基于casa模型的呼伦贝尔地区npp估算研究

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1、河北师范大学硕士学位论文基于CASA模型的呼伦贝尔地区NPP估算研究姓名：杜红申请学位级别：硕士专业：地图学与地理信息系统指导教师：胡引翠20100307摘要呼伦贝尔市处于内蒙古自治区的东北部地区，属于西北干旱区向东北湿润区和华北旱作农业区的过渡地带，对于保障我国的生态安全和可持续发展具有重要的意义。草地植被是草地生态系统中的第一性生产者，对区域甚至全球气候和环境变化具有很大的影响作用。本论文根据CASA模型估算呼伦贝尔地区的NPP，采用遥感数据，以草地植被作为草地生态系统研究的主体，对草地状况进行监测、分析计算和评价。植被净初级生产力(N

2、PP)是指绿色植物在单位时间内、单位面积上所积累的有机物的量。NPP作为地表碳循环的重要组成部分，不仅直接反映了植被群落在自然环境条件下的生产能力，表征陆地生态系统的质量状况，而且是判定生态系统碳源/汇和调节生态过程的主要因子，在全球变化及碳平衡中起着重要作用。近30年来，随着人类活动的影响，温室效应等气候和环境问题日益突出，使得陆地生态系统的碳收支的时空变化成为一项研究趋势。本文主要运用地理信息系统和CASA遥感模型，利用MODIS遥感数据、气象数据及相关资料，估算内蒙古呼伦贝尔地区的NPP，并将估算结果与实测数据进行对比研究，从而验证C

3、ASA模型的精度，并改进该模型。CASA模型从其产生开始就是基于大尺度甚至全球的空间验证，模型中的许多参数均是从区域甚至全球给定的，本论文拟应用CASA模型来模拟出呼伦贝尔草原生态系统的净初级生产力，并利用该生态系统的野外实测地上生物量数据进行模拟验证，旨在验证CASA模型的动态模拟能力，以评价CASA模型反映NPP空间变异特征的准确性及阐释程度。本研究主要得出了以下结论：(一)CASA模型的改进及实现以CASA模型的基本结构为基础，考虑到最大光能利用率的取值在不同的地表植被类型中存在的差异，结合呼伦贝尔地区存在不同植被类型的实际情况，对C

4、ASA模型进行了一些改进，通过对NPP结果与实测数据及其他模型的对比验证，发现改进后的CASA模型对小尺度植被NPP的模拟效果较好。(二)本文估算了呼伦贝尔草原地区的NPP，研究表明在研究区内自东北向西南NPP值逐渐减小。以大兴安岭岭东针叶林区最高，该区植被生长季长，固碳力强；西南部，呼伦湖以西的退化的荒漠草原NPP偏低，主要是由于该区土壤沙化严重，水缺乏，限III制了NPP的积累。(三)全区内NPP值受植被指数、温度以及降水量共同的影响。同时也发现植被指数NDVI的值对NPP的值的影响很大。(四)不同模型估算得出的NPP值，虽然存在一定的

5、差异，但是总体的增减趋势是一致的。关键词：呼伦贝尔净初级第一生产力遥感影像CASA模型IVAbstractHulunBuirislocatedinnortheastpartofInner-Mongolia,whichistransitionalzonefromaridareasinnorthwestchangetothehumidareainnortheastanddrylandfarmingareasinnorthChina.Itissignificancemeaningfultoprotectecologicalsecurityands

6、ustainabledevelopmentofChina.Grasslandvegetationistheprimaryproducersingrasslandecosystem,andhasgreatinfluenceforregionalaswellasglobalclimateandenvironmentalchanges.ThethesisisaboutestimatingNPPinHulunBuiraccordingtotheCASA(CarnegieAmesStanfordApproach),onthemainbodystatu

7、sofgrasslandvegetationinthegrasslandecosystemresearchtomonitor,analyzeandevaluatethegrasslandstatususingremotesensingdata.Vegetationnetprimaryproducers(NPP)refertotheaccumulatednumberoforganicmatterperunitareaandunittimeforgreenplants.NPPasthekeycomponentofsurfacecarboncyc

8、le,notonlydirectreflecttheproductioncapacityofvegetationtypeundernaturalenvironmentandide