【摘要】：塔基平臺觀測的光譜數(shù)據(jù)由于在時間、空間尺度上均與渦動相關(guān)方法觀測的碳通量數(shù)據(jù)相匹配,可以解決生態(tài)系統(tǒng)尺度的通量觀測數(shù)據(jù)與衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)在時間和空間上不匹配的問題,從而作為連接通量站點與衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)間的“橋梁”。而陸地生態(tài)系統(tǒng)的總初級生產(chǎn)力(Gross Primary Productivity,GPP)是碳循環(huán)的重要分量,更精確地掌握GPP的時空動態(tài)特征,是理解碳循環(huán)的重要前提。論文的主要工作如下:(1)設(shè)計新型雙通道AutoSIF-1觀測系統(tǒng),觀測數(shù)據(jù)按照太陽入照、地物反射和太陽入照順序進(jìn)行記錄,其經(jīng)過室內(nèi)絕對輻射定標(biāo)之后,可以將無物理意義的原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為輻亮度或輻照度,為反演日變化的日光誘導(dǎo)葉綠素?zé)晒?Solar-induced chlorophyll fluorescence,SIF)提供了基礎(chǔ)。(2)水平地表與塔基平臺之間由于大氣吸收、散射的作用,對O_2-A吸收波段反演SIF的誤差難以忽視。首先,分析了大氣輻射傳輸對塔基平臺上下行輻射的影響,建立了基于上下行透過率的大氣校正方法,即通過直射光透光率和總的透過率校正上下行輻射的影響。其次,利用中分辨率大氣傳輸模型的模擬數(shù)據(jù),定量分析了550 nm氣溶膠光學(xué)厚度(Aerosol Optical Depth at 550 nm,AOD_(550))、輻射傳輸路徑長度對大氣透過率的影響,并建立了基于近紅外與紅光波段下行輻照度比值和太陽天頂角的AOD_(550)查找表(Look-up Table,LUT),以及基于AOD_(550)和輻射傳輸路徑長度的上下行大氣透過率LUT。最后,利用塔基平臺觀測的不同生育期玉米冠層光譜數(shù)據(jù),分析了大氣校正前后O_2-A波段吸收線內(nèi)外表觀反射率的差異,以及玉米冠層與塔基平臺反演SIF的大小。結(jié)果表明,本文提出基于AOD_(550)和輻射傳輸路徑長度的LUT大氣校正方法,可以較好地校正塔基平臺O_2-A吸收波段大氣上下行輻射傳輸?shù)挠绊?為塔基平臺的SIF觀測等應(yīng)用提供了重要方法支持。(3)以大滿超級站的通量數(shù)據(jù)和塔基光譜數(shù)據(jù)為數(shù)據(jù)源,使用3種植被指數(shù)(Vegetation Index,VI)與光合有效輻射(Photosynthetically Active Radiation,PAR)的乘積、SIF分別反演玉米冠層尺度的GPP,構(gòu)建線性回歸模型進(jìn)行建模與驗證。結(jié)果表明,在全時期時間序列動態(tài)分析中,VI×PAR、SIF與GPP具有較高的一致性,整體變化情況為先增大后減小,在抽雄期間達(dá)到最大值。抽雄前期選擇NDVI×PAR、EVI2×PAR、CIred edge×PAR為優(yōu)選模型,建模數(shù)據(jù)R~20.835,RMSE1.982 gC/m~2/d;抽雄后期選擇CIred edge×PAR為優(yōu)選模型,建模數(shù)據(jù)R~2=0.830,RMSE=2.200 gC/m~2/d;全時期選擇EVI2×PAR、CIred edge×PAR為優(yōu)選模型,建模數(shù)據(jù)R~20.793,RMSE2.288 gC/m~2/d�；赟IF建立的GPP反演模型較為穩(wěn)定,建模數(shù)據(jù)R~20.663,RMSE2.988 gC/m~2/d。
【圖文】：

論文整體結(jié)構(gòu)安排

圖 2.1 SIF 觀測站點空間分布圖懷來和大滿 3 個農(nóng)田站從 2017 年開始觀測，獲取了兩個生千煙洲 2 個森林觀測站采集了近兩年連續(xù)的光譜數(shù)據(jù)，而阿 1~2 年才開始觀測高山草甸的 SIF 數(shù)據(jù)。表 2.1 列出了觀測站的位置、海拔，儀器高度，觀測對象和開始觀測的日期，，
【學(xué)位授予單位】：西安科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：Q945

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2605588