基于CASA修正模型的中國植被凈初級生產(chǎn)力研究

1、會計學1基于基于CASA修正模型的中國植被凈初級生修正模型的中國植被凈初級生產(chǎn)力研究產(chǎn)力研究第1頁/共54頁第2頁/共54頁第3頁/共54頁總第一性生產(chǎn)力自養(yǎng)呼吸的消耗量第4頁/共54頁第5頁/共54頁NPP 研究歷程1973年Leith利用第一個全球NPP模型估算全球NPP1840年Liebig假定陸表都為草地估算全球NPP1919年Schroeder將陸表分為4種類型估算全球NPP1972年Lieth等根據(jù)全球966個樣點估算全球NPP60年代的國際生物學計劃（IBP） 1991年執(zhí)行的國際地圈生物圈計劃（IGBP）第6頁/共54頁生態(tài)生理過程模型 氣候生產(chǎn)力模型 光能利用率模型 NPP估

2、算模型第7頁/共54頁第8頁/共54頁遙感數(shù)據(jù)DEM氣象數(shù)據(jù)NDVI植被覆蓋類型圖CASA修正模型精度驗證時空演變模式分析影響因子分析第9頁/共54頁第10頁/共54頁太陽總輻射植被指數(shù)Ep0ToptNOAA/AVHRR數(shù)據(jù)月均溫度T月降水量P植被類型FPART1T2RnEEpmaxW1精度評價月NPP年NPP統(tǒng)計分析APAR求和第11頁/共54頁第12頁/共54頁第13頁/共54頁第14頁/共54頁數(shù)據(jù)獲取導航校準云檢測計算NDVI大氣糾正輸出、存儲質量控制/視覺檢驗合成（8-10天）質量控制合成每日傳送及組合歸檔通道校準利用軌道模型與更新的星歷表NOAA 1B GAC軌道TOMS臭氧，ET

3、OPOS05升級海陸標識第15頁/共54頁根據(jù)沙漠地區(qū)的反射特點，將沙漠部分區(qū)域的NDVI作為誤差，從整個數(shù)據(jù)中將其去除，可以在一定程度上消除這些誤差 。第16頁/共54頁第17頁/共54頁第18頁/共54頁第19頁/共54頁我國1982-2000年陸地植被NPP年平均總量為3050.9Mt/a，NPP最高值為2605.12gC/m2，年NPP的分布圖如圖所示第20頁/共54頁Miami模型估算結果第21頁/共54頁Chikugo模型計算的NPP 第22頁/共54頁 Thornthwaite模型計算的NPP 第23頁/共54頁植被類型修正的CASA MiamiChikugoThortherwa

4、it均值總和均值總和均值總和均值總和g/m2aMt/ag/m2aMt/ag/m2aMt/ag/m2aMt/a常綠針葉林939.6542.61071.2619.01353.0781.31564.7904.9常綠闊葉林1197.1194.51160.3188.71424.0231.41623.0264.3落葉針葉林1016.867.8385.125.7480.432.0695.346.4落葉闊葉林972.5386.6449.5178.5591.6234.9858.5341.3混交林1378.9515.51029.2384.61113.5415.61340.3501.0密閉灌從617.0719.11

5、193.51393.71523.41778.61696.31982.5稀疏灌從317.48.7542.492.5563.67.9781.8133.6稀樹草原571.63.41858.210.92265.213.32494.114.7草原194.2489.0318.3799.3393.9987.7611.61541.3耕地284.592.0842.41625.01102.12125.91374.82656.7無植被地帶8.014.4113.4209.970.2129.5236.4443.0水體122.817.4787.6112.31006.7143.41209.5172.6總計3050.9564

6、0.26881.79002.2第24頁/共54頁第25頁/共54頁為了在一定程度上減小時間和空間因素導致的誤差，本文以采樣點為中心劃出不同距離的區(qū)域，再以該區(qū)域估算的平均值與實測數(shù)據(jù)值進行比較。通過對1米、50米、100米、500米、1000米、5000米的區(qū)域范圍的比較，可見估算數(shù)據(jù)與實測數(shù)據(jù)的變化趨勢基本一致，同時在大區(qū)域范圍內更加接近實測數(shù)據(jù)值。 第26頁/共54頁110E剖面線從南向北依次穿越桂粵熱帶雨林、季雨林地帶、南亞熱帶常綠闊葉林、貴黔中亞熱帶常綠闊葉林、秦巴山地北亞熱帶常綠闊葉林、關中暖溫帶落葉闊葉林、內蒙古暖溫帶草原、中溫帶草原和半荒漠地帶 第27頁/共54頁115E剖面線從

