4种森林植被总初级生产力遥感估测——以长白山、西双版纳、千烟洲和鼎湖山站为例

森林是陆地生态系统最大的碳汇,总初级生产力(GPP)是森林固碳的重要参数,定量估测森林GPP对全球碳循环及气候变化的研究具有重要意义。文章以长白山、西双版纳、千烟洲和鼎湖山4个森林站通量观测数据为基础,对比验证了Sims TG模型和MOD_17模型估测GPP的精度。研究结果表明:GPP数据存在低估现象,其中常绿林鼎湖山站、西双版纳站GPP值与通量观测数据均无相关性;Sims TG模型反演精度整体高于MOD_17模型。常绿林鼎湖山站、西双版纳站GPP值与通量观测数据的决定系数R2分别提高至0.70和0.62;参数优化后的Sims TG模型进一步提高模型反演精度,更为适应我国森林GPP动态变化状态。总之,仅利用植被指数和陆地表面温度的Sims TG模型相较于多参数的MOD_17模型,能更加准确地估测森林GPP,该方法可为森林碳汇的研究提供参考。

黑河上游植被总初级生产力遥感估算及其对气候变化的响应

定量描述植被总初级生产力(GPP)对于全球碳循环和全球气候变化研究具有重要意义。针对MODIS MOD_17 GPP(MOD_17)产品在通量站点低估的现象,通过3个实验依次改进了模型输入参数(气象数据和吸收的光合有效辐射吸收比例(f PAR))和模型本身的参数(最大光能利用率),分析了各个参数对模拟结果的不确定性影响,结果表明各参数对模拟结果都有不同程度的影响。在阿柔草地站,最大光能利用率的重新标定对结果影响最大,GPP估算结果的提高最为明显;在关滩森林站利用广义神经网络算法得到的GLASS f PAR代替原始MODIS f PAR产品,比其他参数的改进效果更明显,GPP的值更接近涡动通量观测值。利用改进的MOD_17模型重新估算了黑河上游2001–2012年间植被GPP,通过趋势分析得出该研究时段内GPP以9.58 g C·m^(–2)·a^(–1)的平均速率呈上升趋势。同时计算了气候因子(温度、降水和饱和水汽压差(VPD))与时间序列GPP的偏相关性,分析了植被GPP对气候变化的响应情况,2001–2012年平均温度和VPD与年GPP大部分区域呈正相关,体现了温度和VPD对植被生长的促进作用;2001–2012年的降水量与年GPP无明显相关,且大部分区域呈负相关。