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1、基于通量观测和卫星遥感集成的植被生产力模拟王鹤松 中科院大气所东亚中心,林业应对气候变化研讨会,2010年12月10日 北京,陆地生态系统总初级生产力（Gross Primary Productivity,GPP）是指陆地绿色植被在单位面积、单位时间内通过光合作用所固定的有机物（碳水化合物）数量；GPP=NEE+Reco，Reco=Ra+Rh；GPP是全球变化研究的核心内容之一；GPP是碳循环研究中的重要组成部分。,研究背景,李正权，2006,通量观测的尺度变化,MOD17 最大光能利用率(MaxLUE)参数,Since all MODIS products are designed at a
2、 1-km grid scale,it can be difficult to obtain accurate land cover in areas with complex vegetation,and misclassification can occur.However,studies have suggested that the MODIS vegetation maps are accurate to within 65-80%,with higher accuracies for pixels that are largely homogeneous,and allow for
3、 consistent monitoring of the global land cover(Hansen et al.2000).,McCallum et al.,2009,These biome-specific properties are not differentiated for different expressions of a given biome,nor are they varied atany time during the year.In other words,a semi-desert grassland in Mongolia is treated the
4、same as a tallgrass prairie in the Midwestern United States.,MOD17 users guide,MODIS 2008年MaxLUE分布图(gC/m2/molPAR),本研究依靠动态模拟的最大光能利用率(MaxLUE)来模拟中国北方的植被生产力。(1)通过各像元年 EVI最大值与 visible albedo 最小值模拟 MaxLUE；(2)模拟并通过协同观测资料验证GPP；(3)分析我国北方 MaxLUE以及生长季GPP空间特征。,研究背景,台站基本情况,北方干旱-半干旱地区协同实验通量网,在协同观测前，对通量仪器进行统一的标定，对
5、通量数据进行统一的质量控制。,农田站下垫面,林地站下垫面,草地站下垫面,仪器标定,我国北方数字高程（DEM）数据，SRTM大野口、锦州和阿柔站2009年Landsat TM5 数据MODIS 陆地产品组：2008年的地表反射率（MOD9A1）以及土地覆盖类型数据（MCD12Q1）利用ORNL 创建的提供的各站点33 subset（MOD9A1,1.51.5Km2）,遥感数据的获取,TY,y=0.7225e-11.401x R2=0.76,p0.01,y=0.1333e2.4991x R2=0.77,p0.01,Minimal visible albedo,Maximal EVI,MaxLUE的
6、模拟,Li et al.,2007,Xiao et al.,2004,Yan et al.,2009,已有的VPM模型对GPP的模拟,Wu et al.,2009,Maximal EVI,Minimal visiblealbedo,Maximal LUE,Time seriesof EVI,8-d mean air temperature,Topt,Tscalar,LSWI,Wscalar,Pscalar,Actual LUE,FPAR,PAR,GPP,GPP模拟流程图,基于动态模拟的MaxLUE 2008年分布,基于MOD17算法的MaxLUE 2008年分布,Transition zone
7、,Hetao Oasis,Maximal LUE(g C/mol PAR),A,B,Songnen Plain,C4 crop,Transition zone,Hetao Oasis,Songnen Plain,C4 crop,Maximal LUE(g C/mol PAR),Wang et al.,2010,RSE,2008年生长季GPP(gC/m2),与已有研究结果的对比,*乘以2.8,模拟GPP与协同观测GPP对比,R2=0.61,p0.02,R2=0.70,p0.01,R2=0.84,p0.01,下垫面异质性对模拟精度的影响,EVI rangingA:0-0.1;B:0.1-0.2;C:0.2-0.3;D:0.3-0.4:E:0.4-0.5;F:0.5-0.6;G:0.6-0.7,本研究利用遥感数据动态模拟了MaxLUE，并将其应用到区域GPP模拟中，取得了较好的效果。(1)很多传统光能利用率方法，将同一植被类型下MaxLUE设定为固定值，通过FPAR调节光能利用率。本研究认为MaxLUE的时空异质性也应当考虑；(2)EC质量控制方法带来不确定性；(3)协同台站数与观测时间相对整个北方中国而言还较少；(4)现有的GPP产品（MODIS-GPP）,很可能低估了中国北方地区的固碳能力。,结论与讨论,谢谢！,
