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基于日光诱导叶绿素荧光的陆地生态系统GPP估算研究

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一种全球通用植被总初级生产力遥感指数估算方法[发明专利]

一种全球通用植被总初级生产力遥感指数估算方法[发明专利]

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010976999.9(22)申请日 2020.09.17(71)申请人 中国科学院空天信息创新研究院地址 100094 北京市海淀区邓庄南路9号(72)发明人 吴文瑾　李新武　(74)专利代理机构 北京得信知识产权代理有限公司 11511代理人 孟海娟　阿苏娜(51)Int.Cl.G06F 30/20(2020.01)(54)发明名称一种全球通用植被总初级生产力遥感指数估算方法(57)摘要本发明公开一种全球通用植被总初级生产力遥感指数估算方法。

该方法基于全球通用植被总初级生产力遥感指数模型，采用遥感数据对陆地植被GPP实现大范围的快速估算。

拟合效果显著优于目前的NIRv指数获取的结果，而且该指数模型表现在不同植被类型和纬度之间有较好的一致性，可以准确追踪不同植被类型的物候变化，同时不易受雪的影响。

权利要求书2页 说明书5页 附图4页CN 112149295 A 2020.12.29C N 112149295A1.一种全球通用植被总初级生产力遥感指数估算方法，其特征在于，包括以下步骤：提出全球通用植被总初级生产力遥感指数模型，模型的计算公式为：GPP＝A×CC×PAR×Ev+B，其中，A＝0.15，B＝1.3,为回归模型的经验系数，该系数全球统一，不必随不同的植被类型和地理位置进行调整；CC代表植被覆盖度；PAR是总体下行短波辐射；Ev是植被对光合有效辐射的总体转化效率，为吸收效率和利用效率的乘积；将CC通过归一化植被指数NDVI进行近似；吸收效率通过近红外波段反射率-NIR进行表征，利用效率通过叶绿素含量占总色素含量的比例-Rchl进行表征，则该模型可以进一步推导为：GPP＝A×NDVI×PAR×NIR×Rchl+B；利用MODIS反射率数据分别计算每日的NDVI，NIR和Rchl均值，并通过相应产品获取PAR；基于所述全球通用植被总初级生产力遥感指数模型求得最终的植被总初级生产力值。

