基于GIS的气候要素空间分布研究和中国植被净第一性生产力的计算

论文摘要

气候要素不仅是人类生存和生产活动的重要环境条件,也是人类物质生产不可缺少的自然资源。在生态学、地学、资源科学和农学等多学科的研究中,气候要素数据都是重要的基础数据源。传统的气候观测基本上是小范围的观测,相当于以点形式对地球系统进行采样,虽然世界各国都建立了大量的气象站点,但是,由于成本的限制,观测采样点都是有限的。而且,受地理条件、维护条件等因素的限制,气象站点的布设很不均匀,发达地区的站点较密集,而在很多自然条件恶劣的地方,站点十分稀少甚至没有。因此,如何根据气象站点的空间分布以及不同气候要素的空间变化规律等情况得到空间化的气候要素数据是近年来生态学、资源科学和环境科学等研究的重要任务之一,也是现代生态学和全球变化科学迫切需要解决的问题之一。 气候要素数据是一种与地理分布密切相关的空间数据,由于GIS技术对空间数据的分析功能,大大提高了气候要素空间分布模拟的精度,减少以往估算过程中计算量大、计算烦琐等缺点,使得气候要素的空间分布研究从传统的定性和半定量发展到全面的定性、定量、定位相结合的综合研究方法。目前,已成为研究气候要素空间分布的重要手段之一。我国地域辽阔、地形地貌十分复杂,地面气象站点分布密度远远低于许多发达国家,在不同空间区域的尺度上,利用GIS技术、有限的地面观测资料以及不同气候要素的空间分布规律等获得较高精度的空间化气候要素数据,可以为不同区域尺度上的生态学、地学、农学、资源与环境学科等方面的研究提供空间化的基础数据平台,为决策部门和生产部门提供重要的基础信息。

