结合遥感信息与3-PG模型的森林净初级生产力动态研究

发布时间：2020-06-23 07:29

【摘要】：森林生态系统作为陆地生态系统的主体,其光合作用在缓解温室效应方面有着重要作用。森林生物量及净初级生产力(Net Primary Productivity,NPP)为森林生态系统的碳循环提供关键数据,是评估森林生态系统碳汇能力的重要条件,是生态系统的重要功能指标,也是生态系统经济价值研究的基础和重要内容。为积极响应国家护林育林的政策,应加强对于自然生态系统和环境的保护,并对森林生态系统的变化进行长期监测和评估。为准确估算区域生物量以及实现森林NPP的动态监测与预估,本研究以黑龙江省伊春市带岭区作为研究区,联合ICESat-GLAS波形数据、MODIS多光谱数据以及野外调查数据建立生物量模型计算研究区生物量,进一步以3-PG(Physiological Principles Predicting Growth)模型为基础,对森林NPP进行预测研究与动态监测,这为准确估算我国东北地区生物量以及了解我国东北地区森林植被NPP的变化特征和生态系统碳储量动态变化提供科学的研究依据。该方法通过建立GLAS森林平均冠层高度估测模型、区域森林平均冠层高度的BP神经网络估算模型以及森林平均冠层高度与样地生物量的模型,弥补GLAS数据因光斑点分布呈条带状而无法估算区域内连续森林平均冠层高度的缺陷,从而实现全区域森林生物量的连续高精度估测;利用3-PG模型模拟带岭区针叶林、阔叶林、针阔混交林2014-2044年森林植被净初级生产力逐年生长量以及2014-2019年NPP的逐月生长量,从而实现森林NPP的动态监测。主要研究结果如下:(1)通过联合GLAS波形数据与MODIS多光谱数据,建立的BP神经网络估测森林平均冠层高度模型的R2=0.8987,RMSE=0.794,说明模型可较好地估算区域连续森林冠层高,实现对区域森林平均冠层高度的高精度估测。(2)针叶林、阔叶林、针阔混交林森林平均冠层高度与样地生物量模型的R2分别为0.826,0.803,0.794,RMSE分别为0.613,0.731,0.344,说明本研究建立的森林森林平均冠层高度-生物量模型可以通过平均林冠高较好地估算区域森林生物量。(3)通过对3-PG运行结果进行分析,发现2014-2044年间带岭区森林NPP整体呈现增加趋势,但增长速度随年份增长逐渐降低,2014-2019年植被生长期内NPP月增长量呈周期变化,5-9月NPP为先增后减的趋势,但7月份的NPP低于前后两个月的NPP。带岭区2015年5-9月NPP总量为30.725×105 t,NPP年值与月值在三种林分中均表现为幼龄林中龄林近熟林成熟林过熟林。
【学位授予单位】：东北林业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S718.5
【图文】：

技术路线图,东北林业大学,硕士学位论文,模型计算

图１－１技术路线图逡逑Ｆｉｇ．邋１邋－１邋Ｒｅｓｅａｒｃｈ邋ｆｌｏｗｃｈａｒｔ逡逑

区位,边界,林业局,伊春市

本文选择黑龙江省伊春市带岭区作为研究区域，带岭区是伊春市的一个行政区，也逡逑是黑龙江省森工管理总局的直属实验局，体制为政企合一。地理坐标是东经１２８°３７＇４２＂－逡逑１２９°１７＇３８〃，北纬４６°５１＇０３〃－邋４７°２１＇３２〃（如图２－０。带岭区与多个林业局接壤，东部和逡逑东南部毗邻南岔林业局，南部和西南部与朗乡林业局交界，西面与桃ｉｌｌ、铁力林业局相逡逑邻，北部与乌马河林业局接壤｜５９１。带岭区的整个区域版图呈梭形，南北长，东西宽，南逡逑北长约７６邋ｋｍ，东西宽约１２邋ｋｍ。区内有３个街道、１个乡镇和５个行政村，截至２０１２逡逑年，带岭区行政区划面积为１邋０４１邋ｋｍ２，林业施业区面积９６邋７４２邋ｈｍ２。逡逑逦１２８°３０，０，，Ｅ逦ｉ２９°0，0？Ｅ逦逡逑，—逦—

【参考文献】