植物日光诱导叶绿素荧光的遥感原理及研究进展

植物日光诱导叶绿素荧光的遥感原理及研究进展

植物日光诱导叶绿素荧光的遥感原理及研究进展一、本文概述植物叶绿素荧光作为一种非侵入性的生物光学现象，已经成为遥感科学领域的研究热点。

叶绿素荧光主要来源于植物在吸收阳光能量后，经过一系列光化学反应产生的能量释放。

这一过程不仅能够反映植物的光合作用活性，还能提供关于植物生理状态、环境胁迫和生态系统功能的重要信息。

本文旨在深入探讨植物日光诱导叶绿素荧光的遥感原理，总结并分析近年来该领域的研究进展，以期为叶绿素荧光遥感技术的发展和应用提供理论支撑和实践指导。

文章首先将对植物叶绿素荧光的产生机制进行详细阐述，包括其光化学过程和影响因素。

在此基础上，进一步介绍叶绿素荧光遥感的基本原理和技术方法，包括荧光信号的获取、传输和处理等关键环节。

接着，文章将重点综述近年来植物叶绿素荧光遥感在生态系统监测、环境胁迫评估、作物生理状态诊断等方面的应用实例和研究成果。

文章还将对叶绿素荧光遥感面临的挑战和未来发展趋势进行探讨，以期为相关领域的研究者和技术人员提供有益的参考和启示。

二、植物叶绿素荧光的产生机制植物叶绿素荧光，作为一种光化学反应的产物，其产生机制涉及到光合作用过程中的能量转换和光保护机制。

叶绿素作为植物光合作用的核心色素，主要吸收光能并将其转换为化学能，驱动植物的生长和发育。

然而，当植物吸收的光能超过其光合作用系统所能利用的范围时，就会发生光抑制现象，导致叶绿素荧光的产生。

在光合作用的光反应阶段，植物通过叶绿素吸收光能，将水分解为氧气和电子，同时生成高能磷酸键，为暗反应提供能量。

然而，当光能过剩时，叶绿体内的反应中心会受到损伤，导致电子传递链受阻，从而产生荧光。

这种荧光是叶绿素分子在受到激发后，从高能级向低能级跃迁时释放的能量。

叶绿素荧光的产生与植物的光保护机制密切相关。

为了应对光能过剩带来的压力，植物会启动一系列光保护策略，包括非光化学猝灭（NPQ）和光呼吸等。

非光化学猝灭是一种通过热能形式耗散过剩光能的机制，而光呼吸则是在光合作用暗反应阶段通过消耗氧气和还原力来减轻光抑制。

基于低空成像高光谱系统探测植被日光诱导叶绿素荧光

基于低空成像高光谱系统探测植被日光诱导叶绿素荧光

收 稿 日期 ：２ ０ １ ３ — ０ １ ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ ３ １ 。 修 订 日期 ：２ ０ １ ３ — ０ ４ — １ ８
基金项 目：国家重点基础研究发展计划项 目（ ２ ０ １ ３ Ｃ Ｂ ７ ３ ３ ４ ０ ６ ） ，遥感科 学国家重点实验 室 自由探索项 目（ Ｚ Ｙ１ ２ — ９ ） ，中央高校基本 科研业务费 专项资金项 目（ ２ 。 ０ ９ Ｓ 【 ） － ７ Ｚ） ，国家青年科学基金项 目（ ４ ０ ７ ０ １ １ ０ １ ） 资助 作者简介 ： 杨沛琦 ，１ ９ ８ ９年生 ， 北京 师范大学地理学 与遥感科学学 院硕士研究生
第３ ３ 卷， 第１ １ 期 ２ ０ １ ３年 １ １月
光
谱
学
与
光
谱
分
析
Ｖ ｏ １ ． ３ ３ ， Ｎ ｏ ． １ １ ， ｐ ｐ ３ １ ０ １ — ３ １ ０ ５
Ｎｏ ｖ ｅ ｍｂ ｅ ｒ ，２ ０ １ ３
Ｓ ｐ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｓ ｃ ｏ ｐ ｙ ａ ｎ ｄ Ｓ ｐ ｅ ｃ ｔ ｒ ａ ｌ Ａｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ
息ｌ ＿ ６ ］ 。 选择 Ａ ｉ ｓ ａ Ｅ ＡＧＬ Ｅ Ｔ成像 高光谱传感器 ，光谱范 围 ４ ０ ０
～
采用 Ｆ Ｌ Ｄ（ Ｆ ｒ ａ ｕ ｎ ｈ ｏ ｆ ｅ ｒ ｌ ｉ ｎ ｅ ｄ ｉ ｓ ｃ ｒ ｉ ｍｉ ｎ ａ ｔ ｏ ｒ ） 及其改进 算法方法 ， 通过植被 反射光谱和同步测量 的太 阳入射光谱来计 算叶绿素 荧光信息［ ４ ］ 。但在低 空遥感 中太 阳入 射光 谱往往 难 以获取 ， 针对此 问题 ，Ｍａ ｉ ｅ ｒ 基于 Ｆ Ｌ Ｄ提 出了利用非荧光 发射体 的 日
能 改进 此问题 。 结果显示 ， 利用该系统和方法 能够 成功地提取 到植 被叶绿素 荧光 ，且所提 出 ａ ３ Ｆ Ｌ Ｄ方 法提

基于低空成像高光谱系统探测植被日光诱导叶绿素荧光

基于低空成像高光谱系统探测植被日光诱导叶绿素荧光

杨沛琦")!刘志刚")!" 倪卓娅")!王!冉")!王庆山")!
"=遥感科学国家重点实验室!北京师范大学!北京!"--*A,!!!!! )=北京师范大学地理学与遥感科学学院!北京!"--*A, !=北京师范大学环境遥感与数字城市北京市重点实验室!北京!"--*A,
摘!要!植被叶绿素荧光与光合作用关系密切!被认为是光合作用的有效探针"该研究利用成像高光谱传 感器和无人飞艇构建了一套适用于低空叶绿素荧光探测的系统"针对低空叶绿素荧光探测中!太阳下行辐 射光谱难以获取的情况!基于已有的5NO[ 方法!提出一种新的叶绿素荧光提取方法5!NO[!该方法利用 了 非荧光发射体!且考虑植被反射率在夫琅和费线附近的变化"通过模拟数据以及实测数据对两种提取结果 进行了比较"模拟数据分析结果显示$当地物的反射率在夫琅和费线附近存在一定的变化时!5!NO[ 计算得 到的荧光值误差小于5NO[!地物反射率变化越大!5!NO[ 的改进越明显"对 低 空 高 光 谱 影 像 数 据 的 分 析 显 示$5NO[和5!NO[ 提取不同植被的日光诱导叶绿素荧光相对大小关系相一致!与作物所处的生长阶段吻 合"但5NO[ 荧光提取值比5!NO[ 高",l左右"5NO[ 的结果中有部分非荧光发射体得到较 强 荧 光!5!NO[ 能改进此问题"结果显示!利用该系统和方法能够成功地提取到植被叶绿素荧光!且所提出5!NO[ 方法提 取的结果优于5NO[ 方法"
&"-' &""'
第""期!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!光谱学与光谱分析

