干旱区生态环境知识资源中心(Arid): 基于草原综合顺序分类改进CASA模型及其在甘肃草地NPP估算中的应用

Arid

	基于草原综合顺序分类改进CASA模型及其在甘肃草地NPP估算中的应用
	张美玲; 赵有益; 闫培洁; 刘彦平; 任正超; 柳小妮; 王凤萍
完成单位	甘肃农业大学
登记(发布)日期	2015
中文摘要	①课题来源与背景项目“基于草原综合顺序分类改进CASA模型及其在甘肃草地NPP估算中的应用”为甘肃省自然科学基金资助计划。项目编号为1308RJZA179,项目起止时间2013年01月至2015年6月。本项目研究将气候数据中的温度和降水量转换为草原综合顺序分类系统中的生物气候指标K和Σθ引入CASA模型,用改进后的模型估算和分析了甘肃草地NPP值及其时空变化,结合CSCS模拟甘肃26个草地类的NPP变化趋势,并对模拟NPP值与气候因子作了相关性和敏感性分析。本项目不仅是对草原综合顺序分类系统理论知识的进一步应用,更能利用量化的气候指标预测甘肃草地生产力对气候变化的响应机制,从而更好地反映草地类型与草地NPP的关系,为研究草地NPP的区域分布提供理论依据。为国家及其相关部门及时掌握草地生产力以及草地载畜量的科研工作者提供科学的研究数据。 ②研究目的与意义植被净第一性生产力(NPP)作为地表碳循环的重要组成部分,是判定生态系统碳汇和调节生态过程的主要因子,在全球变化及碳平衡中扮演着重要的角色。草地NPP是草原生态系统碳固定能力的重要表征,可反映了草地植被在自然条件下的生产能力,对草地NPP的研究对于合理利用草地资源,充分发挥草地气候生产潜力,最大限度地提高草地产量以及对草地农业生态系统中的碳循环研究都具有重要的指导意义。 ③主要论点与论据由于甘肃草地NPP在不同植被类型中差异显著,年均NPP 最高的为暖温潮湿落叶阔叶林类,年均NPP最低的为温暖极干暖温带荒漠类, NPP总量最大的是暖温干旱暖温带半荒漠类。根据CSCS分类图,甘肃草地类中面积最大的为亦是暖温干旱暖温带半荒漠类,是甘肃最主要的草地类型之一,主要分布于阿尔金山脉和祁连山以北,从甘肃北部的敦煌一直延伸到甘肃中部的靖远一带,NPP总量亦是最高。草地NPP总量最低的是暖热极干亚热带荒漠类,这与其分布面积最小相一致,VA5只分布在甘肃的极小地区,几乎全部分布在河西走廊区,并且该草地类型湿润度级是最低的,而热量级较高,这几方面的原因就决定了其NPP积累值是最低的。我们应注意保护NPP总量和均值最大的草地类型,对总量最小的以及均值最小的草地类型人工创造更合适的水热条件,促进其NPP产量的增加。注意敏感性与相关性的应用,如与对降水敏感的草地类型,在相应地区要保证有充足的降水量,必要时进行人工降雨,或人式灌溉。 ④创见与创新建立了基于草原综合顺序分类且适合中国的改进CASA模型。运用改进后的CASA模型估算甘肃草地NPP值,实现甘肃草地NPP的遥感动态监测。对K值和Σθ值与草地NPP值作相关性分析,为气候变化下中国草地的遥感动态监测提供技术支持;明确草地类型与草地NPP的关系。 ⑤社会效益,存在的问题存在的问题是最大光能利用率是通过气象数据、遥感数据和实测数据模拟得到,这些数据均存在不确定性,所以也给模拟值带来了不确定性。由于改进模型能够得到的数据种类和精度的限制,许多关键性输入参数的不确定性为模型的精确估算带来了困难。如遥感数据分辨率较低,缺乏与实测数据的比较验证;气象数据只能利用研究地点附近气象站的常规监测数据,要获得参数的区域状况,需要借助空间插值等技术将点状分布的观测数据拓展成覆盖整个目标区域的参数层面。实测站点与气象观测站点有一定的出入,而且存在NPP获取的时间与模型所模拟的时间不一致的情况。另外,在实测数据的换算过程中,文献提供的各植被类型数据并不能完全满足模型中26种草地类型需要的所有参数,这也增加了模型在验证过程中的困难和不确定性。 ⑥历年获奖情况无 ⑦成果简介将气候数据中的温度和降水量转换为生物气候指标K和Σθ引入CASA模型,运用甘肃草地NPP实测值模拟出甘肃不同草地类型的最大光能利用率 max,使该模型能针对不同草地类型进行模拟。运用改进后的CASA模型估算了甘肃草地NPP值,并分析了甘肃草地NPP的时空变化以及不同草地类型的NPP。对K值和Σθ值与草地NPP值作相关性分析,明确了各甘肃草地类型与草地NPP的关系。
中文关键词	草地 ; 草原综合顺序分类 ; 净初级生产力 ; CASA模型 ; 气候因子
成果类型	基础理论
中图法分类号	S812
URL	http://dbpub.cnki.net/grid2008/dbpub/detail.aspx?dbcode=SNAD&dbname=SNAD&filename=SNAD000001669628
来源机构	甘肃农业大学
资源类型	成果
条目标识符	http://119.78.100.177/qdio/handle/2XILL650/243570
推荐引用方式 GB/T 7714	张美玲,赵有益,闫培洁,等. 基于草原综合顺序分类改进CASA模型及其在甘肃草地NPP估算中的应用[Z]. 基础理论,2015.