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Carbon uptake and change in net primary productivity of oasis-desert ecosystem in arid western China with remote sensing technique

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Journal of Geographical Sciences 2006年第3期16卷 315-325页

作者： ZHANG Jie PAN Xiaoling GAO Zhiqiang SHI Qingdong LV Guanghui Department of Urban and Resources Sciences Nanjing University Nanjing 210093 China Institute of Arid Ecology ＆ Environment Xinjiang University Urumqi 830046 China Institute of Geographic Sciences and Natural Resources Research CAS Beijing 100101 China

Arid and semi-arid ecosystems exhibit a spatially complex biogeophysical structure. According to arid western special climate-vegetation characters, the fractional cover of photosynthetic vegetation （PV）, non-photosynthetic vegetation （NPV）, bare soil and water are unmixed, using the remote sensing spectral mixture analysis. We try the method to unmix the canopy funation structure of arid land cover in order to avoid the differentiation of regional vegetation system and the disturbance of environmental background. We developed a modified production efficiency model npp-pem appropriate for the arid area at regional scale based on the concept of radiation use efficiency. This model refer to the GLO-pem and CASA model was driven with remotely sensed observations, and calculates not just the conversion efficiency of absorbed photosynthetically active radiation but also the carbon fluxes that determine net primary productivity （npp）. We apply and validate the model in the Kaxger and Yarkant river basins in arid western China. The npp of the study area in 1992 and 1998 was estimated based on the npp-pem model. The results show that the improved pem model, considering the photosynthetical activation of heterogeneous functional vegetation, is in good agreement with field measurements and the existing literature. An accurate agreement （R2= 0.85, P〈0.001） between the estimates and the ground-based measurement was obtained. The spatial distribution of mountain-oasis-desert ecosystem shows an obvious heterogeneous carbon uptake. The results are applicable to arid ecosystem studies ranging from characterizing carbon cycle, carbon flux over arid areas to monitoring change in mountain-oasis-desert productivity, stress and management.

关键词： add western area oasis desert spectral mixture analysis npp-pem net primary productivity , Kaxger

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基于遥感-生态过程的绿洲-荒漠生态系统净初级生产力估算

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干旱区地理 2006年第2期29卷 255-261页

作者：张杰潘晓玲高志强师庆东吕光辉艾里西尔.库尔班张琳南京大学城市与资源科学系江苏南京210093 新疆大学干旱生态环境研究所新疆乌鲁木齐830046 中国科学院地理科学与资源所北京100101 新疆大学资源与环境学院绿洲生态重点实验室新疆乌鲁木齐830046 中国科学院新疆生态与地理研究所新疆乌鲁木齐830011

针对干旱区特有的气候-植被特征,利用卫星遥感混合像元分解技术对干旱区植被进行了光合作用植被和非光合作用植被区分和组分解析,尝试通过对干旱覆被植被灌层结构进行解析而解决因植被光能吸收的估算问题,并参考国际上遥感-生态模型GLO-... 详细信息

针对干旱区特有的气候-植被特征,利用卫星遥感混合像元分解技术对干旱区植被进行了光合作用植被和非光合作用植被区分和组分解析,尝试通过对干旱覆被植被灌层结构进行解析而解决因植被光能吸收的估算问题,并参考国际上遥感-生态模型GLO-pem和CASA,借助遥感生态反演的物理分析,初步构建起基于遥感与生态过程的干旱区适用的光能利用率模型npp-pem,并以ERDAS IMAGINE为平台,实现了模型可视化模型界面,可用于中国西部干旱区山地-绿洲-荒漠生态系统年净第一性生产力的估算。由于考虑了干旱植被生理特征和灌层结构的光能利用模型,模拟结构与原理更加合理完善,为引入其他生态模型应用或移植到干旱区提供借鉴,从而为中国干旱区陆地生态系统碳循环研究开辟了途径。

关键词：干旱区绿洲荒漠混合像元分解 npp-pem 净第一性生产力

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天山北麓山地-绿洲-荒漠生态系统净初级生产力空间分布格局及其季节变化

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干旱区地理 2010年第1期33卷 78-86页

作者：张杰潘晓玲华东师范大学河口海岸学院国家重点实验室上海200062 南京大学地理与海洋科学学院南京210093 新疆大学干旱生态环境研究所新疆乌鲁木齐830046

以天山北麓总面积达93 936 km2的山地-绿洲-荒漠生态样带为例,利用生态-遥感光能利用率模型npp-pem,使用1 km分辨率SPOT/VEGETATION遥感等数据资料,估算了生态样带净初级生产力(npp)空间分布及其季节变化。结果表明山地-绿洲-荒漠生态... 详细信息

以天山北麓总面积达93 936 km2的山地-绿洲-荒漠生态样带为例,利用生态-遥感光能利用率模型npp-pem,使用1 km分辨率SPOT/VEGETATION遥感等数据资料,估算了生态样带净初级生产力(npp)空间分布及其季节变化。结果表明山地-绿洲-荒漠生态样带平均npp为161.06 g C.m-2.a-1,样带陆地生态系统年总碳吸收量或年总npp累积量为15.081 Tg C(1Tg=1012g),其中绿洲农田、山地草甸草原、平原荒漠草原和山地森林对的碳吸收贡献率分别为32.67%、28.16%、12.41%和9.15%。夏季是各类生态系统npp增加量最大的季节,而沙漠由于早春短命植被覆盖而具有生长双峰现象。样带npp空间分布及其季相变化特征是自然环境、地貌、气候以及人类生产活动长期共同作用和影响的结果,其中水热条件和基质是控制干旱区陆地生态系统npp空间格局的决定因子。结果检验表明模拟效果较为合理,证明npp-pem模型在干旱生态系统的应用是可行的。研究为干旱区陆地生态系统碳循环研究开辟了途径,可为干旱区生态系统评估、监测和管理提供研究方法和参考依据。

关键词：净初级生产力(npp) 荒漠绿洲 npp-pem 生态系统天山北麓

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