总初级生产力(gpp)

总初级生产力(gpp)
?基于叶面积指数改进的直角双曲线模型在玉米农田生态系统中的应用中国科学院植物研究所植被与环境变化国家重点实验室；中国气象科学研究院；中国科学院研究生院；孙敬松；周广胜；国家重点基础研究发展计划(973计划)；公益性行业科研专项经费2013
?黄河三角洲芦苇湿地生长季净生态系统CO<sub>2</sub>交换及其环境调控机制中国科学院烟台海岸带研究所海岸带环境过程与生态修复重点实验室；鲁东大学地理与规划学院；中国科学院大学；黄河三角洲国家级自然保护区管理局；毛培利；杨利琼；朱敏；邢庆会；于君宝；吴立新；王光美；韩广轩；国家科技支撑计划项目；中国科学院"百人计划"项目；中国科学院知识创新工程项目2013
图表4近十年中文期刊论文分布列表
年代
文献量
累积量
增长率
2001
1
1
0%
2003
0
1
0%
2004
0
1
02006
3
4
300%
2007
1
5
25%
2008
6
11
120%
2009
1
12
9%
2010
6
18
50%
2011
6
24
33%
2012
6
30
25%
2013
10
40
33%
2014
1
41
2%
3.1.2中文期刊论文增长趋势
?太阳辐射变化对亚热带人工常绿针叶林总初级生产力影响的模拟分析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；南京大学国际地球系统科学研究所；南京大学地理与海洋科学学院；周艳莲；柳艺博；吴小翠；李登秋；王辉民；居为民；国家高技术研究发展计划(863计划)；国家重点基础研究发展计划(973计划)；江苏省高校优势学科建设工程项目和江苏省高校优秀科技创新团队项目2014

中国碳卫星数据的应用现状

中国碳卫星数据的应用现状

图1 第二版TanSat XCO2逐月全球分布图[6] 22.人为排放动态监测人为CO2排放是导致全球显著增温的主要因素，进行准确的区域CO2探测对于监测和控制人为排放过程具有重要的指导意义。

传统的地面观测通常只能获取较小范围内的大气状态，并且观测站点网络也存在分布不均匀，覆盖不全面等问题。

卫星遥感具有时空连续且覆盖范围广的优点，可以很好地弥补这一缺陷。

利用卫星探测光谱反演获得的大气CO2浓度数据能够较为全面地反映区域尺度CO2浓度的分布和变化情况，有助于快速定位区域CO2排放热点，以便对区域CO2排放量进行定量估算。

TanSat获取的高精度XCO2数据产品能够分辨出高浓度背景下微小的CO2浓度变化特征，因此可以用于准确提取由于人为活动造成的CO2浓度增加量。

同时，TanSat的最佳空间分辨率为2km×2.3km，其在20km的扫描带宽内具有区域范围连续探测的能力，为区域人为活动的CO2排放监测提供了探测条件。

利用TanSat单一轨道探测数据，可以清晰地分辨出卫星扫描轨道上随着地表覆盖类型而改变的大气CO2浓度分布情况。

通常城市地区具有较高的XCO2，在郊区、山区等人为活动较少的区域，XCO2较低。

TanSat卫星数据对区域大气CO2浓度变化的敏感表征，证明了人为活动是造成大气CO2浓度升高的最主要原因。

利用单轨高精度TanSat XCO2数据，能够准确地分辨出排放过程导致的区域CO2浓度的增加量，结合风场信息，利用不同的大气化学传输模型可以估算出点源排放（如发电厂、工业排放和火山喷发等）的CO2排放量，将估算结果与排放清单的排放效率进行对比，能够对碳预算和排放政策进行有效评估。

