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近30年中国陆地生态系统碳收支时空变化模拟研究

作　者: 陈福军
导　师: 沈彦俊
学　校: 河北师范大学
专　业: 地图学与地理信息系统
关键词: 中国 生态系统NPP NEP 固碳潜力 CASA模型 碳通量
分类号: X171.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


陆地生态系统既可能是碳源也可能是碳汇,它的管理对于削减大气中CO2浓度至关重要。中国作为当今世界上最大的发展中国家,三十年来,在经济飞速发展的同时,由于土地利用的剧烈变化和大量化石燃料的利用等,中国CO2排放量已从1980年0.4 Pg C上升到2006年的1.5 Pg C,成为世界最大的温室气体排放国。为详细了解中国陆地生态系统植被NPP以及碳收支现状和变化趋势,本文通过陆地生态系统碳循环模型（CASA模型）利用AVHRR的NDVI长期监测数据和气象数据,逐像元模拟1981-2008年中国陆地生态系统NPP的时空变化,分析其对气候因子的响应关系。并应用站点观测资料和生态系统碳循环模型（CASA模型）相结合的方法,模型模拟值从中间过程到最后结果做到逐步验证,保证模拟精度,分析1981-2008年中国陆地生态系统碳收支时空变化。结果表明,中国陆地生态系统NPP总量在3.38 Pg C/a - 4.35 Pg C/a之间变化,平均约为3.8 Pg C/a,且研究期间呈上升趋势。但近30 a来,中国干旱、冻害、洪涝等极端气候事件发生频繁以及受气候变化影响,NPP年际波动较大。内蒙古中部草原、新疆天山地区和中国西南雅鲁藏布江流域植被NPP增加趋势显著;华北平原和四川盆地等传统农业区也呈较大增加趋势;中国东北大小兴安岭山麓区、内蒙古东部草原和长江、珠江流域中下游NPP有减小趋势。NPP与气候因子相关关系为:在青藏高原、新疆天山地区和东北大小兴安岭、长白山等冷湿区,NPP年总累积量和年均温呈显著正相关,和年降水量呈显著负相关;地处华北的太行山、燕山等山区和内蒙古中部草原区等干燥环境区,NPP与年降水呈正相关关系;青藏高原及新疆地区和华北平原、四川盆地等农业区,NPP与年均温呈正相关关系。中国陆地生态系统年固碳量NEP 28年平均值为0.224 Pg C/a,NEP年累积总量呈现上升趋势,但年际波动较大。中国陆地生态系统NEP年际变化具有较大地区差异,新疆天山地区和中国西南雅鲁藏布江流域植被NEP增加趋势显著,华北平原和四川盆地等传统农业区也呈较大增加趋势;中国东北大小兴安岭、长白山山麓区、内蒙古东部草原和长江流域中下游NEP有减小趋势。

全文目录


摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
1 引言  10-15
  1.1 选题背景与研究意义  10-11
  1.2 国内外研究进展  11-13
    1.2.1 陆地植被生物量调查  11
    1.2.2 陆地生态系统碳循环模型研究进展  11-12
    1.2.3 陆地生态系统碳通量研究进展  12
    1.2.4 陆地生态系统NPP 变化的驱动力研究进展  12-13
  1.3 研究目的、研究内容和创新点  13
  1.4 研究的结构流程图  13-15
2 中国陆地生态系统概况  15-21
  2.1 中国自然地理特征  15-19
  2.2 中国陆地生态系统自然环境变化  19-21
3 CASA 模型  21-28
  3.1 CASA 模型介绍  21-23
  3.2 参数化方法改进  23-24
  3.3 模型驱动数据  24-28
    3.3.1 遥感数据  24-25
    3.3.2 气象数据  25
    3.3.3 太阳辐射数据  25-26
    3.3.4 土地利用/覆盖数据和土壤含碳量数据  26-28
4 模拟结果的校正和验证  28-34
  4.1 模型校正和验证数据  28-30
    4.1.1 土壤呼吸模拟精度的校正和验证数据  28-29
    4.1.2 生态系统碳通量验证数据  29-30
  4.2 NPP 模拟精度验证  30-31
  4.3 土壤呼吸模拟值的校正和验证  31-32
  4.4 NEP 模拟结果与FLUX 实测值的对比  32-34
5 中国陆地生态系统NPP、NEP 时空变化  34-44
  5.1 NPP 分布特征与变化趋势  34-37
  5.2 NPP 对气候因子的响应分析  37-39
  5.3 NEP 空间分布  39-40
  5.4 NEP 年际变化  40-41
  5.5 样点分析  41-44
6 中国陆地生态系统固碳潜力分析  44-48
  6.1 理论固碳潜力估算  44-45
  6.2 现实固碳潜力估算  45-48
7 结论  48-51
  7.1 几点讨论  48-49
    7.1.1 空间插值问题  48
    7.1.2 模型的检验  48
    7.1.3 土地利用对陆地生态系统变化的影响  48-49
  7.2 结论与展望  49-51
    7.2.1 主要结论  49-50
    7.2.2 展望  50-51
参考文献  51-58
致谢  58-59
攻读学位期间取得的科研成果清单  59

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中图分类: > 环境科学、安全科学 > 环境科学基础理论 > 环境生物学 > 生态系统与污染生态学 > 生态系统与生态环境
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