江西省森林植被净初级生产力及碳储量估算

发布时间：2017-04-09 09:06

  本文关键词：江西省森林植被净初级生产力及碳储量估算，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：生态过程模型模拟和森林资源清查数据估算是目前估算区域尺度森林NPP和碳储量的可靠、有效方法。本研究以江西省森林生态系统为研究对象,利用遥感数据、气象数据及生理生态模型(Boreal Ecosystem Productivity Simulator, BEPS),估测了森林LAI及NPP的时空变化特征,分析了其变化的影响因素；利用森林资源清查统计数据,估算了江西省森林1988-2011年碳储量变化及江西省森林碳汇潜力；利用森林资源清查样地数据,分析了江西省森林植被NPP及其与林龄之间的关系；利用GWR模型、森林清查样地碳储量数据,模拟了江西省2006年森林植被碳密度空间分布。研究结果表明：1、利用MODIS返照率数据及4-尺度几何光学模型反演江西省森林植被的LAI,经验证该方法反演的LAI值较为可靠。LAI反演结果表明,江西省植被LAI具有明显的季节变化,夏季春季秋季冬季；各植被类型平均LM差异较大,常绿针叶林(5.73)常绿阔叶林(4.58)针阔混交林(4.01)落叶阔叶林(3.19)灌木林(1.94);2000-2012年,江西省森林LAI值年际波动明显,2000-2007年LAI值整体上波动上升的趋势,2008年由于特大冰雪灾害,LAI值明显降低,2008年LAI相比2007年降低了26.7%,至2012年,LAI值基本恢复到雪灾前2007年的水平。说明江西省森林植被在遭受雪灾损害之后植被冠层能较快恢复。2、生理生态模型(BEPS)模拟江西省森林2001-2010年NPP时空变化,结果为：江西省森林植被NPP多年平均值为522.71 gC·m-2·a-1,不同森林类型的NPP值差异较大,常绿阔叶林最大,达到903.32 gC·m-2·a-,其次为常绿针叶林(732.52 gC.m-2·a-1),针阔混交林(566.94 gC·m-2·a-1),落叶阔叶林(561.89 gC·m-2·a-1),灌木林(347gC·m-2·a-1)；2001-2010年间,江西省森林植被年平均NPP总量为68.22TgC·a-1,2001-2010年年际NPP值呈波动下降的变化趋势；从季节分布来看,春季NPP值最高,约占全年NPP的34.81%,其次为夏季(26.1%),秋季(25.25%),冬季(13.85%)；江西省各森林植被类型NPP对年降水量、年平均气温及年太阳辐射的响应有较大差异,由于江西省地区中亚热带地区,该地区降水丰富,温度适宜,因此降水和温度不是植被生长的限制因子,植被NPP主要受太阳辐射量的控制。3、利用连续两期森林资源清查样地数据,将森林NPP分为活立木NPP、枯倒木NPP、叶片更新NPP及更新细根NPP四部分,计算样地尺度森林NPP值,建立各植被类型NPP与林龄之间的关系。江西省森林林龄结构以幼龄林和中龄林为主；各植被类型NPP-林龄之间的关系基本相似,随着林龄的增长,NPP快速上升,到中龄林和成熟林阶段达到最大值,之后逐渐下降。4、利用江西省1988-2011年森林资源清查统计数据,采用生物量转换因子连续函数法,计算了江西省森林植被碳储量变化及其碳汇潜力,结果表明：从1988年到2011年间,江西省森林植被碳储量由1988年的81.38Tg增加到2011年的188.52Tg;2011年江西省森林植被碳密度为25.95MgC·hm-2,碳密度远低于全国森林植被碳密度,也低于周边省份的碳密度;江西省森林以碳密度较低的幼龄林和中龄林为主,随着森林的生长和再造林,江西省森林固碳潜力可达到191.483TgC。5、利用地理加权回归模型(GWR)及高程、坡度、坡向、LAI、林龄等环境参数,预测了江西省2006年森林植被碳密度的空间分布。结果表明：GWR模型的模拟结果较好,模拟值与实测值的预测精度达到74.6%,表明GWR模型在生态学空间问题的解决方面具有较大的应用前景。
【关键词】：森林生态系统 碳储量 净初级生产力 BEPS模型 森林资源清查
【学位授予单位】：南京林业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S718.5
【目录】：