基于卫星探测数据建立由点及面的CO2排放监测体系能够为碳中和目标的实现提供更丰富且直观的科学依据。

3.碳通量估算人为排放造成了全球气候的明显变化，准确估算全球和区域碳通量是积极应对气候变化的迫切需要，关系着全球碳循环、气候变化研究和国际气候谈判结果。

阳生叶光能利用率与光化学反射植被指数关系

阳生叶光能利用率与光化学反射植被指数关系李师宇;于颖;范文义【摘要】[目的]对帽儿山地区主要树种的实测光谱与植被光能利用率进行统计分析,从光化学植被指数定义出发,修正PRI指数,进而得到阳生叶PRI与LUE之间较稳定的定量关系,为碳循环模型准确估计植被初级生产力(GPP)和净初级生产力(NPP)提供基础.[方法]数据采集时间为2016年8月,测量时间为10:00-15:00.LUE测定采用Li-Cor6400光合仪,叶片反射率是通过SVC HR-1024i在实验室测量获得.对实测PRI指数与LUE分针阔树种进行相关性分析和回归分析;对多波段反射率与LUE 进行逐步回归分析,提取与LUE高相关性波段,重新组合形成新的PRI指数;分针阔树种建立修正后PRI指数与LUE回归关系.[结果]1)传统PRI指数与LUE相关性分析:针阔树种阳生叶PRI与LUE的pearson相关系数为0.234(P =0.079);阔叶仅为0.121(P =0.389),相关性低;针叶相对较好为0.467(P =0.174),对针叶进一步进行回归拟合,其R2较低(R2=0.2182;P=0.174),传统PRI指数在此次研究中适用性较差.2)对多个波段反射率逐步回归分析,筛选后得到5个波段反射率组成的多元回归模型,其相关性有所提高(R2 =0.402 2,P=0.04);波段518 nm处反射率对LUE的贡献率最大,偏回归平方和R2=0.133 4.基于传统PRI定义,对PRI指数进行修正,用518 nm反射率替换531 nm处反射率,用修正PRI指数与LUE建立新的一元回归模型.3)用修正PRI指数与LUE分树种分别建立一元回归模型,其回归结果:对于针阔树种阳生叶叶片两者之间R2为0.496 9(P ＜0.001),RMSE为0.024 7;对于阔叶树种阳生叶叶片两者之间R2为0.404 5(P ＜0.001),RMSE为0.023 6;对于针叶树种阳生叶叶片两者之间R2为0.538 5(P ＜0.001),RMSE为0.018 9.结果与传统PRI指数构建的一元回归模型及逐步回归构建的多元模型相比,显著性有明显提高.[结论]建立帽儿山地区针阔叶树种上层阳生叶叶片修正后PRI指数与LUE的关系.相比较传统PRI指数,修正后的PRI指数与LUE有着更高的相关性;所构建的一元回归模型不管是对针叶树种还是阔叶树种都有良好适用性.【期刊名称】《林业科学》【年(卷),期】2018(054)005【总页数】8页(P177-184)【关键词】阳生叶;改进光化学植被指数;植被光能利用率;逐步回归法【作者】李师宇;于颖;范文义【作者单位】东北林业大学林学院哈尔滨150040;东北林业大学林学院哈尔滨150040;东北林业大学林学院哈尔滨150040【正文语种】中文【中图分类】S718.43陆地生态系统碳收支估算普遍依赖于碳循环模型，其关键是估计植被初级生产力(GPP)和净初级生产力(NPP)(高艳妮等，2012)。

【国家自然科学基金】_gpp_基金支持热词逐年推荐_【万方软件创新助手】_20140730


2012年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27
科研热词 推荐指数 碳循环 2 总初级生产力 2 陆地生态系统 1 退化高寒草甸 1 碳通量 1 碳平衡 1 相对阈值法 1 生态系统过程模型 1 生态系统生产力 1 物候期 1 灌区 1 温带落叶阔叶林 1 涡度相关 1 气候变化 1 暖温带落叶阔叶林 1 总初级生产力(gpp) 1 年土壤呼吸量 1 夏玉米 1 变异规律 1 净生态系统co2交换(nee) 1 净初级生产力 1 冬小麦 1 亚洲东部 1 东灵山地区 1 三江源地区 1 biome-bgc模型 1 beps模型 1
2008年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25
科研热词 腺苷酸环化酶 胍丁胺 等离子 碳水通量 生态系统模型 生态系统呼吸 生态系统净碳交换 涡度相关 气候变化 森林 抗抑郁药 悬尾实验 总初级生产力 强迫游泳实验 分形 净生态系统生产力 共混 亚热带人工针叶林 α 2-肾上腺素受体 sp环 sem图样分析 min-内射环 gpp环 ap环 5-ht1a/1b受体
推荐指数 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2009年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
科研热词 骨架分析 马尔可夫链-蒙特卡罗方法 贝叶斯估计 认证 碳滞留时间 模型数据融合 密钥协商 图的划分问题 启发式算法设计 协议安全 协议分析 公钥 不确定性 np-难解
2014年 序号 1 2 3 4 5 6

