基于GIS的小麦碳汇估算与可视化研究

发布时间：2017-10-05 04:34

  本文关键词：基于GIS的小麦碳汇估算与可视化研究

  更多相关文章： GIS 小麦 碳汇 估算 可视化

【摘要】：随着全球变暖、温室效应等环境问题的日益加重,碳汇作为全球碳循环过程的重要组成部分,已成为当今的重要研究方向。农田生态系统作为陆地生态系统的重要组成部分,是受人类活动影响最为深刻的部分,在碳汇方面起着举足轻重的作用。目前,农田碳汇研究多集中在土壤方面,对作物方面的研究相对较少。在作物生长过程中,伴随着光合作用吸收大气中的CO2,因此作物碳汇是生态系统碳汇方面的一个重要环节。同时,我国是一个农业大国,而小麦是我国三大重要粮食作物之一,因此研究小麦碳汇估算具有重要的意义。本研究以位于兖州市的试验田为研究对象,将小麦碳汇估算模型与可视化技术作为研究切入点,以Crop-C模型为基本框架,建立区域尺度下的小麦作物碳汇优化模型,并基于ArcGIS API for JavaScript进行小麦碳汇估算与可视化系统开发。具体内容如下:(1)对常用的作物碳汇模型DNDC模型、CERES-Wheat模型以及Crop-C模型进行比较分析,最终选取Crop-C模型作为小麦碳汇模型的基本框架。(2)通过对Crop-C模型参数和机理的深入分析研究,综合前人研究成果,确定了以土壤电导率、磷肥施用量、钾肥施用量和种植密度作为模型的优化因子,将优化因子引入Crop-C模型,对其进行优化修正;并利用可查证的山东省数据,对优化模型和Crop-C模型的模拟结果进行对比分析,结果表明优化模型能更好的符合实际,稳定性更好。(3)利用优化模型对兖州市的小麦的碳汇量进行模拟研究,并将试验区的实测土壤数据和作物数据等作为参数对优化模型模拟结果进行验证,结果表明模拟结果与实测数据的拟合度较高,优化后的Crop-C模型可以很好的模拟估算兖州市小麦碳汇量。(4)以Microsoft Visual Studio 2013、ArcGIS为开发工具,基于优化的小麦碳汇估算模型,结合兖州市小麦估算信息,研发了小麦碳汇估算与可视化系统,实现了地图基本操作及相关的属性查询、碳汇估算、碳汇信息展示分析等一系列功能。
【关键词】：GIS 小麦 碳汇 估算 可视化
【学位授予单位】：山东农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S512.1;S127
【目录】：

• 中文摘要7-8
• Abstract8-10
• 1 引言10-20
• 1.1 研究背景及意义10-12
• 1.1.1 研究背景10-11
• 1.1.2 研究意义11-12
• 1.2 国内外研究进展12-17
• 1.2.1 植被净初级生产力估算方法13-14
• 1.2.2 作物净初级生产力估算方法14-15
• 1.2.3 作物净初级生产力模型系统的应用与开发现状15-17
• 1.3 问题的提出17
• 1.4 研究内容和技术路线17-20
• 1.4.1 研究内容17-18
• 1.4.2 研究路线18-20
• 2 作物碳汇模型分析20-31
• 2.1 基于作物净初级生产力模型的作物碳汇估算20-27
• 2.1.1 DNDC模型20-22
• 2.1.2 CERES-Wheat模型22-24
• 2.1.3 Crop-C模型24-27
• 2.2 作物碳汇模型的对比验证27-30
• 2.2.1 验证方法27
• 2.2.2 作物生物产量与最终产量的转换27-28
• 2.2.3 验证结果28-30
• 2.3 本章小结30-31
• 3 Crop-C模型的优化与验证31-41
• 3.1 模型优化因子引入31-34
• 3.1.1 土壤电导率（EC值）31-32
• 3.1.2 磷肥施用量32-33
• 3.1.3 钾肥施用量33-34
• 3.1.4 种植密度34
• 3.2 模型优化因子验证34-40
• 3.2.1 单一因子优化验证35-38
• 3.2.2 多因子优化验证38-40
• 3.3 本章小结40-41
• 4 小麦碳汇估算与可视化系统设计41-58
• 4.1 系统需求分析41-42
• 4.1.1 目前碳汇估算与可视化系统存在的问题41
• 4.1.2 小麦碳汇估算与可视化系统的需求41-42
• 4.2 系统开发环境42-44
• 4.2.1 系统开发平台42-44
• 4.2.2 系统开发语言44
• 4.3 小麦碳汇估算与可视化系统构建44-48
• 4.3.1 系统设计原则44-45
• 4.3.2 系统功能设计45-46
• 4.3.3 系统框架设计46-47
• 4.3.4 系统数据库设计47-48
• 4.4 小麦碳汇估算与可视化系统实现48-57
• 4.4.1 地图基本操作功能实现48-49
• 4.4.2 查询统计功能实现49-52
• 4.4.3 在线编辑功能实现52-53
• 4.4.4 数据录入功能实现53-55
• 4.4.5 碳汇估算功能实现55-57
• 4.5 本章小结57-58
• 5 实例应用58-64
• 5.1 试验区概况58
• 5.2 试验区农业生产条件概况58-59
• 5.3 小麦碳汇信息获取与估算59-63
• 5.3.1 土壤参数实测59-60
• 5.3.2 作物参数实测60
• 5.3.3 基于优化模型的小麦碳汇估算60-62
• 5.3.4 优化模型模拟结果验证62-63
• 5.4 本章小结63-64
• 6 总结与展望64-65
• 参考 文献65-71
• 致谢71-72
• 攻读学位期间发表论文情况72

