亞熱帶典型森林冠層參數(shù)及碳儲量定量估算研究.pdf

1、亞熱帶森林作為森林生態(tài)系統(tǒng)關(guān)鍵的組成部分，在碳循環(huán)研究中發(fā)揮了極其關(guān)鍵的作用。探索亞熱帶森林冠層參數(shù)和碳儲量對評價亞熱帶森林對全球氣候變化的貢獻具有重要的理論和實踐意義。目前冠層參數(shù)遙感估算多采用統(tǒng)計模型，模型簡單但難以反映冠層參數(shù)的輻射傳輸機制。本研究基于Landsat8OLI遙感影像，結(jié)合地面樣地調(diào)查數(shù)據(jù)，利用輻射傳輸模型反演了浙西北亞熱帶地區(qū)闊葉林、針葉林和竹林的葉面積指數(shù)和葉綠素，并估算了研究區(qū)的碳儲量，為從遙感機理方面解釋亞熱

2、帶森林的固碳過程和碳匯潛力提供基礎(chǔ)研究數(shù)據(jù)和科學(xué)參考。主要研究內(nèi)容包括以下幾個方面：
　　1、Landsat8OLI遙感圖像結(jié)合地面調(diào)查數(shù)據(jù)，在分析地面反射光譜特征的基礎(chǔ)上，對浙西北山區(qū)的森林類型進行分類研究，并以竹林為例提取浙江省竹林面積和分布特征。
　　2、在毛竹葉片光合日變化及其反射光譜同步監(jiān)測的基礎(chǔ)上，對葉片反射光譜進行小波變換并計算小波植被指數(shù)，然后尋找與Pn相關(guān)性較好的植被指數(shù)構(gòu)建反演模型，以實現(xiàn)毛竹葉片Pn的精

3、確反演。
　　3、利用輻射傳輸模型并引入不同的代價函數(shù)和正則化，構(gòu)造反射率-葉面積指數(shù)-葉綠素查找表，實現(xiàn)亞熱帶典型森林冠層參數(shù)高精度遙感反演。
　　4、建立亞熱帶典型森林碳儲量遙感估算模型，對碳儲量進行定量估算。通過研究主要得到以下幾個方面的結(jié)論：
　　1、浙西北典型森林遙感分類總精度為80.0％，闊葉、針葉、雷竹和毛竹的生產(chǎn)者精度分別為75.6%、82.08%、75.6%和75.9%；實現(xiàn)了2014年浙江全省竹林分

4、布信息提取，總精度為78.82%，由分類圖統(tǒng)計得到全省竹林面積為90.27萬公頃，與全省森林清查竹林面積89萬公頃非常一致。
　　2、通過對毛竹葉片的光譜特征和凈光合速率的分析，發(fā)現(xiàn)凈光合速率對可見光及多個紅外波段較為敏感，如560nm、680、920nm、1600nm、2400nm等。由各層理想小波植被指數(shù)所構(gòu)建的多元線性模型反演得到毛竹葉片Pn與實測Pn之間呈極顯著的相關(guān)關(guān)系，R2為0.774，RMSE為0.288，構(gòu)建了多尺

5、度小波植被指數(shù)反演凈光合速率模型，其相關(guān)系數(shù)達到了0.88，精度較高。
　　3、基于輻射傳輸模型，反演得到葉面積指數(shù)(LAI)的精度均在75%以上，闊葉、針葉和竹林反演LAI與實測LAI之間的相關(guān)系數(shù)分別為0.935、0.842和0.798；冠層葉綠素反演精度以闊葉林最高，相關(guān)系數(shù)為0.929，針葉次之，相關(guān)系數(shù)為0.771，竹林相對較低，相關(guān)系數(shù)0.693。說明利用輻射傳輸模型可以較高精度的反演亞熱帶典型森林冠層參數(shù)，另外引入代