蒙古地区位于我国边疆,地域辽阔,跨28个经度和16个纬度,总土地面积约118万km2,约占全国总面积的12.13%。内蒙古地区的草原具有中纬度半干旱温带草原的代表性,是全球变化较敏感的区域之一。此外,由于近年来的气候干旱和人为开垦破坏的增加,导致该地区生态环境更加脆弱,内蒙古中西部还是华北地区沙尘天气的重要的发源地（朱文泉等,2005）。所以,开展内蒙古植被NPP及其时空分布的研究,对于掌握该地区的生态系统质量状况和自然生产能力具有重要的意义。本文利用MODIS数据,采用改进PARCAL算法反演地表光合有效辐射（PAR）,驱动GLO-PEM模型模拟内蒙古地区植被净初级生产力（NPP）,并且利用大量野外工作的样方数据对模型模拟NPP进行验证,并将模型模拟的PAR和NPP做空间分析,得到结论如下:（1）在内蒙古地区,当海拔小于300m时,光合有效辐射为6.6MJ/d,当海拔大于2700m时,光合有效辐射为8.2MJ/d。海拔每增加300m,光合有效辐射约增加0.2MJ/d。内蒙古地区PAR具有明显的季节变化特征,夏季大,冬季小。PAR从1月份开始不断增加,到6月份达一年最大值,然后从7月份开始下降,到12月降到最低。（2）2003-2008年内蒙古地区植被净初级生产力年总平均值为0.25 PgC×a-1。比朱文泉等（2005）模拟的结果偏低（0.39 PgC×a-1）,按照朴世龙等（2001）模拟全国植被净初级生产力总量为1.69 PgC×a-1,则内蒙古地区植被NPP总量约占全国的14.79%。（3）2003-2008年间内蒙古NPP由西南到东北逐渐增加分布的总体趋势是没有变化,只是局部地区有变化。近6年以来内蒙古地区NPP总量总体上呈现出逐渐减少的趋势,但减少幅度不大,属于短期波动。（4）内蒙古陆地生态系统不同植被类型的NPP呈现出不同的特征。其中,平均NPP值最高的为落叶阔叶林,达到了498.21gC/m2/yr,其次是混交林、常绿针叶林、农田等,单位平均NPP都300 gC/m2/yr以上。草地为260.44gC/m2/yr,荒漠区域只有13.33gC/m2/yr。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 引言
• 1.1 研究背景
• 1.2 选题依据
• 1.3 国内外研究进展
• 1.3.1 NPP 估算研究进展
• 1.3.2 GLO-PEM 模型研究进展
• 1.3.3 地表光合有效辐射研究进展
• 1.4 研究目标、内容、创新点
• 1.4.1 研究目标和内容
• 1.4.2 本文的创新点
• 1.5 技术路线
• 第二章 数据与方法
• 2.1 研究区概况
• 2.1.1 研究区位置
• 2.1.2 地貌
• 2.1.3 气候
• 2.1.4 水文
• 2.1.5 土壤
• 2.1.6 植被
• 2.2 研究方法
• 2.2.1 光合有效辐射估算方法
• 2.2.2 植被净初级生产力估算方法
• 2.3 数据及预处理
• 2.3.1 遥感数据
• 2.3.2 气象数据
• 第三章 地表光合有效辐射反演与验证
• 3.1 地表光合有效辐射验证
• 3.2 光合有效辐射反演结果
• 3.3 本章小结
• 第四章 地表光合有效辐射时空变化分析
• 4.1 地表光合有效辐射空间分布
• 4.1.1 地表光合有效辐射随高程变化特征
• 4.1.2 地表光合有效辐射随坡向的变化
• 4.2 地表光合有效辐射年季分析
• 4.3 本章结论
• 第五章 植被净初级生产力模拟与验证
• 5.1 植被净初级生产力结果验证
• 5.1.1 草地样方数据验证
• 5.1.2 与其他模型结果比较
• 5.2 植被净初级生产力结果分析
• 5.3 本章结论
• 第六章 植被净初级生产力时空变化分析
• 6.1 植被净初级生产力空间分析
• 6.1.1 植被净初级生产力与高程的关系
• 6.1.2 植被净初级生产力和坡向的关系
• 6.2 植被净初级生产力季节分析
• 6.3 植被净初级生产力年际分析
• 6.4 不同植被类型NPP 分布特征
• 6.5 本章结论
• 第七章 结论与讨论
• 7.1 结论
• 7.2 讨论
• 参考文献
• 致谢
• 个人简介