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 ;中国绿色碳汇基金会同意设立浙江碳汇专项基金[J];浙江林业科技;2010年06期

2 ;碳汇基本知识[J];绿色财会;2011年08期

3 白世秀;章金霞;;清洁发展机制下林业碳汇会计确认与计量[J];财会通讯;2011年28期

4 张峰;;北京市林业碳汇工作座谈暨技术推广会成功召开[J];绿化与生活;2012年11期

5 王钰;;北京倡导购买碳汇履行植树义务[J];林业与生态;2013年05期

6 陈欣;;我国林业碳汇交易实践与推进思路[J];理论探索;2013年05期

7 陈方丽;;林业碳汇交易运行机制研究[J];中国林业经济;2013年05期

8 陈方丽;曹露露;卢盛若;;大众对碳汇交易的认知与参与意愿分析——以温州为例[J];中国林业经济;2014年01期

9 张婷;;碳汇,科研、创业和公益的结合[J];大学生;2013年Z3期

10 魏殿生;;关注林业碳汇 应对气候变化[J];中国林业;2006年01期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 吕劲文;乐群;刘明花;;中国各省造林碳汇潜力分析[A];第五届长三角气象科技论坛论文集[C];2008年

2 李育林;;增加林业碳汇 应对气候变化(代序)[A];低碳经济与林业发展论——中国林业学术论坛·第6辑[C];2009年

3 李珊;陈昱杉;李顺龙;;关于林业碳汇基本问题的再认识[A];低碳经济与林业发展论——中国林业学术论坛·第6辑[C];2009年

4 于天飞;李智勇;吴水荣;;中国林业碳汇认证建设框架研究[A];2010中国科协年会第五分会场全球气候变化与碳汇林业学术研讨会优秀论文集[C];2010年

5 于天飞;吴水荣;李智勇;;中国林业碳汇认证建设框架研究[A];经济发展方式转变与自主创新——第十二届中国科学技术协会年会（第一卷）[C];2010年

6 于天飞;李怒云;李智勇;陈绍志;吴水荣;李金良;夏恩龙;;中国林业碳汇审定与核查体系的构建[A];第十四届中国科协年会第6分会场：林业新兴产业科技创新与绿色增长学术研讨会论文集[C];2012年

7 阚如良;梅雪;孔婷;;碳汇资本在旅游融资中的应用研究[A];中国旅游评论2012[C];2012年

8 邓广;张旭;李增元;;三类林业碳汇活动中的技术议题与选择[A];2010中国科协年会第五分会场全球气候变化与碳汇林业学术研讨会优秀论文集[C];2010年

9 邓广;张旭;李增元;;三类林业碳汇活动中的技术议题与选择[A];经济发展方式转变与自主创新——第十二届中国科学技术协会年会（第一卷）[C];2010年

10 邓广;张旭;李增元;;三类林业碳汇活动中的技术议题与选择[A];第九届中国林业青年学术年会论文摘要集[C];2010年

中国重要报纸全文数据库 前10条

1 本报记者 顾仲阳;走,一起去种碳汇林[N];人民日报;2010年

2 记者 戴宏;内蒙古碳汇评估研究院成立[N];内蒙古日报(汉);2010年

3 记者 蔡晓磊　通讯员 陈云峰;“碳汇造林” 昆明企业在行动[N];昆明日报;2010年

4 记者 郭云龙;“绿色碳汇”半年募资近亿元[N];中国花卉报;2011年

5 李将辉;重视碳汇价值健全碳汇机制[N];人民政协报;2011年

6 本报记者 蒋菡　实习生 张丽;林业碳汇交易：误读引发的尴尬[N];工人日报;2011年

7 通讯员 袁金鸿;中国绿色碳汇基金会两年造林120多万亩[N];中国绿色时报;2012年

8 记者 夏冠男 王自宸;首个县级碳汇基金运行效果难言理想[N];经济参考报;2012年

9 何宇;绿色碳汇基金会实施十四个碳中和项目[N];中国绿色时报;2012年

10 记者 刘自贤 实习生 余鹏 赵欣梦;碳汇，你了解多少？[N];湖北日报;2013年

中国博士学位论文全文数据库 前4条

1 郭淑芬;我国碳汇林建设融资机制研究[D];南京林业大学;2013年

2 李亮;潮田河流域（岩溶）地质碳汇过程及通量估算研究[D];中国地质科学院;2013年

3 钱杰;大都市碳源碳汇研究——以上海市为例[D];华东师范大学;2004年

4 史婷婷;岩溶流域水循环过程碳汇效应研究[D];中国地质大学;2012年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 陈枭;林业碳汇经济效益研究[D];四川省社会科学院;2015年

2 赵亚星;林业碳汇交易法律制度研究[D];重庆大学;2016年

3 翟德坤;基于GIS的小麦碳汇估算与可视化研究[D];山东农业大学;2016年

4 闫鑫涛;基于树茎膨胀能收集的林业碳汇计量方案设计研究[D];浙江工业大学;2014年

5 张瑜;生态公正视角下的内蒙古草原碳汇[D];内蒙古大学;2012年

6 唐波;基于复杂适应系统理论的我国碳汇市场多主体动态博弈仿真研究[D];西北农林科技大学;2011年

7 王萌;欧美碳汇政策的趋同化倾向及其对中国碳减排的影响[D];南京林业大学;2015年

8 赵亮;城镇区域碳源碳汇时空格局研究[D];西北大学;2012年

9 孙钊;基于循环经济模式的新农村CDM项目碳汇优化模型研究[D];华北电力大学;2013年

10 杨艳;太湖流域水稻种植系统温室效应、碳汇效应及收益评估[D];南京大学;2013年

，

本文编号：974829