基于多源遥感信息的河北省陆地植被生产力模拟分析

作     者：夏烨 陈敬华 王绍强 孙雷刚 陈斌 陈世亮 王钦艺 赵紫祺 

作者机构：中国科学院地理科学与资源研究所生态系统网络观测与模拟重点实验室 中国地质大学(武汉)地理与信息工程学院区域生态与环境变化湖北省重点实验室 河北省地理信息开发应用技术创新中心 河北省科学院地理科学研究所 自然资源部国土碳汇智能监测与空间调控工程技术创新中心中国地质大学(武汉) 

出 版 物：《生态学杂志》 (Chinese Journal of Ecology)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：083002[工学-环境工程] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 07[理学] 08[工学] 09[农学] 0804[工学-仪器科学与技术] 0903[农学-农业资源与环境] 0816[工学-测绘科学与技术] 081602[工学-摄影测量与遥感] 081102[工学-检测技术与自动化装置] 0811[工学-控制科学与工程] 0713[理学-生态学] 

基　　金：河北省科学院科技计划项目(22A03) 国家自然科学基金项目(42101479) 中国地质大学(武汉)科研启动基金资助项目(162301192642) 

主　　题：总初级生产力 日光诱导叶绿素荧光 光化学植被指数 植被近红外指数 模型模拟 

摘      要：总初级生产力(GPP)是全球生态系统碳循环的关键要素，准确评估陆地生态系统GPP的时空动态对全球气候变化和碳循环研究具有重要意义。本研究采用日光诱导叶绿素荧光(SIF)、光化学植被指数(PRI)和植被近红外指数(NIRv)等多源卫星遥感数据和华北平原4个涡度相关通量站观测数据，分析了2003—2020年河北省陆地植被GPP的时空动态格局，并比较和探讨了BEPS、MODIS和GOSIF GPP产品之间的差异及其原因。结果表明：(1)基于SIF、PRI和NIRv构建的多元线性GPP模型能够很好地捕捉通量观测的GPP动态，在草地、灌丛和森林优于传统SIF-GPP线性模型(ΔR2=0.02， 0.04， 0.10)，但在农田则相反；(2)基于多源遥感数据的GPP估算模型模拟发现，2003—2020年河北省陆地植被GPP达205.63±14.29 Tg C·a-1，呈现西北低东南高的格局，且整体呈上升趋势，年均增长2.35 Tg C·a-1；(3)本研究估算的农田GPP高于其他模型模拟结果，通过与地面实测结果比较发现传统模型对农田GPP可能存在不同程度的低估。本研究结果阐明了多源遥感数据精确估算华北平原植被生产力的潜力，提出了BEPS、MODIS和GOSIF GPP产品在农田生态系统存在低估的问题并分析了其原因，为GPP产品的改进优化提供了方向。