7、南向北依次穿越粵熱帶雨林、季雨林地帶、南亞熱帶常綠闊葉林、湘贛中亞熱帶常綠闊葉林、大別山地北亞熱帶常綠闊葉林、華北平原暖溫帶半干性落葉闊葉林以及內蒙古中溫帶草原地帶。第28頁/共54頁23.5N剖面線從西至東依次穿過云南的熱帶雨林、季雨林地帶、滇桂粵南亞熱帶常綠闊葉林地帶。第29頁/共54頁30N剖面線從西至東依次穿越青藏高于高寒草原地帶、青藏高原針葉林與草甸地帶、四川盆地中亞熱帶常綠闊葉林地帶 第30頁/共54頁40N剖面線從西至東依次穿過暖溫帶荒漠地帶、中溫帶荒漠地帶、中溫帶半荒漠地帶、中溫帶草原地帶、暖溫帶半干性落葉闊葉林地帶和暖溫帶落葉闊葉林地帶 第31頁/共54頁一月份中國NPP分布

8、圖 四月份中國NPP分布圖 七月份中國NPP分布圖 十月份中國NPP分布圖 第32頁/共54頁不同植被類型NPP季節(jié)變化差異分明，NPP的季節(jié)變化幅度不同；森林植被的變化幅度最大，其次為農業(yè)植被、草地，荒漠的變化幅度最小。 第33頁/共54頁混交林凈第一性生產(chǎn)力為1378.88gC/m2，常綠闊葉林為1197.11gC/m2，落葉針葉林為1016.85 gC/m2，常綠針葉林為939.64gC/m2，密閉灌從為617.05gC/m2，農業(yè)栽培植物為284.49gC/m2。從NPP的平均水平來說，森林植被的凈第一性生產(chǎn)力最高，以下依次為灌從、草地、耕地?；哪貐^(qū)由于受到水分條件的限制，植被特別稀

9、疏，其凈第一性生產(chǎn)力最小，僅為8.01gC/m2。從NPP年總量來說，我國灌叢的年NPP最高，為719Mt/a,占NPP總量的24%；其次為常綠針葉林，為543Mt/a占全年NPP總量的18；稀樹草原所占的比例最少，為0.01，總量為3.35Mt/a。 植被類型年均NPP值 植被類型NPP年總量(Mt/a) 第34頁/共54頁第35頁/共54頁全國有近一半以上的地區(qū)（49.5）其最適溫度在20以上；34.4的地區(qū)的最適溫度在1020之間；7.8的地區(qū)在010之間。從最適溫度的空間分布來看，總體上適南方高于北方，東部高于西部。如果沿1060E劃一天南北方向的剖面線，則剖線以東的大部分地區(qū)，其最適

10、溫度在20以上；陜西南部、云南南部及內蒙古北部有部分地區(qū)的最適溫度在1520之間；青藏高原大部分地區(qū)、南方的部分山區(qū)（如湖南和廣東交界的五嶺一帶）以及黑龍江北部，其最適溫度在1015之間。第36頁/共54頁植被類型不同月份的光利用率（gCMJ-1）平均值010203040506070809101112常綠針葉林0.4150.3960.4910.6150.7670.8060.7710.7020.7710.6700.5680.4080.615常綠闊葉林0.5870.6190.7600.8350.9550.8740.8700.8010.9000.8440.8790.6850.801落葉針葉林0.27

11、10.2710.2720.2830.4770.6860.9240.9820.8120.5340.2790.2710.505落葉闊葉林0.2590.2580.2770.4200.4860.6990.8780.9240.7920.4810.3490.2600.507混交林0.5820.5420.6200.7130.8610.8560.8440.8000.8900.8120.7800.5990.742密閉灌從0.4040.3820.4150.5340.7000.7520.7680.6170.7430.6080.5480.3900.572稀疏灌從0.2280.2350.3450.4120.5140.5

