基于VPM与MOD17产品的中国农田生态系统总初级生产力估算比较

VPM(vegetation photosynthesis model)与PSN(photosynthesis)模型是2个基于MODIS数据估算生态系统总初级生产力(gross primary productivity,GPP)的光能利用率模型,该文对比了VPM和PSN模型在中国农田生态系统估算中的结果并对其差异形成的原因进行了分析。研究表明:1)在位于冬小麦-夏玉米二熟区的中国科学院禹城综合试验站以及种植春玉米的盈科灌区绿洲站,与碳通量观测数据相比,VPM模拟结果分别高估3.82%、12.08%,基于PSN模型利用MODIS数据计算的MOD17产品则分别低估53.35%、63.03%;2)在中国农田生态系统,MOD17产品普遍低于VPM模拟结果,在西北、东北及黄淮海等地区约低于50%以上,在南方地区低于不到30%;3)在中国北方旱作区,MOD17产品与VPM模拟结果呈强相关关系,相关系数为0.85,模型中的最大光能利用率参数是导致MOD17产品在北方旱作种植区低于VPM模拟结果的主要原因。

基于CASA模型和MODIS数据的甘南草地NPP时空动态变化研究

植被净初级生产力(net primary productivity, NPP)在全球气候变化及碳循环研究中扮演着重要的角色,精准快速的估算NPP对评估区域生态系统承载力以及合理利用自然资源具有重要的意义。利用2011-2014年甘南地面实测草地地上生物量(aboveground biomass, AGB)数据和根冠比系数计算的草地NPP数据,分别验证了MOD17A3 NPP产品和基于CASA(Carnegie-Ames-Stanford approach)模型估算的草地NPP的精度,分析了2000-2016年甘南地区草地NPP的时空动态变化。结果表明:基于CASA模型模拟的草地NPP精度整体上高于MOD17A3 NPP产品的精度,其均方根误差(root mean square error, RMSE)较MOD17A3 NPP小9.94 g C·m^-2;CASA模型分析的甘南地区草地NPP总体上呈现由西南向东北逐渐减少的趋势;对不同草地类型而言,沼泽类的平均NPP最高(469.07 g C·m^-2),温性草原类最低(324.18 g C·m^-2),而占研究区草地总面积比例较大的高寒草甸类和高寒灌丛草甸类草地的平均NPP分别为449.22和465.27 g C·m^-2;2000-2016年间,甘南地区大部分草地NPP稳定不变,其面积占研究区草地总面积的75.31%,NPP呈增加趋势的区域占草地面积的22.63%,而NPP呈减少趋势的区域占比最小,仅为2.06%。以上研究结果表明CASA模型在高寒地区草地NPP评估、草地资源合理利用与管理方面具有重要的应用价值。