植被吸收光合有效辐射(Absorbed Photosynthetically Active Radiation,APAR)是植被进行光合作用中实际吸收的太阳辐射量,是植被净第一性生产力的重要指标,也是生态系统的功能模型、作物生长模型、净初级生产力模型、气候模型等的重要...植被吸收光合有效辐射(Absorbed Photosynthetically Active Radiation,APAR)是植被进行光合作用中实际吸收的太阳辐射量,是植被净第一性生产力的重要指标,也是生态系统的功能模型、作物生长模型、净初级生产力模型、气候模型等的重要参数。因此高空间分辨率和精确性的植被吸收光合有效辐射对于高精度的区域生产力及光能利用率的研究具有重要意义。对CASA(Carnegie-Ames-Stanford Approach)模型进行了改进,利用30m×30m的数字高程模型(Digital Elevation Model,DEM)数据直接计算太阳辐射,从而将其作为CASA模型的输入参数。结合多源遥感数据、气象数据,研究2015-2020年江汉平原APAR的时空分布及其影响因素。顾及江汉平原的土地利用分布特点,着重分析了江汉平原农田APAR的时空特性,研究结果较好的反映了江汉平原APAR分布。实验结果表明:(1)2015-2020年APAR年总值在3.42×10^(13)MJ-3.73×10^(13)MJ之间,总体空间分布与植被类型的分布情况相符;(2)农田月均APAR值在4月、7月高于其他月份,表现出“双峰”的特征;(3)在空间分布上,水田APAR表现出明显的纬度地带性,而旱地APAR正好相反,这可能源于种植结构重心转移;(4)通过借助地理探测器,着重考虑与植被生长相关的12个因子(包括≧10℃积温、年总日照时数、年均气温、年总降雨量、农田种植结构、年散射辐射、农田施肥、土壤类型、土壤质地(砂土、粉砂土、黏土))进行分析,结果表明这12个因素对APAR空间变异性都具有很明显的影响。对CASA的改进方法可以适用于大范围高空间精度的计算。展开更多
光合有效辐射吸收比是表征植被光合作用能力和生长状态的重要参量,是反映全球气候变化的重要因子。选取地处中国南北气候过渡带、生态环境脆弱的淮河流域为研究区域,基于2001—2018年GLASS MODIS FAPAR数据,采用年际变化分析法和趋势变...光合有效辐射吸收比是表征植被光合作用能力和生长状态的重要参量,是反映全球气候变化的重要因子。选取地处中国南北气候过渡带、生态环境脆弱的淮河流域为研究区域,基于2001—2018年GLASS MODIS FAPAR数据,采用年际变化分析法和趋势变化分析法,分析了近18年来淮河流域植被FAPAR的时空变化格局。结果是:淮河流域植被FAPAR呈中西部高、东北部低的空间分布特征,西部山区和中部农作物种植区植被FAPAR较高,植被FAPAR低值区分布在北部沂蒙山地区和郑州、开封、徐州等大城市及其周边地区。2001—2018年间淮河流域年均FAPAR以每年0.19%(P<0.05)的速率增加,显著增加的区域主要分布在西部的大别山、伏牛山和桐柏山以及东北部的沂蒙山北部等地区。流域内春季和夏季FAPAR变化不显著,秋季和冬季FAPAR呈显著增加趋势,各类型植被秋季和冬季变化趋势基本一致,但春季和夏季变化趋势不一致。展开更多
海洋初级生产过程是海洋碳循环的重要组成部分,影响生物地球化学循环和全球气候变化。浮游植物作为海洋初级生产的主要贡献者,按粒径大小可分为小型(micro粒级,>20μm)、微型(nano粒级,2~20μm)和微微型(pico粒级,<2μm)。不同粒...海洋初级生产过程是海洋碳循环的重要组成部分,影响生物地球化学循环和全球气候变化。浮游植物作为海洋初级生产的主要贡献者,按粒径大小可分为小型(micro粒级,>20μm)、微型(nano粒级,2~20μm)和微微型(pico粒级,<2μm)。不同粒级浮游植物初级生产力(size-fractionated primary production,PP_(size))对总初级生产力贡献不同,在海洋物质能量流动及碳循环中扮演着不同角色。本文基于2019年南海西部夏季航次12个站位的生物光学剖面数据,研究了南海西部分粒级浮游植物叶绿素a浓度和初级生产力的空间分布及它们对总叶绿素a浓度和总初级生产力的贡献百分比。利用各粒级670nm波段的浮游植物吸收系数[size-fractionated phytoplankton absorption coefficient at 670nm,a_(ph-size)(670)]与光合有效辐射(photosynthetically active radiation,PAR)的乘积[a_(ph-size)(670)×PAR]建立了南海分粒级初级生产力算法,对于小型、微型和微微型浮游植物数据集,log[a_(ph-size)(670)×PAR]与log(PP_(size))之间的决定系数R^(2)分别为0.64、0.76和0.67。