基于涡度数据的东北草地光能利用率模型构建与验证

• 作者: 丁蕾 沈贝贝 刘一良 李振旺 王旭 辛晓平
• 来源期刊: 遥感技术与应用
• 学科: 农学
• 关键词: 草地 光能利用率模型 生产力 GPP产品
• 年，卷（期）: 2022,（1）
• 所属期刊栏目: 草地遥感专栏
• 页码范围: 231-243
• 页数: 13页
• 分类号: S812|TP79
• 语种: 中文
• DOI: 10.11873/j.issn.1004-0323.2022.1.0231

摘要

草地作为地球上分布最广的植被类型,在陆地碳循环中发挥着重要作用.草地生产力是估算产草量的基础,准确模拟生产力对草原资源合理利用及生态保护具有重要意义.以东北草地生产力为研究核心,利用涡度相关通量观测数据、遥感数据和气象数据,构建和检验东北草地光能利用率模型.东北草地光能利用率模型以归一化物候植被指数(NDPI)代表光合有效辐射吸收比例,以地表水分指数(LSWI)+0.5表示水分胁迫因子.基于44个草原站的通量数据对东北草地光能利用率模型进行验证,东北草地光能利用率模型的R2为0.855,高于MODIS GPP产品(R2=0.719),略高于VPM GPP产品(R2=0.848),东北草地光能利用率模型的MAE和RMSE分别为0.374 gCm-2和0.735 gCm-2,低于 MODIS GPP 产品(MAE=0.562 gCm-2,RMSE=1.026 gCm-2)和VPM GPP 产品(MAE=0.667 gCm-2,RMSE=1.339 gCm-2).VPM GPP 产品普遍高估了东北草地的GPP;MODIS GPP产品在典型草原干旱年份明显高估涡度总初级生产力(GPP),而在草甸草原却存在明显的低估;东北草地光能利用率模型虽然在典型草原的干旱年份也存在高于涡度GPP的情况,但程度较MODIS GPP产品和VPM GPP产品小.东北草地光能利用率模型不论从模型精度还是动态一致性上,其表现均优于MODIS GPP产品和VPM GPP产品,且年尺度上的拟合精度远高于MODIS GPP产品和VPM GPP产品.水分胁迫和FPAR的改进都是东北草地光能利用率改进模型精度较高的原因,水分胁迫的贡献更大.研究表明使用构建的东北草地光能利用率模型模拟东北草地生产力非常必要.