基于植被指数和叶绿素荧光的总初级生产力估算

基于植被指数和叶绿素荧光的总初级生产力估算郭健【摘要】以大满超级站的通量数据和塔基光谱数据为数据源,使用3种植被指数与光合有效辐射的乘积、叶绿素荧光分别反演玉米冠层尺度的GPP,构建线性回归模型进行建模与验证.结果表明:(1)在全时期时间序列动态分析中,VI×PAR、SIF与GPP具有较高的一致性,整体变化情况为先增大后减小,在抽雄期间达到最大值;(2)抽雄前期选择NDVI×PAR、EVI2×PAR、CIred edge×PAR为优选模型,建模数据R2＞0.83,RMSE＜2.00 gC/m2/d;抽雄后期选择CIred edge×PAR为优选模型,建模数据R2=0.83,RMSE=2.20 gC/m2 /d;全时期选择EVI2×PAR、CIrededge×PAR为优选模型,建模数据R2＞0.79,RMSE＜2.30 gC/m2/d.基于SIF建立的GPP反演模型较为稳定,建模数据R2＞0.66,RMSE＜2.99 gC/m2/d.【期刊名称】《北京测绘》【年(卷),期】2019(033)004【总页数】6页(P427-432)【关键词】植被指数;叶绿素荧光;总初级生产力;涡度相关系统;塔基光谱观测【作者】郭健【作者单位】西安科技大学测绘科学与技术学院,陕西西安710054;中国科学院遥感与数字地球研究所数字地球重点实验室,北京100094【正文语种】中文【中图分类】P2370 引言光合作用是全球碳循环的重要过程,而总初级生产力(Gross Primary Productivity, GPP)是碳循环研究中一个关键的指标,GPP可以反映植被通过光合作用吸收碳的能力[1]。