论文目录

• 摘要
• 目录
• 图目录
• 表目录
• 第一章 引言
• 1.1 研究目的和意义
• 1.2 基于GIS的气候要素空间分布研究的综述
• 1.2.1 影响气候要素空间分布的地理要素
• 1.2.1.1 影响辐射空间分布的地理要素
• 1.2.1.2 影响气温空间分布的地理要素
• 1.2.1.3 影响降水量空间分布的地理要素
• 1.2.2 基于GIS的气候要素空间分布研究的主要方法
• 1.2.2.1 直接空间插值法
• 1.2.2.2 地形校正法
• 1.2.2.3 多因子模型校正法
• 1.2.3 国内外的研究进展
• 1.2.3.1 国外的研究进展
• 1.2.3.2 国内的研究进展
• 1.3 净第一性生产力计算方面的研究综述
• 1.3.1 净第一性生产力计算中的几个重要概念
• 1.3.1.1 总第一性生产力（GPP）
• 1.3.1.2 净第一性生产力（NPP）
• 1.3.1.3 生物量（Biomass）
• 1.3.2 国内外的研究进展
• 1.3.2.1 国外的研究进展
• 1.3.2.2 国内的研究进展
• 1.4 研究区的地理和气候概况
• 1.4.1 仙居县地理和气候概况
• 1.4.1.1 仙居县地理概况
• 1.4.1.2 仙居县气候概况
• 1.4.2 浙江省地理和气候概况
• 1.4.2.1 浙江省地理概况
• 1.4.2.2 浙江省气候概况
• 1.4.3 中国地理和气候概况
• 1.4.3.1 中国地理概况
• 1.4.3.2 中国气候概况
• 1.5 研究目标和内容
• 1.5.1 研究目标
• 1.5.2 研究内容
• 1.5.2.1 气候要素的空间分布研究
• 1.5.2.2 2000年4～12月中国植被净第一性生产力的计算及其结果分析
• 1.6 技术路线和论文结构
• 1.6.1 技术路线
• 1.6.2 论文结构
• 第二章 数据的收集和预处理
• 2.1 气象数据的收集和预处理
• 2.1.1 仙居县的气象数据
• 2.1.1.1 仙居县气象数据的收集
• 2.1.1.2 仙居县月平均气温的短序列订正
• 2.1.1.3 仙居县月降水量的短序列订正
• 2.1.2 浙江省的气象数据
• 2.1.3 全国的气象数据
• 2.2 其它空间数据的收集和预处理
• 2.2.1 行政区划图
• 2.2.2 数字高程模型（DEM）及其它地形要素数据
• 2.2.2.1 数字高程模型（DEM）数据
• 2.2.2.2 其它的地理和地形要素数据
• 2.2.3 中国土地覆被类型数据
• 2.2.4 中国地区的NDVI数据
• 2.2.5 中国地区的FPAR数据
• 2.2.6 中国土壤类型数据
• 2.2.7 中国气候分带数据
• 2.2.8 中国自然地理区划数据
• 第三章 仙居县和浙江省气候要素的空间分布
• 3.1 仙居县气候要素的空间分布
• 3.1.1 仙居县太阳辐射要素的空间分布
• 3.1.1.1 仙居县太阳直接辐射的空间分布
• 3.1.1.2 仙居县太阳散射辐射的空间分布
• 3.1.1.3 仙居县可照时间的空间分布
• 3.1.2 仙居县月平均气温的空间分布
• 3.1.3 仙居月降水量的空间分布
• 3.2 浙江省气候要素的空间分布
• 3.2.1 浙江省气温的空间分布
• 3.2.1.1 数据输入和模型的运行
• 3.2.1.2 模型结果的验证
• 3.2.1.3 模型结果的分析
• 3.2.2 浙江省降水量的空间分布
• 3.2.2.1 数据输入和模型的运行
• 3.2.2.2 模型结果的验证
• 3.2.2.3 模型结果的分析
• 第四章 中国气候要素的空间分布
• 4.1 中国2000年月辐射要素的空间分布
• 4.1.1 中国潜在太阳总辐射的空间分布
• 4.1.1.1 潜在太阳总辐射空间分布模型
• 4.1.1.2 中国月潜在太阳总辐射空间分布的实现及其检验
• 4.1.2 中国2000年月日照时数的空间分布
• 4.1.2.1 月日照时数的空间分布模型
• 4.1.2.2 中国2000年月日照时数空间分布的实现及其检验
• 4.1.3 中国2000年月平均日照百分率的空间分布
• 4.1.3.1 月平均日照百分率的空间分布模型
• 4.1.3.2 中国2000年月平均日照百分率空间分布的实现
• 4.1.4 中国2000年实际太阳月总辐射的空间分布
• 4.1.4.1 实际太阳总辐射的空间分布模型
• 4.1.4.2 中国2000年实际太阳月总辐射空间分布的实现及其检验
• 4.1.5 中国2000年月光合有效辐射（PAR）的空间分布
• 4.1.5.1 光合有效辐射（PAR）的空间分布模型
• 4.1.5.2 中国2000年光合有效辐射（PAR）空间分布的实现
• 4.2 中国2000年月气温要素的空间分布
• 4.2.1 中国2000年月平均气温的空间分布
• 4.2.1.1 月平均气温的空间分布模型
• 4.2.1.2 中国2000年月平均气温空间分布的实现及其检验
• 4.2.2 中国2000年月平均最高气温和月平均最低气温的空间分布
• 4.2.2.1 月平均最高气温和月平均最低气温的空间分布模型
• 4.2.2.2 中国2000年月平均最高气温、最低气温空间分布的实现及其检验
• 4.3 中国2000年月水份要素的空间分布
• 4.3.1 中国2000年月降水量的空间分布
• 4.3.1.1 月降水量的空间分布模型
• 4.3.1.2 中国2000年月降水量空间分布的实现及其检验
• 4.3.2 中国2000年月平均相对湿度的空间分布
• 4.3.2.1 月平均相对湿度的空间分布模型
• 4.3.2.2 中国2000年月平均相对湿度空间分布的实现及其检验
• 4.4 中国2000年月平均风速的空间分布
• 4.4.1 月平均风速的空间分布模型
• 4.4.2 中国2000年月平均风速空间分布的实现及其检验
• 第五章 中国2000年4～12月NPP的计算及其结果分析
• 5.1 改进后的NPP模型的组成部分
• 5.1.1 总第一性生产力子模型
• 5.1.2 气候要素空间分布子模型
• 5.1.3 土壤水分子模型
• 5.1.3.1 潜在蒸散的计算
• 5.1.3.2 蒸发比的计算
• 5.1.3.3 田间持水量的计算
• 5.1.3.4 土壤水分含量的计算
• 5.1.4 呼吸作用子模型
• 5.1.4.1 维持呼吸量的计算
• 5.1.4.2 生长呼吸量的计算
• 5.2 数据输入及模型的运行
• 5.2.1 数据的输入
• 5.2.2 模型的运行
• 5.3 中国2000年4～12月NPP的空间分布及其季节变化
• 5.3.1 中国2000年4～12月NPP的总体空间分布及其季节变化
• 5.3.1.1 中国2000年4～12月NPP的总体空间分布
• 5.3.1.2 中国2000年4～12月NPP的季节变化
• 5.3.2 不同自然地理区NPP的空间分布及其季节变化
• 5.3.2.1 不同自然地理区NPP的空间分布
• 5.3.2.2 不同自然地理区NPP的季节变化
• 5.3.3 不同气候带NPP的空间分布及其季节变化
• 5.3.3.1 不同气候带NPP的空间分布
• 5.3.3.2 不同气候带 NPP的季节变化
• 5.3.4 NPP“三向地带性”的空间分布及其季节变化
• 5.3.4.1 不同纬度带NPP的空间分布及其季节变化
• 5.3.4.2 不同经度带NPP的空间分布及其季节变化
• 5.3.4.3 不同高度带NPP的空间分布及其季节变化
• 第六章 主要研究结论、创新点与讨论
• 6.1 主要研究结论
• 6.1.1 仙居县气温和降水量的短序列订正方法研究
• 6.1.2 基于GIS的仙居县气候要素空间分布研究
• 6.1.3 基于GIS的浙江省气候要素的空间分布研究
• 6.1.4 基于GIS的中国气候要素空间分布研究
• 6.1.5 中国2000年4～12月NPP的计算及其结果分析
• 6.2 创新点与新进展
• 6.3 讨论
• 附表
• 参考文献
• ABSTRACT
• 攻读博士期间发表的科研成果