基于涡度相关通量观测的MODIS总初级生产力估算研究

发布时间：2019-11-15 07:55

【摘要】：总初级生产力(GPP)是绿色植被在光合作用下将太阳能固定并转换为有机物同化量,GPP是陆地生态系统碳循环的初始能量,也是衡量生物圈和大气圈碳平衡以及生态系统碳通量的重要组成部分之一。GPP的估算精度不仅直接决定了对后续其他植被生产力因子的估算精度,也关系着评估陆地生态系统对人类可持续发展的作用。本文基于涡度相关通量数据对中国五大典型植被区的8个站点的MODIS GPP估算值进行验证,并进一步分析了影响MOD17A2H估算精度的影响因子。主要研究结论如下:(1)首先,基于涡度相关通量观测数据对两代MODISGPP产品的估算精度进行验证。总体而言,MOD17A2的8dGPP估算精度略高于MOD17A2H。从单个站点的对比分析来看,当雄和海北站的MOD17A2和MOD17A2H估算精度最高,西双版纳和鼎湖山的估算精度最低;季度GPP中,MOD17A2和MOD17A2H的夏季GPP估算值最低,冬季最高,秋季并无明显差异,MOD17A2的春季估算精度高于MOD17A2H;MOD17A2年度GPP的估算值精度更高。就植被类型而言,MOD17A2的估算精度均高于MOD17A2H。(2)然后,替换MODISGPP标准算法光能利用率模型中输入的气象因子和FPAR因子进行MOD17A2H的再计算,通过与涡度相关通量观测数据的对比,分析气象因子和FPAR因子对MODIS GPP估算值精度影响。MOD_Tower GPP(R2=0.54)、GMAO_GLASS GPP(R2=0.60)以及 Tower__GLASS GPP(R2=0.65)均高于MOD_GMAO GPP(R2=0.52)8d合成值;季度GPP中春季、秋季和冬季的合成值的估算精度均较高,而夏季合成值的估算精度均偏低;年度GPP中,MOD_GMAOGPP的估算精度最高(R2=0.72)。总体而言,通过气象因子和LAI/FPAR的替换提高了 8d GPP的估算精度,但季度和年度估算精度并无提高。(3)最后,本文详细分析了光能利用率模型中输入的气象数据、FPAR、光能利用率以及土地分类精度等影响因子。结果表明,MOD17A2H中输入气象数据对VPD和PAR参数的估算值均高于实测值:改进FPAR因子可实现GPP估算精度的明显提高;土地覆盖分类的出现的误差较小,但MOD17A2H中输入的最大光能利用率εmax明显低于由通量相关通量数据推算出的εmax。
【学位授予单位】：武汉大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：Q948

【引证文献】