中国陆地植被生态系统生产有机物质价值遥感估算

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1、王艳艳等：中国陆地植被生态系统生产有机物质价值遥感估算459中国陆地植被生态系统生产有机物质价值遥感估算王艳艳，杨明川，潘耀忠，朱文泉*，龙中华，刘旭拢，顾晓鹤北京师范大学资源学院//环境演变与自然灾害教育部重点实验室，北京100875摘要：可持续发展的战略要求推进生态资产研究，对生态系统生产有机物质功能价值的估算则是生态资产评估的重要组成部分。利用改进的CASA模型对中国陆地生态系统1995年NPP进行了估算，它与实测数据和国内其他研究成果的比较验证证明了该方法的可靠性；进而对1995年全国陆地生态系统生产有机物质的价值进行了

2、估算，结果表明，1995年中国陆地生态系统净第一性生产力生产有机物质的总价值为1.902049×1012元·a-1，其空间分布是从东部向西北递减、由中部向东北和南部递增；从类型上看，常绿阔叶林的单位面积值最高，裸地和极稀疏植被的单位面积值最低。关键词：生态系统；净第一性生产力；遥感；价值估算中图分类号：X171.1文献标识码：A文章编号：1672-2175（2005）04-0455-05王艳艳等：中国陆地植被生态系统生产有机物质价值遥感估算459随着社会经济不断的发展，人口、资源与环境问题逐渐凸显出来，成为当今世界面临的主要矛盾

3、。人们逐步认识到生物圈的重要性以及生态系统服务对人类生存和发展的不可替代的作用，而对于生态系统各种服务功能价值的评估的研究已经成为了当前生态学与生态经济学研究的前沿。生态系统服务功能可分为3大类，即生活与生产物质的提供、生命支持系统的维持以及精神生活的享受[1]。生态系统生产有机物质的价值（属于第一类）是生态系统服务功能的重要组成部分，准确、动态地估算这一功能价值对于生态资产的估算、绿色GDP的核算、社会经济和生态环境的可持发展都具有重要的指导意义和应用前景[2]。近年来，国际上对生态系统服务功能的研究取得了较大的进展。1997

4、年，Daily在其主编的专著中比较系统地介绍了生态系统服务功能的概念、研究简史及服务价值评估[3]；Costanza等人则对全球生态系统服务功能进行了划分和评估，他们将生态系统服务功能归纳为17种类型，并按10种生物群系以货币形式进行了估算[4]；许多学者也从不同的角度对生态系统的服务功能及其价值评估进行了研究[5~7]。国内的许多学者也对估算生态系统服务功能的价值的方法进行了探索，取得了相应的成果和进展[8~12]。尤其是随着遥感技术的发展，人们开始利用遥感手段进行NPP（净第一性生产力）估算[13~16]，并发展了一系列的模

5、型，而对NPP的估算正是估算生态系统生产有机物质价值的核心内容。本文将CASA模型进行了改进，并利用该改进过的CASA模型对1995年我国陆地生态系统的NPP进行估算，从而进一步估算出1995年我国陆地生态系统生产有机物质价值。1数据准备及预处理1.1遥感数据本研究所利用的气象卫星NOAA/AVHRRNDVI数据，来源于美国地球资源观测系统（EarthResourcesObservationSystem,EROS）1)数据中心的探路者数据集（PathfinderDataSet,PDS），图像空间分辨率为1km×1km，时间分辨率

6、为月，时间序列为1995年2月－1996年1月。所有数据经投影变换处理，选取的投影方式为Albers等积投影。1.2气象数据本研究所用的基础数据来源于中国气象局，时间序列为1995年2月－1996年1月，数据内容包括月降水量、月平均气温、月太阳总辐射，以及726个气象站点的经纬度和海拔高度（其中太阳辐射站点为112个）。对数据进行精度验证，剔除不可替代的错误数据后，本文研究中实际使用的是725个站点的资料。计算NPP需要栅格化的气象数据，并从空间上与遥感数据相匹配。本研究根据各气象站点的经纬度信息，通过对气象数据进行Kringi

7、ng插值和基于DEM的插值，获取像元大小与NDVI数据一致、投影相同的气象要素栅格图[17]。1.3植被分类图本文利用遥感植被指数(NDVI)和1km的数字高程模型（DEM王艳艳等：中国陆地植被生态系统生产有机物质价值遥感估算459），以及相应的气候资料，采用气候分类指标和NDVI多源信息复合综合分类方法[18]，其中气候植被分类选用了Thornthwaite可能蒸散指标体系（包括可能蒸散率PER、降水量P、湿润指数Im和数字高程E），按1∶100万中国植被的分类体系进行分类。对每一类型随机抽取30个样本，以1∶100万中国植被

8、图为标准进行验证，该分类结果总分类精度达82.4%。然后按照IGBP分类体系[19]，将中国陆地生态系统分为15个植被类型，分类体系见表1。表1不同植被类型的最大光能利用率Table1Themaximumlightuseefficiency(εmax)ofdif