交叉验证的结果表明,该算法具有良好的泛化性能。其性能显著优于仅利用浮游植物吸收系数估算分粒级初级生产力的算法,表明PAR是影响分粒级初级生产力变化的重要因素之一。采用基于叶绿素a浓度的算法估算各粒级初级生产力时,针对小型和微微型浮游植物数据集,该算法的性能与本文构建的算法近似;但针对微型浮游植物数据集时,基于叶绿素a浓度的算法性能显著较低,这可能归因于微型浮游植物吸收系数与叶绿素a浓度间的弱相关性。展开更多
文摘光合有效辐射吸收比是表征植被光合作用能力和生长状态的重要参量,是反映全球气候变化的重要因子。选取地处中国南北气候过渡带、生态环境脆弱的淮河流域为研究区域,基于2001—2018年GLASS MODIS FAPAR数据,采用年际变化分析法和趋势变化分析法,分析了近18年来淮河流域植被FAPAR的时空变化格局。结果是:淮河流域植被FAPAR呈中西部高、东北部低的空间分布特征,西部山区和中部农作物种植区植被FAPAR较高,植被FAPAR低值区分布在北部沂蒙山地区和郑州、开封、徐州等大城市及其周边地区。2001—2018年间淮河流域年均FAPAR以每年0.19%(P<0.05)的速率增加,显著增加的区域主要分布在西部的大别山、伏牛山和桐柏山以及东北部的沂蒙山北部等地区。流域内春季和夏季FAPAR变化不显著,秋季和冬季FAPAR呈显著增加趋势,各类型植被秋季和冬季变化趋势基本一致,但春季和夏季变化趋势不一致。
文摘海洋初级生产过程是海洋碳循环的重要组成部分,影响生物地球化学循环和全球气候变化。浮游植物作为海洋初级生产的主要贡献者,按粒径大小可分为小型(micro粒级,>20μm)、微型(nano粒级,2~20μm)和微微型(pico粒级,<2μm)。不同粒级浮游植物初级生产力(size-fractionated primary production,PP_(size))对总初级生产力贡献不同,在海洋物质能量流动及碳循环中扮演着不同角色。本文基于2019年南海西部夏季航次12个站位的生物光学剖面数据,研究了南海西部分粒级浮游植物叶绿素a浓度和初级生产力的空间分布及它们对总叶绿素a浓度和总初级生产力的贡献百分比。利用各粒级670nm波段的浮游植物吸收系数[size-fractionated phytoplankton absorption coefficient at 670nm,a_(ph-size)(670)]与光合有效辐射(photosynthetically active radiation,PAR)的乘积[a_(ph-size)(670)×PAR]建立了南海分粒级初级生产力算法,对于小型、微型和微微型浮游植物数据集,log[a_(ph-size)(670)×PAR]与log(PP_(size))之间的决定系数R^(2)分别为0.64、0.76和0.67。交叉验证的结果表明,该算法具有良好的泛化性能。其性能显著优于仅利用浮游植物吸收系数估算分粒级初级生产力的算法,表明PAR是影响分粒级初级生产力变化的重要因素之一。采用基于叶绿素a浓度的算法估算各粒级初级生产力时,针对小型和微微型浮游植物数据集,该算法的性能与本文构建的算法近似;但针对微型浮游植物数据集时,基于叶绿素a浓度的算法性能显著较低,这可能归因于微型浮游植物吸收系数与叶绿素a浓度间的弱相关性。
文摘估算并消除冠层非光合组分(non-photosynthetic vegetation,NPV)吸收的光合有效辐射,对准确估算生态系统总初级生产力(gross primary productivity,GPP)具有重要意义。以落叶阔叶林为例,通过设置不同情景,应用任意倾斜叶片散射(scattering by arbitrary inclined leaves,SAIL)模型进行冠层光合有效辐射吸收分量(fraction of absorbed photosynthetically active radiation,FPAR)的分层模拟,分析冠层NPV的FPAR的变动及其对冠层FPAR的贡献,并初步探讨落叶阔叶林NPV的FPAR的估算方法。结果表明,冠层NPV的FPAR的大小与冠层结构相关,在高覆盖度植被区NPV对冠层FPAR的贡献通常较小,但在低植被覆盖区的贡献会较高;NPV降低了冠层在近红外波段的反射;增强型植被指数(enhanced vegetation index,EVI)与NPV的FPAR存在显著的线性负相关关系,可用来描述NPV的变化。
