中國(guó)南部及東南亞森林植被碳固定遙感估算.pdf

1、全球變化與陸地生態(tài)系統(tǒng)(GlobalChangeandTerrestrialEcosystem,GCTE)是當(dāng)前全球變化研究的重要內(nèi)容,氣候變化對(duì)陸地生態(tài)系統(tǒng)的影響及其反饋一直是其研究的焦點(diǎn)問(wèn)題之一。森林生態(tài)系統(tǒng)作為陸地生態(tài)系統(tǒng)的主體,在調(diào)節(jié)全球碳平衡、減緩大氣中CO2等溫室氣體濃度上升以及維護(hù)全球氣候等方面具有不可替代的作用。近幾十年,由于東南亞已經(jīng)達(dá)到較高人口密度和經(jīng)濟(jì)高速增長(zhǎng)的時(shí)期,東南亞的可持續(xù)發(fā)展及其對(duì)全球變化的影響正在成為全

2、球關(guān)注的焦點(diǎn)。
　　 本文以中國(guó)南部及東南亞為主要研究區(qū)域,運(yùn)用GLOPEM-CEVSA耦合模型,實(shí)現(xiàn)對(duì)研究區(qū)典型的森林類型碳固定的模擬及其對(duì)氣候變化的響應(yīng),同時(shí)結(jié)合多源數(shù)據(jù),對(duì)模擬結(jié)果的精度進(jìn)行驗(yàn)證。GLOPEM-CEVSA模型耦合“自上而下”的生產(chǎn)效率遙感模型(GloPEM)和“自下而上”的生態(tài)系統(tǒng)過(guò)程模型(CEVSA)兩種模擬途徑,實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ),增強(qiáng)了凈初級(jí)生產(chǎn)力(NPP)模型估算的可靠性和可操作性。
　　 (1)

3、基于遙感的植被對(duì)氣候的響應(yīng)初步分析
　　 1984～2006年研究區(qū)森林區(qū)域年均歸一化植被指數(shù)(NDVI)為0.58,呈現(xiàn)出熱帶高于亞熱帶地區(qū)、沿海高于內(nèi)陸的空間分布格局。NDVI具有明顯的季節(jié)變化格局,能較好的反應(yīng)出森林的季節(jié)生長(zhǎng)狀況。中國(guó)東南受季風(fēng)氣候的影響,各類森林類型平均NDVI表現(xiàn)出較分明的季相變化。菲律賓群島和馬來(lái)群島,由于常年受季風(fēng)及海洋氣候的影響,年均NDVI季節(jié)波動(dòng)較小,菲律賓群島大抵上保持在0.5～0.7左右

4、,馬來(lái)群島秋、冬兩季的年均NDVI要明顯低于春、夏季。中南半島北部受大陸性氣團(tuán)及喜馬拉雅山脈屏障的影響,夏季年均NDVI處于全年的最低值;秋、冬季大部分地區(qū)的森林年均NDVI有較大幅度的增加(0.7～0.9)。印度半島冬、春兩季的年均NDVI高于其它兩季,主要可能是因?yàn)槲髂霞撅L(fēng)給該區(qū)域帶來(lái)充沛的降水,有利于該區(qū)植被的生長(zhǎng)。
　　 (2)基于衛(wèi)星資料的森林碳固定估算
　　 本文根據(jù)全球初級(jí)生產(chǎn)力數(shù)據(jù)(GPPDI)572個(gè)森

5、林站點(diǎn)觀測(cè)數(shù)據(jù),將GPPDI的年均NPP分別與模型模擬和MODIS多年平均NPP進(jìn)行線性相關(guān)分析。結(jié)果表明,模型模擬NPP比GPPDI偏高18％(R2=0.827),MODISNPP相對(duì)于GPPDI則偏低38％(R2=0.759),模型模擬與GPPDI的相關(guān)性要高于MODIS。然而,模型模擬的NPP值略高于MODIS和GPPDI,由于地面樣方及觀測(cè)方法與模型的尺度問(wèn)題,以地面的觀測(cè)值來(lái)評(píng)價(jià)模擬結(jié)果,仍存在一定的誤差。GLOPEM-CEV

6、SA模型模擬的季節(jié)NPP能較好的反應(yīng)研究區(qū)各類森林季節(jié)變化,對(duì)研究區(qū)各類森林類型的生態(tài)生理過(guò)程描述較為理想。
　　 從1984～2006年研究區(qū)的23年平均狀況來(lái)看,研究區(qū)森林植被NPP空間分布的基本特點(diǎn)是熱帶高于亞熱帶地區(qū)、從沿海向內(nèi)陸呈逐級(jí)遞減趨勢(shì)。GLOPEM-CEVSA模型模擬整個(gè)研究區(qū)的森林年均NPP為1762.47gC/m2/a,其中,菲律賓群島和馬來(lái)群島的森林區(qū)域平均NPP最高依次為2300.22gC/m2/a和2

7、259.36gC/m2/a,其次分別是中南半島(1698.52gC/m2/a)、印度半島(1438.15gC/m2/a)、中國(guó)東南(1088.44gC/m2/a)、中國(guó)西南最低(1000.36gC/m2/a)。從森林類型上看,常綠闊葉林最高為2038.945gC/m2/a,其次落葉闊葉林1388.796gC/m2/a.,針闊混交林1109.116gC/m2/a,落葉針葉林和常綠針葉林最低,依次為970.8gC/m2/a和810.97gC

8、/m2/a。
　　 (3)氣候變化對(duì)森林碳固定變化的影響評(píng)估
　　 森林的分布和演變受人為活動(dòng)和氣候變化的強(qiáng)烈影響。尤其在發(fā)展中國(guó)家,森林及森林附近地區(qū)的人們,需要依靠森林資源來(lái)擺脫貧困。經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)導(dǎo)致森林過(guò)度利用,進(jìn)而導(dǎo)致森林的面積、質(zhì)量下降。針對(duì)我國(guó)和東南亞地區(qū)主要森林類型,利用常規(guī)氣候資料分析研究區(qū)氣候變化特征,研究該地區(qū)典型氣候變化對(duì)森林資源碳固定的影響。由1984～2006年每8天的多年平均NPP季節(jié)波動(dòng)曲線可看