中国亚热带常绿林叶绿素荧光与植被生产力关系及恢复力格局研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 陈敬华 |
| 答辩日期 | 2023-09 |
| 文献子类 | 博士后出站报告 |
| 授予单位 | 中国科学院地理科学与资源研究所 |
| 授予地点 | 中国科学院地理科学与资源研究所 |
| 导师 | 葛咏 ; 王绍强 |
| 关键词 | 亚热带常绿林 叶绿素荧光 总初级生产力 垂直异质性 生态系统恢复力 环境调控 |
| 学位名称 | 博士后 |
| 学位专业 | 地图学与地理信息系统 |
| 英文摘要 | 增强陆地生态系统固碳能力被认为是减缓大气CO2浓度升高的重要途径之一。我国亚热带常绿林面积广，固碳能力高，但极端气候频发，其碳动态的准确量化对深入理解全球碳循环至关重要。碳通过植物光合作用以总初级生产力（GPP）的形式进入生态系统。遥感技术能够时空连续地监测植被动态变化，荧光遥感作为监测植被光合作用的新手段已逐渐兴起。基于野外台站的高光谱和通量的同步连续观测有助于理解叶绿素荧光和植被光合作用的关联机制，但当前仍存在塔基荧光观测有限、荧光信号的生理和结构贡献不明以及估算光合机理不明等问题。准确估算我国亚热带常绿林的碳通量动态变化，充分认识和评价其碳汇功能对气候变化的响应，仍是当前所面临的重要挑战。 本研究基于中国亚热带常绿林的叶片光合、冠层高光谱、涡度通量以及卫星遥感等观测数据，结合过程模型和机器学习等方法，开展常绿林冠层日光诱导叶绿素荧光（SIF）估算方法研究，结合过程模型反演光合关键参数优化光合作用估算，分析森林垂直异质性对叶绿素荧光信息及其与植被生产力关系的影响，并利用长时序卫星数据集揭示我国亚热带常绿林恢复力的时空格局以及环境调控机制，获得了以下主要结论： （1）基于实测和模拟的亚热带常绿林叶绿素荧光数据，明确叶片-冠层叶绿素荧光的动态特征，提出了利用通量观测逆向反推的方法，能够有效估算亚热带常绿针叶林的SIF动态（SIF687:R2=0.53; SIF760:R2=0.72），但是水分胁迫会产生干扰（VPD>2.7 kPa时关系解耦）。 （2）通过实测冠层反射率和O2-A和O2-B波段SIF观测数据反演了植被生化和结构参数以及荧光量子效率，优化了SCOPE模型的无偏差SIF模拟；将反演得到的植被参数结合塔基SIF观测利用SCOPE模型反演亚热带常绿林Vcmax动态，纳入BEPS生态过程模型提升了GPP估算精度（ΔR2=0.11~0.20）。 （3）利用亚热带常绿林的垂直分层高光谱观测和多层辐射传输模型，发现林下植被对冠层顶SIFTOC的贡献在春季达到峰值（约17%），虽然林上SIF主导了总SIF的季节变化，但林下植被的贡献最高可达57.6%，不可忽略；通过模型模拟和分层SIF加和的方式分别计算了冠层总SIF（SIFTotal和SIFSum），证实了二者相比于SIFTOC能更好地捕捉GPP动态（SIFTotal: ΔR2=0.09; SIFSum: ΔR2=0.04）。 （4）利用卫星kNDVI时序数据集量化了20世纪以来中国南方常绿林恢复力的时空格局，发现空间上低恢复力出现在低纬度地区，主要受太阳辐射、饱和水气压差和最低温的影响；而时间上恢复力呈下降趋势，但近十年有所上升，温度变化主导其时间变化趋势。强调了在当前以全球变暖为主的时期，应更加关注亚热带常绿林对气候变化的响应。 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 157 |
| 源URL | [http://ir.igsnrr.ac.cn/handle/311030/199943]  |
| 专题 | 地理科学与资源研究所_研究生部 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 陈敬华. 中国亚热带常绿林叶绿素荧光与植被生产力关系及恢复力格局研究[D]. 中国科学院地理科学与资源研究所. 中国科学院地理科学与资源研究所. 2023. |
入库方式： OAI收割
来源：地理科学与资源研究所
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