基于森林清查和遥感的城市森林净初级生产力估算

城市森林作为陆地生态系统的组成成分之一,研究其在全球碳循环中的地位和作用有很重要的意义。文章以上海城市森林为研究对象,开展基于基于森林清查数据和遥感技术的城市森林净初级生产力(NPP)估算研究。首先,根据选取上海市典型的森林植被类型,设置森林植被样方,测量反映植被生物学特性的特征参数,包括林龄、胸径、树高和叶面积指数(LAI)等,采用能反映林龄和蓄积量共同影响的生产力回归模型估算了样方NPP,建立了基于LAI的样方NPP回归模型;其次,利用一景相近时相的SPOT5影像,经进行几何纠正和辐射定标后,计算出能较好地反映植被特征和消除土壤背景影响的修正土壤调节植被指数(MSAVI),建立了基于MSAVI的区域森林LAI遥感估测模型;最后,根据建立的样方NPP回归模型以及区域LAI遥感估测模型,进行尺度化转换,估算出区域尺度上的上海城市森林净初级生产力。通过比较与前人运用传统方法研究估算的NPP,精度可达到89%,且本模型简单可行。因此本研究可为快速定量评估城市森林碳储量提供依据。

基于高光谱数据的宁夏地区植被净初级生产力估算模型应用研究

宁夏地区植被贫乏,为了较为全面地掌握宁夏地区以后的植被潜力,特此详细分析基于高光谱数据的宁夏地区植被净初级生产力估算模型应用研究,并详细解析了植被净初级生产力估算模型的研究方法,并对植被生产力进行了估算,得出了植被的净初级生产跟降水量和温度都有关系。

基于遥感的上海崇明东滩湿地典型植被净初级生产力估算

湿地是具有丰富的生物多样性和较高生产力的生态系统,在全球碳循环中占有重要地位。湿地植被净初级生产力(NPP)是衡量湿地生态系统健康状况的重要指标。以上海崇明东滩湿地3种典型植被———芦苇、海三棱藨草、互花米草为研究对象,结合实地调查、实验室测定和遥感技术进行湿地植被净初级生产力估算研究。首先,设置湿地3种典型植被样方,测量植被鲜重、高度、密度、盖度和叶面积指数(LAI)等反映植被生物学特性的特征参数,按不同植被类型分别建立基于LAI的样方NPP回归模型;其次,利用一景相近时相的SPOT5影像,经过几何纠正和辐射定标后,采用面向对象分类方法对影像分类,同时,计算出能较好地反映植被特征和消除土壤背景影响的修正土壤调节植被指数(MSAVI),建立了基于MSAVI的3种典型植被LAI遥感估测模型;最后,分别根据样方3种典型植被的NPP估测模型以及LAI遥感估测模型,进行尺度化转换,估算出崇明东滩湿地典型植被净初级生产力。模型简单可行,精度较高,可为快速定量评估湿地植被碳贡献及碳储量提供依据。

中国西部植被水分利用效率的时空特征分析

利用净初级生产力模型C-FIX,陆面过程模型CoLM以及高时空分辨率的遥感数据集,定量估算了2002年西部地区1 km分辨率的水分利用效率（WUE）时空格局分布.模型估算2002年西部地区净初级生产力总量约为0.96 PgC,蒸散发总量约为2 098 km3,整个西部地区平均单位面积上年均WUE约为0.32 gC.mm^-1.西部地区WUE时空分布格局具有显著的异质性：WUE最高值区主要分布在新疆西北部的天山和阿尔泰山区域,年均WUE最高可达4 gC.mm^-1.m^-2;其次为西藏东南隅以及陕西和甘肃南部山区,年均WUE约在1~2 gC.mm^-1.m^-2之间.WUE最低值广泛分布在青藏高原地区和西北沙漠地区,年均WUE基本在0.4 gC.mm^-1.m^-2以下.研究发现,西北干旱区内陆河流域荒漠植被呈现出相对高的WUE水平,反映出适度水分亏缺地区的天然植被生态系统可能具有较水分充足地区植被生态系统更高的水分利用效率功能.通过定量分析比较不同植被生态系统WUE特征及其季节变化廓线,得到西部地区主要植被生态系统的年均WUE大小为山区森林〉荒漠乔灌丛〉灌溉农田〉高寒草地〉寒漠和戈壁.

农田生物质能集约利用空间优化决策

发展农田生物质能源集约利用,是解决中国能源问题和环境问题的重要途径。由于农田生物质能空间分布的分散性、不连续性,所以对生物能源数量、空间分布特征以及其集约利用空间优化问题进行研究是生物质能源从研发走向实际应用的关键。该文以广东省为例,利用NPP(净初级生产力)模型获得可用农田生物质能生物量和空间分布状况,在此基础上,采用不同尺度的泰森多边形作为生物能源的初级筹集范围,应用遗传算法对生物质能集约利用的空间优化配置问题进行快速求解。结果表明,遗传算法和GIS模型结合对解决面域供应和点域需求问题具有明显的优越性,可为生物质能集约利用提供有效的空间优化方法;尺度效应对模型模拟结果有很大影响,当以10km为邻近阈值建立泰森多边形作为初级筹集区域时,适宜度达到最大。该研究可为生物质能集约利用空间优化决策提供依据。

辽宁省生态系统服务价值及粮食供需变化

【目的】研究辽宁省土地利用、生态系统服务价值及生态足迹时空演变特征,为优化辽宁省生态系统管理、提升生态质量提供科学依据。【方法】本研究借鉴和综合运用人文地理学、生态经济学、区域经济学等学科的思想,采用定性与定量相结合、空间分析法、模型法等研究方法,以辽宁省2000~2020年土地利用现状为基础,参考当量法估算生态系统服务价值,并在此基础上通过净初级生产力开展辽宁省14市粮食生产格局演变及作物生态足迹研究。【结果】①辽宁省各时期水文调节和气候调节的生态功能服务价值之和超过总生态系统服务价值的50%,林地和水域两者土地利用类型对辽宁省生态系统服务总价值的贡献率达86%以上;②辽宁省玉米播种面积比重始终远高于水稻和大豆,且增长率较高,水稻和玉米播种面积呈现波动变化态势,大豆播种面积持续降低。③水稻、玉米、大豆的生态足迹与其播种面积趋势大致吻合。基于生态足迹进一步计算出各市域农作物生态承载力供需平衡指数,为粮食生产分布提供对策建议。【结论】未来辽宁省需要注重自然资源的高效利用,加强对各类土地的保护,使优良土地稳定发展,被破坏的土地逐步恢复,同时,开发和引进尖端的设备与技术,建立自然资源节约型土地利用体系,在有限空间内产生最大的经济和环境效益,以期实现经济与生态的可持续发展。