12、830.6110.6160.5950.5030.3580.2630.439稀樹草原0.3930.3400.3770.6260.7000.5220.4720.5050.5230.6260.6840.4920.522草原0.1500.1520.1880.2450.3290.4200.4880.4800.4420.3200.1980.1520.297耕地0.2280.2200.2570.3050.3990.4580.5000.4130.4700.3450.3090.2200.344無植被地帶0.1000.1100.1530.1260.1420.1440.1540.1610.1490.1320.142

13、0.1100.135水體0.1420.1390.1600.1910.2380.2650.2880.2590.2840.2240.1740.1410.209第37頁/共54頁第38頁/共54頁本文所估算的植被年平均光利用率利用CASA模型所估算的結果有很大差異，但在空間上的分布趨勢基本一致。第39頁/共54頁根據(jù)公式計算得出中國植被吸收的PAR值介于02920.8MJ/m2a之間 光合有效輻射分布圖 植被吸收的光合有效輻射分布圖 第40頁/共54頁33滑動平均值圖 33滑動標準差圖 根據(jù)公式計算得出中國植被吸收的PAR值介于02920.8MJ/m2a之間 ，總體上是由西部向東南遞增。 第41頁/

14、共54頁根據(jù)公式計算得出中國植被我國年中國植被吸收的光合有效輻射的平均值為638.46 MJ/m2a，標準差為565.42，說明數(shù)據(jù)變異大，反映了中國植被破碎化程度高、空間變化顯著的特點。中國植被吸收的光合有效輻射的季節(jié)變化如圖5-9所示，月平均值最低的月份是3月份，為20.97 MJ/m2；最高的是7月份，為109.25 MJ/m2。從3月份開始，植被吸收的PAR表現(xiàn)為逐步上升的趨勢，78月份相對平穩(wěn)，過來8月份，開始逐漸降低，呈單峰狀。吸收的PAR值介于02920.8MJ/m2a之間 ，總體上是由西部向東南遞增。 第42頁/共54頁 植被不同月份吸收的光合有效輻射平均值類型01020304

15、0506070809101112 常綠針葉林70.2060.8844.9976.56121.02171.74189.23186.67175.15100.4173.4776.79112.26 常綠闊葉林100.7799.2398.7083.50109.20146.99173.34156.35160.69118.20105.30103.10121.28 落葉針葉林0.782.062.6365.22199.09317.70275.11265.52163.8655.341.070.23112.38 落葉闊葉林5.437.498.4251.40211.18269.83264.06251.29186.37

16、68.5516.304.10112.04 混交林113.35105.96109.95109.73150.18183.74198.89191.35180.99134.38122.43110.42142.61 密閉灌叢35.8330.6830.4549.24103.26115.19140.91146.21134.8661.3642.1944.6177.90 稀疏灌叢32.0527.3826.4317.9627.4764.83107.1093.3473.1838.7535.1733.3048.08 稀樹草原34.7348.0875.0199.3586.14150.80117.47127.52123.

17、2994.2162.1549.6789.03 草原7.267.789.8614.6031.3068.52103.8197.7862.2920.998.815.8836.57 耕地21.1121.3419.8941.3372.7074.37119.17130.6194.3234.9923.0921.4856.190 無植被地帶0.920.790.830.932.615.006.477.014.882.131.070.872.79 水體0001.141.121.573.033.433.431.62001.28第43頁/共54頁變化幅度(mm)常綠針葉林常綠闊葉林落葉針葉林落葉闊葉林混交林密閉灌從稀

18、疏灌從稀樹草原草原耕地無植被地帶水體-507959828087711126536255529154239239103-4081910118378051159549264536161247247106-3084510598628401197563276545168255255110-2087411098968781243579289553176264264114-1090511499549251302598302559185274274118094011971017972137961731757219428428412310963123410651008142963032958320129229212620979125211001034145964033559220629829812930991126511251054148064734060021030230213040100012731145107014956523446072133063061325010071280116110831506656346613216309309133NPP變化量212298352313380120918562707030變化率%22.624.934