GPP是指单位时间和单位面积内,绿色植被通过光合作用所产生的全部有机碳总量。

目前国内外众多学者都致力于对GPP的研究,主要分为3类:生态过程模型、通量观测数据驱动模型和光能利用率模型。

基于植被指数和叶绿素荧光的总初级生产力估算

第 ３３ 卷 第 ４ 期 ２０１９ 年 ４ 月
北京测绘 ＢｅｉｊｉｎｇＳｕｒｖｅｙｉｎｇａｎｄ Ｍａｐｐｉｎｇ
Ｖｏｌ．３３ Ｎｏ．４ Ａｐｒｉｌ２０１９
引 文 格 式 ：郭 健 ．基 于 植 被 指 数 和 叶 绿 素 荧 光 的 总 初 级 生 产 力 估 算 ［Ｊ］．北 京 测 绘 ，２０１９，３３（４）：４２７４３２． 犇犗犐：１０．１９５８０／ｊ．ｃｎｋｉ．１００７３０００．２０１９．０４．０１４
有效辐 射 量 直 接 相 关［２３］，如 著 名 的 光 能 利 用 率 模 型 ：ＧＰＰ＝ｆＰＡＲ×ＰＡＲ×ＬＵＥ。
近年 来，遥 感 信 息 被 广 泛 用 于 估 算 ＧＰＰ，邵 佩佩等 利 ［４］ 用 高 光 谱 植 被 指 数 反 演 叶 片 尺 度 的 ＧＰＰ；基 于 日 光 诱 导 叶 绿 素 荧 光 （Ｓｏｌａｒｉｎｄｕｃｅｄ ｃｈｌｏｒｏｐｈｙｌｌｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ，ＳＩＦ）的 ＧＰＰ 估算 模 型 逐渐兴起，并 且 取 得 了 不 错 的 效 果，董 恒 等 基 ［５］ 于卫星尺度观测 ＳＩＦ 研究陆 地生 态系 统的 ＧＰＰ。 然而，上述研究主要 是 针 对 叶 片 尺 度 或 者 卫 星 尺 度的 ＧＰＰ 的反演，缺乏长时间序列的通量数据与 塔基光谱数据作为验证。
光合作用是全球 碳 循 环 的 重 要 过 程，而 总 初 级生 产 力（ＧｒｏｓｓＰｒｉｍａｒｙＰｒｏｄｕｃｔｉｖｉｔｙ，ＧＰＰ）是 碳循环研究中一个关键的指标，ＧＰＰ 可 以 反 映 植 被通过光 合 作 用 吸 收 碳 的 能 力［１］。ＧＰＰ 是 指 单 位时间和单位面 积 内，绿 色 植 被 通 过 光 合 作 用 所 产生的全部有机碳总量。
基于植被指数和叶绿素荧光的总初级生产力估算
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2019 年2 月
农业机械学报
doi:10. 6041 / j. issn. 1000鄄1298. 2019. 02. 023
第 50 卷 第 2 期
基于日光诱导叶绿素荧光的陆地生态系统 GPP 估算研究
董摇 恒摇 郭摇 宏摇 袁艳斌
( 武汉理工大学资源与环境工程学院, 武汉 430070)
摘要: 为 了 更 加 精 确 全 面 地 掌 握 全 球 陆 地 生 态 系 统 固 碳 情 况, 基 于 GUANTER 提 出 的 简 单 线 性 模 型, 利 用 FLUXNET2015 通量数据、GOME 2 叶绿素荧光数据、MODIS 植被指数产品以及土地覆盖数据,将温度胁迫因子和 饱和水汽压胁迫因子加入模型中,估算结果与传统简单线性模型的估算结果相比,13 个通量站点中有 10 个通量站 点的估算精度得到了提升。 此外,本研究还在考虑环境影响因素模型的基础上,利用植被指数来模拟叶绿素荧光 的冠层逃逸率 fesc ,进一步提升模型的估算精度。 结果显示,与传统简单线性模型和只加入环境影响因子的模型估 算结果相比,13 个通量站点的估算精度都有所提升。 关键词: 总初级生产力; 日光诱导叶绿素荧光; 光合作用; GOME 2; 植被指数 中图分类号: S127 文献标识码: A 文章编号: 1000鄄1298(2019)02鄄0205鄄07
为了更加精确全面地掌握全球陆地生态系统固碳情况基于guanter提出的简单线性模型利用fluxnet2015通量数据gome2叶绿素荧光数据modis植被指数产品以及土地覆盖数据将温度胁迫因子和饱和水汽压胁迫因子加入模型中估算结果与传统简单线性模型的估算结果相比13个通量站点中有10个通量站点的估算精度得到了提升
Estimation of Terrestrial Ecosystem GPP Based on Sun鄄induced Chlorophyll Fluorescence
DONG Heng摇 GUO Hong摇 YUAN Yanbin
( School of Resources and Environmental Engineering, Wuhan University of Technology, Wuhan 430070, China)
vegetation index
0摇 引言
陆地 生 态 系 统 总 初 级 生 产 力 ( Gross primary
productivity, GPP) 是指单位时间和单位面积上,绿 色植物通过光合作用所固定的有机碳总量,又称总 第一性生产力[1] 。 作为地球生物圈中摇 修回日期: 2018 09 27 基金项目: 长江科学院开放研究基金项目( CKWV2018498 / KY) 、国家自然科学基金项目(41701483、41571514) 和中央高校基本科研业务
Abstract: The gross primary productivity ( GPP) of terrestrial ecosystems is an important component of the carbon cycle of terrestrial ecosystems. Accurate calculation of GPP helps to understand the response of terrestrial ecosystems to climate change and human activity. In order to more accurately and comprehensively grasp the carbon sequestration of global terrestrial ecosystems, the simple linear model proposed by GUANTER was improved. Using FLUXNET2015 flux data, GOME 2 chlorophyll fluorescence data, MODIS vegetation index products and land cover data, temperature stress factors and saturated water vapor stress factors were added to the model. The estimated results of the simulation were improved compared with the estimates of traditional simple linear model. Among the 13 flux sites, the estimation accuracy of 10 flux sites was improved. In addition, in order to further improve the estimation accuracy of the model, canopy escape rate of chlorophyll fluorescence was also simulated based on the model incorporating environmental impact factors. The results showed that the estimation accuracy of all 13 flux sites was improved compared with the estimates of traditional simple linear models and models incorporating environmental impact factors. In conclusion, the addition of environmental impact factors and vegetation indices to traditional linear models improved the estimation accuracy of the model. Key words: gross primary productivity; sun鄄induced chlorophyll fluorescence; photosynthesis; GOME 2;