本文選題：初級凈生產(chǎn)力 + 地表蒸散發(fā)��； 參考：《東北林業(yè)大學》2016年博士論文

【摘要】：當今氣候變化的大環(huán)境下,全球各國面臨著嚴峻挑戰(zhàn)�？v觀1880年有可靠氣溫記錄以來的歷年狀況可以發(fā)現(xiàn),地球表面溫度呈爬高之勢,10個氣溫最高的年份都出現(xiàn)在1998年之后,而2015年是目前為止最熱的一年。極端天氣和自然災害頻發(fā)已經(jīng)嚴重的影響了人類的生產(chǎn)和生活,并引起了諸多國家的重視。發(fā)展低碳經(jīng)濟促進節(jié)能減排已經(jīng)涉及了政治、經(jīng)濟、國際法等諸多復雜問題。森林作為陸地生態(tài)系統(tǒng)的主體,面積占陸地面積的1/3,儲存了陸地生態(tài)系統(tǒng)50%~60%的生物碳量,是連接陸地生物圈層和大氣圈層實現(xiàn)碳循環(huán)、水循環(huán)、能量交換的重要橋梁,森林生態(tài)系統(tǒng)是維持空氣碳含量重要環(huán)節(jié)。我國東北森林是世界3大塊溫帶森林之一,是我國最大的天然林區(qū),在我國乃至全球碳水循環(huán)、生態(tài)環(huán)境建設起著舉足輕重的作用。如何快速準確的估算森林碳水循環(huán),是了解森林生態(tài)系統(tǒng)與全球氣候變化的關鍵研究問題�；谥脖簧餀C理建立的碳水循環(huán)估算過程模型,很好的揭示了植物生理過程、植被與環(huán)境影響等機理過程。遙感技術、地理信息系統(tǒng)技術為獲取區(qū)域植被參數(shù)提供了可能。然而基于過程模型的東北森林碳水循環(huán)的研究尚不全面,在我國和全球碳水循環(huán)估算中還需要來自該區(qū)域的研究成果。本論文立足于相關的三個科學問題,一是如何更準確的獲取過程模型參數(shù),二是提升過程模型在我國東北地區(qū)的適用性并評價估算結果,三是獲得研究區(qū)域的生物量增長量,針對上述問題展開了如下研究：1、遙感數(shù)據(jù)的預處理和圖像增強,包括了幾何精校正、輻射校正和圖像融合,本研究需要研究區(qū)域內的多期時間序列遙感數(shù)據(jù),通過遙感數(shù)據(jù)反演得到過程模型必須的輸入因子,而圖像預處理是定量遙感準確獲取信息的前提。2、利用相容性模型計算研究區(qū)域12塊樣地的10個樹種單木生物量方程,從而計算出林分整體生物量,并根據(jù)相容性模型得到樹木不同器官的生物量分配比例。通過兩期數(shù)據(jù)計算樣地生物量差值得到調查期間的生物量增長量。3、葉面積指數(shù)是植被重要的冠層結構參數(shù),其數(shù)值決定著植被光合作用、蒸散發(fā)能力、截光截留率等。是過程模型中敏感因子之一,其獲取精度直接決定著碳水循環(huán)模型估算結果。獲取長時間序列實測數(shù)據(jù)是樣地尺度碳水循環(huán)研究的必要輸入因子,也是區(qū)域尺度遙感反演葉面積指數(shù)的驗證數(shù)據(jù)。本文針對野外森林實際情況,制作了一種基于單片機控制、太陽能供電的野外森林冠層測量儀器,其利用水平舵機和垂直舵機旋轉帶動感光傳感器,實現(xiàn)獲取多角度森林冠層孔隙率,并利用貝爾定律和米勒定律計算冠層結構參數(shù)。本文提供了儀器結構設計、解算方法,并利用儀器測量長時間序列冠層結構參數(shù),與商品化儀器LAI-2200測量結果相比相關系數(shù)在9.5以上。4、模型的參數(shù)優(yōu)化及算法改進。本研究利用.BEPS森林生態(tài)過程模型估算研究區(qū)域碳水循環(huán),首先需要考慮的問題就是模型在我國東北地區(qū)的適用性,本文通過實地測量、查閱資料、模型間對比調整了部分BEPS模型植物生理參數(shù),使其更加適用于我國東北地區(qū)森林生態(tài)研究。5、利用遙感技術反演參數(shù)信息,是區(qū)域研究的必要手段。但是遙感反演一定會存在一定誤差,而直接將反演數(shù)據(jù)作為模型輸入因子,會造成模型估算結果的誤差積累。應用這樣的結果評價模型精度存在一定的偏差,本文為減少這種偏差,修改了一個版本的模型輸入?yún)?shù),將樣地實測數(shù)據(jù)作為模型的輸入數(shù)據(jù)估算樣地尺度碳水循環(huán),并對其進行評價,有利于模型適用性分析。6、利用高時間分辨率的MISR數(shù)據(jù),通過四尺度幾何光學模型反演區(qū)域葉面積指數(shù)。通過遙感技術獲取長時間序列多期反演數(shù)據(jù)的研究中,機理模型提供了有效的手段,避免了統(tǒng)計模型需要收集大量數(shù)據(jù)進行模型驅動的工作量。本文研究了四尺度模型反演LAI的方法,并探討了樣地尺度實測數(shù)據(jù)如何檢驗中等分辨率遙感數(shù)據(jù)反演結果的方法。7、將遙感反演數(shù)據(jù)、氣象模型校正數(shù)據(jù)作為過程模型輸入因子,實現(xiàn)研究區(qū)域碳水循環(huán)估算。
[Abstract]:In this paper , we can find out how to accurately estimate the forest carbon water cycle , which is one of the most important links in the process of carbon cycle , water circulation and energy exchange . This paper deals with the application of the model in Northeast China .
【學位授予單位】：東北林業(yè)大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：S718.5

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本文編號：1974516