基于MODIS和通量數(shù)據(jù)的玉米總初級(jí)生產(chǎn)力反演研究.pdf

1、總初級(jí)生產(chǎn)力（Gross Primary Productivity，GPP）是指在單位時(shí)間和單位面積上，綠色植物通過(guò)光合作用所固定的有機(jī)碳總量。GPP中不僅包括植物個(gè)體各部分的生產(chǎn)量，還包括同期內(nèi)植物群落為維持自身生存，通過(guò)呼吸所消耗的有機(jī)物，它決定了進(jìn)入陸地生態(tài)系統(tǒng)的初始物質(zhì)和能量，是衡量生物圈和大氣圈碳平衡以及生態(tài)系統(tǒng)碳通量的一個(gè)重要組成部分。精確估算GPP對(duì)于準(zhǔn)確理解全球碳循環(huán)，評(píng)價(jià)氣候變化等有著重要的意義。
　　本文利用光

2、能利用率模型REG-PEM，結(jié)合遙感數(shù)據(jù)和渦度相關(guān)通量數(shù)據(jù)對(duì)禹城站、Fermi站和盈科站3個(gè)通量站玉米農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)GPP的估算進(jìn)行研究。分析了REG-PEM模型在估算玉米農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)方面的可行性和適用性。主要方法和結(jié)論如下：
　?。?）利用逐日和8天時(shí)間尺度的MODIS地表反射率產(chǎn)品（ MOD09GA和MOD09A1），通過(guò)波段運(yùn)算計(jì)算植被指數(shù)，并構(gòu)建時(shí)間序列植被指數(shù)曲線(xiàn)。采用時(shí)間序列諧波分析法（Harmonic Analysis

3、 of Time Series，HANTS）對(duì)時(shí)間序列植被指數(shù)曲線(xiàn)進(jìn)行重構(gòu)，去除云、傳感器等引起的異常值。通過(guò)原始植被指數(shù)曲線(xiàn)和HANTS重構(gòu)后的植被指數(shù)曲線(xiàn)對(duì)比可知，重構(gòu)后的植被指數(shù)曲線(xiàn)更平滑，更能顯示植被指數(shù)的季節(jié)性變化規(guī)律，總體來(lái)說(shuō)，HANTS較好的實(shí)現(xiàn)了時(shí)間序列遙感影像去云重構(gòu)的目的。
　?。?）根據(jù)研究區(qū)的實(shí)際情況，構(gòu)建站點(diǎn)REG-PEM模型，以逐日和8天時(shí)間尺度對(duì)玉米農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)總初級(jí)生產(chǎn)力進(jìn)行模擬。通過(guò)對(duì)比模型估算的

4、GPP和渦度相關(guān)通量觀測(cè)的GPP發(fā)現(xiàn)，模型估算的GPP與通量觀測(cè)的GPP在研究時(shí)間段內(nèi)季節(jié)動(dòng)態(tài)一致，結(jié)果基本一致，其相關(guān)系數(shù)分別為R2=0.64（禹城逐日）、R2=0.82（Fermi逐日）、R2=0.70（盈科逐日）、R2=0.77（禹城8天）、R2=0.87（Fermi8天）、R2=0.83（盈科8天）。結(jié)果表明REG-PEM模型在估算玉米農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)方面具有較高的可行性和適用性。
　　（3）REG-PEM模型中植物潛在光能利