• 致谢3-4
• 摘要4-6
• Abstract6-8
• 本文缩略语表8-12
• 第一章 前言12-29
• 1.1 研究目的与意义12-13
• 1.2 森林生态系统碳储量及NPP研究进展13-21
• 1.2.1 森林生态系统碳储量及NPP研究概况13-14
• 1.2.2 区域尺度森林NPP计算方法研究进展14-17
• 1.2.3 森林生态系统碳储量计算方法研究进展17-20
• 1.2.4 森林碳储量及NPP估算的发展趋势20-21
• 1.3 本文研究内容21-22
• 参考文献22-29
• 第二章 研究区概况与研究方法29-36
• 2.1 研究区概况29-30
• 2.2 研究方法及技术路线30-35
• 2.2.1 BEPS模型30-33
• 2.2.2 LAI反演模型33-35
• 参考文献35-36
• 第三章 江西省森林2000-2012年叶面积指数时空特征36-50
• 3.1 数据来源与方法36-38
• 3.1.1 数据来源36-37
• 3.1.2 LAI遥感反演模型37
• 3.1.3 分析方法37-38
• 3.2 结果与分析38-45
• 3.2.1 江西省森林LAI时间变化趋势38-40
• 3.2.2 江西省不同植被类型LAI40-42
• 3.2.3 江西省LAI空间分布变化趋势分析42-44
• 3.2.4 2008年初冰雪灾害对江西省森林植被LAI的影响44-45
• 3.3 讨论45-46
• 3.4 本章小结46-47
• 参考文献47-50
• 第四章 基于BEPS模型的江西省森林2001-2010年NPP模拟50-71
• 4.1 数据来源与方法50-52
• 4.1.1 数据来源50-51
• 4.1.2 BEPS模型51
• 4.1.3 研究方法51-52
• 4.2 结果与分析52-65
• 4.2.1 NPP模拟结果的验证52-53
• 4.2.2 江西省森林植被NPP的空间格局53-55
• 4.2.3 江西省森林植被NPP的时间变化55-65
• 4.3 讨论65-67
• 4.3.1 NPP模拟结果与其他模型模拟结果的比较65
• 4.3.2 NPP的季节变化65-66
• 4.3.3 NPP对气候因子的响应66-67
• 4.4 本章小结67-68
• 参考文献68-71
• 第五章 江西省森林植被净初级生产力和林龄的关系71-86
• 5.1 数据来源与方法71-74
• 5.1.1 数据来源71
• 5.1.2 研究方法71-74
• 5.2 结果与分析74-79
• 5.2.1 江西省森林植被特性74
• 5.2.2 江西省各植被类型林龄结构74-75
• 5.2.3 不同植被类型的NPP75-76
• 5.2.4 NPP和林龄之间的关系76-79
• 5.3 讨论79-80
• 5.3.1 叶片周转NPP79
• 5.3.2 细根周转NPP79-80
• 5.3.3 NPP和林龄之间的关系80
• 5.4 本章小结80-82
• 参考文献82-86
• 第六章 基于森林资源清查的江西省森林碳储量及固碳潜力86-101
• 6.1 数据来源与方法86-87
• 6.1.1 数据来源86
• 6.1.2 森林碳储量计算方法86-87
• 6.1.3 统计分析87
• 6.2 结果与分析87-96
• 6.2.1 江西省森林碳储量动态87-88
• 6.2.2 各植被类型的碳储量变化趋势88-92
• 6.2.3 人工林和天然林的碳储量92
• 6.2.4 针叶林和阔叶林的碳储量92
• 6.2.5 不同乔木林树种(组)的碳储量92-94
• 6.2.6 不同林龄组森林的碳储量94-96
• 6.3 讨论96-98
• 6.3.1 江西省森林的碳汇作用96
• 6.3.2 人工林和天然林的碳汇能力96-97
• 6.3.3 不同植被类型对碳储量的影响97
• 6.3.4 林龄对江西省森林碳储量的影响97
• 6.3.5 江西省森林固碳潜力97-98
• 6.4 本章小结98-99
• 参考文献99-101
• 第七章 基于GWR模型的森林植被碳密度空间分布101-110
• 7.1 数据来源与方法101-104
• 7.1.1 数据来源101-102
• 7.1.2 地理加权回归(GWR)模型102-103
• 7.1.3 模型精度评价103
• 7.1.4 数据分析103-104
• 7.2 结果与分析104-106
• 7.2.1 样地碳密度的描述性统计104
• 7.2.2 环境变量的描述性统计及共线性检验104
• 7.2.3 森林碳密度的OLS及GWR拟合及空间插值104-105
• 7.2.4 OLS法和GWR法模型的精度评价105-106
• 7.3 讨论106-107
• 7.4 本章小结107-108
• 参考文献108-110
• 第八章 总结110-112
• 8.1 研究结论110
• 8.2 研究的创新点110-111
• 8.3 存在的间题111-112
• 攻读学位期间发表的学术论文112

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 方精云;郭兆迪;朴世龙;陈安平;;1981～2000年中国陆地植被碳汇的估算[J];中国科学(D辑:地球科学);2007年06期

2 李轩然;刘琪t，

本文编号：294906