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基于遥感和过程模型的中国陆地生态系统水分利用效率时空变化特征研究

发布时间:2023-04-05 04:16
  陆地生态系统碳水循环在不同的时空尺度上互为反馈,作为表征生态系统碳水循环耦合程度的重要指标,水分利用效率(Water use efficiency,WUE)的时空变化特征及其原因成为当今全球变化研究的热点之一。作为全球陆地生态系统碳水循环中最为重要、最为敏感的区域,中国陆地生态系统的固碳能力受到水资源制约,其碳水循环耦合特征是我国陆地生态系统碳循环研究的热点问题之一。2000年以来,中国经历了诸多的气候异常事件,土地利用和土地覆被也发生着巨大变化,研究此背景下中国陆地生态系统WUE时空变化特征具有重要的科学价值和实际意义。本文利用2000-2010的MODIS反射率数据和地表覆被类型产品反演生成了覆盖中国的每8天的500m分辨率叶面积指数(LAI)数据,与气象、土壤和地表覆盖类型等数据结合驱动机理性生态过程模型BEPS(Boreal Ecosystem Productivity Simulator),研究2000-2010年中国陆地生态系统WUE的时空变化特征及其原因。首先利用典型生态系统的通量观测等数据率定了模型参数,验证了模型的模拟能力;在此基础上,模拟生成了中国陆地生态系统逐日5...

【文章页数】:144 页

【学位级别】:博士

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摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 选题依据与背景
        1.1.1 选题背景
        1.1.2 选题意义
    1.2 国内外研究现状与进展
        1.2.1 国外研究进展
        1.2.2 国内研究进展
    1.3 亟待解决的问题
    1.4 研究内容与技术路线
        1.4.1 研究内容
        1.4.2 技术路线
    1.5 论文的组织结构
第2章 数据准备与BEPS模型参数化
    2.1 BEPS模型简介
        2.1.1 GPP和NPP模拟方法
        2.1.2 ET模拟方法
        2.1.3 气孔阻抗模拟方法
        2.1.4 土壤水分含量模拟方法
    2.2 驱动BEPS模型的数据
        2.2.1 LAI数据
        2.2.2 地表覆被数据
        2.2.3 气象数据
        2.2.4 土壤数据
    2.3 BEPS参数化与结果验证数据
        2.3.1 涡度通量观测数据
        2.3.2 森林样地NPP数据
        2.3.3 流域水文统计数据
    2.4 其它数据
    2.5 数据处理
    2.6 BEPS模型参数确定
第3章 中国陆地植被LAI时空变化特征
    3.1 LAI遥感反演
    3.2 遥感反演的LAI精度评价
        3.2.1 LAI的地面测量
        3.2.2 LAI验证方法
    3.3 评价指标及分析方法
    3.4 LAI反演精度的评价结果
    3.5 LAI时间变化特征
        3.5.1 LAI季节变化特征
        3.5.2 LAI年际变化趋势
    3.6 植被LAI与温度和降水之间关系
    3.7 2009年LAI异常偏低的原因分析
    本章小结
第4章 中国陆地生态系统WUE空间格局
    4.1 BEPS模型模拟GPP和NPP的能力
        4.1.1 BEPS模型模拟GPP的能力
        4.1.2 BEPS模型模拟NPP的能力
    4.2 BEPS模型模拟ET的能力
        4.2.1 基于站点的ET比较
        4.2.2 流域尺度ET模拟结果验证
    4.3 WUE空间变化特征
        4.3.1 不同植被类型的WUE
        4.3.2 不同地区的WUE
    4.4 气候因子对WUE空间格局的影响
        4.4.1 WUE空间变化与温度的关系
        4.4.2 WUE空间变化与降水之间关系
        4.4.3 WUE空间变化与辐射之间关系
    本章小结
第5章 中国陆地生态系统WUE变化趋势及其原因
    5.1 WUE的季节变化
    5.2 WUE的年际变化趋势
        5.2.1 不同地区WUE变化趋势
        5.2.2 不同植被类型的WUE变化趋势
    5.3 温度、降水对WUE变化趋势的影响
        5.3.1 温度对WUE变化趋势的影响
        5.3.2 降水对WUE变化趋势的影响
    5.4 植被因子对WUE变化趋势的影响
        5.4.1 LAI对WUE变化趋势的影响
        5.4.2 地表覆被变化对WUE变化趋势的影响
    5.5 干旱对WUE的影响
        5.5.1 基于SPI的中国干旱评价
        5.5.2 干旱年份WUE的变化
    本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 研究结论
    6.2 创新点
    6.3 展望
参考文献
致谢
作者简历
博士期间科研情况
附录A: BEPS参数与变量简介
附录B: 研究所使用初始数据汇总



本文编号:3782708

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