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基于改进的CASA模型三峡库区NPP时空特征及气候驱动机制 被引量:19
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作者 张雪蕾 肖伟华 王义成 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第9期3488-3498,共11页
采用改进后的CASA模型对三峡库区2001—2015年的NPP进行了估算。通过Sen斜率的方法,对NPP的年内及年际时空变化趋势及分布特征进行了分析;基于相关性分析方法,深入探讨了气候因子对NPP的驱动机制;并以气候模式模拟结果为输入项,对NPP的... 采用改进后的CASA模型对三峡库区2001—2015年的NPP进行了估算。通过Sen斜率的方法,对NPP的年内及年际时空变化趋势及分布特征进行了分析;基于相关性分析方法,深入探讨了气候因子对NPP的驱动机制;并以气候模式模拟结果为输入项,对NPP的未来变化趋势进行了预测,得到如下结论:(1)2001—2015年间,三峡库区NPP的月值呈单峰型季节变化趋势,峰值达到160 gC m^(-2)月^(-1),发生于7月。NPP年际变化呈波动型上升趋势,幅度较小,多年平均值为727 gC m^(-2)a^(-1)。空间分布上,主要表现为库首库尾较高、库腹较低和长江以北高于长江以南的特点。(2)NPP与降水、气温及净辐射等气候因子之间均呈显著正相关,其中与气温的相关性最强,与降水的相关性最弱,植被生产力对气温的变化更为敏感。(3)未来15年NPP多年平均值为859 gC m^(-2)a^(-1),总体呈微弱减小趋势,幅度为4.14 gC m^(-2)10a^(-1)。与现状对比来看,未来NPP表现出一定程度的增加,总体而言,三峡库区植被长势趋好,呈良性稳定态势发展。 展开更多
关键词 净初级生产力(NPP) 改进的casa模型 驱动机制 三峡库区
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利用改进的CASA模型估算城市尺度NPP——以徐州城区为例 被引量:8
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作者 耿笛 梁亮 +4 位作者 黄婷 严娟 王家慧 邱思怡 王李娟 《测绘通报》 CSCD 北大核心 2021年第1期78-83,89,共7页
针对城市地物的特点,本文基于两种不同空间分辨率的遥感数据,利用原始与改进后的CASA估算了徐州城区的NPP,探讨了CASA模型的改进和遥感影像的空间分辨率对城市尺度NPP估算结果的影响。研究结果表明:①城市建筑用地对城市NPP的估算结果... 针对城市地物的特点,本文基于两种不同空间分辨率的遥感数据,利用原始与改进后的CASA估算了徐州城区的NPP,探讨了CASA模型的改进和遥感影像的空间分辨率对城市尺度NPP估算结果的影响。研究结果表明:①城市建筑用地对城市NPP的估算结果有较大的影响。改进的CASA模型将建筑用地的光合有效辐射(FPAR)归零,其估算值降至15.503 g C·m-2·month-1,有效去除了建筑用地对城区NPP估算的影响。②低空间分辨率的遥感数据对城市尺度的NPP存在高估现象。MOD13Q1+改进的CASA模型估算的NPP均值为18.607 g C·m-2·month-1,比Landsat 8 OLI+改进的CASA模型估算结果高出了3.104 g C·m-2·month-1。该研究结果可为城市尺度NPP估算提供新的方法,为城市碳汇估算提供科学依据。 展开更多
关键词 改进的casa模型 城市尺度 NPP 空间分辨率 碳汇
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基于改进CASA模型的晋北地区植被NPP时空动态及气候影响研究 被引量:6
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作者 李婧 韩海荣 +2 位作者 康峰峰 胡保安 景泓元 《北京林业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第7期47-60,共14页
【目的】探究晋北地区气候和植被类型等因子对植被净初级生产力(NPP)的影响,对于明晰干旱半干旱地区植被对气候变化的响应,以及保障生态脆弱地区植被恢复和可持续发展具有重要参考价值。【方法】基于改进的CASA模型模拟了晋北地区2000-2... 【目的】探究晋北地区气候和植被类型等因子对植被净初级生产力(NPP)的影响,对于明晰干旱半干旱地区植被对气候变化的响应,以及保障生态脆弱地区植被恢复和可持续发展具有重要参考价值。【方法】基于改进的CASA模型模拟了晋北地区2000-2020年植被NPP,量化了其时空分布格局、变化趋势和空间变异性,并分析了研究期间气候因素与植被NPP的相关关系。【结果】2000-2020年研究区植被NPP年均值(以C计)介于225.28~484.09 g/m^(2)之间,平均值为349.76 g/m^(2),年均增速为8.75 g/m^(2)。植被NPP年均值呈现出东高西低、南高北低的格局,NPP年均值主要集中在200~400 g/m^(2),占研究区总面积的65.15%,各植被类型NPP年均值的大小为:林地(691.79 g/m^(2))>灌丛(492.97 g/m^(2))>耕地(378.39 g/m^(2))>草地(343.85 g/m^(2))>未利用地(277.45 g/m^(2))>建设用地(223.96 g/m^(2))。研究区植被NPP各变异程度面积比例大小顺序:稳定性一般(46.4%)>稳定(30.9%)>稳定性较差(17.9%)>非常稳定(4.8%),稳定性在空间尺度上呈现出由东南向西北逐渐递减的趋势。研究期间植被NPP与降水呈显著正相关关系,与温度相关性不显著,与太阳辐射整体呈正相关关系。【结论】研究期间晋北地区植被NPP呈现出波动上升的趋势,空间分布异质性明显,整体波动性较大。在降水、气温和太阳辐射3个气象因子中,降水和太阳辐射均会影响植被NPP变化,其中降水对晋北地区植被NPP年均值的影响最为显著。 展开更多
关键词 晋北地区 改进的casa模型 净初级生产力(NPP) 时空变化 气候影响
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基于数据融合的植被NPP时空变化及驱动因素分析——以拜城盆地为例 被引量:2
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作者 陈仔明 岳春芳 +1 位作者 刘坤 刘湘茹 《节水灌溉》 北大核心 2024年第6期11-18,26,共9页
植被净初级生产力(NPP)是区域生态系统保护及生态环境治理的重要参考指标,针对拜城盆地植被NPP时空变化特征及其与气候变化的响应关系不明这一问题,利用STARFM时空数据融合模型,估算拜城盆地30 m空间分辨率的植被NPP,同时使用Sen斜率估... 植被净初级生产力(NPP)是区域生态系统保护及生态环境治理的重要参考指标,针对拜城盆地植被NPP时空变化特征及其与气候变化的响应关系不明这一问题,利用STARFM时空数据融合模型,估算拜城盆地30 m空间分辨率的植被NPP,同时使用Sen斜率估计及M-K检验,分析植被NPP的时空变化趋势特征,并通过偏相关系数法量化气候要素的影响程度。结果显示:时间上,研究区2000-2020年植被NPP均值为152.1 g/(m^(2)·a),总体呈不显著下降趋势;空间上,植被NPP值表现为南北高,中部河谷区域低,其中69.03%的区域呈不显著变化,11.44%呈显著增加趋势,19.53%呈显著减小趋势;研究区植被NPP变化与降雨总量、太阳辐射总量呈正相关,与平均气温呈现负相关关系,其中,太阳辐射是影响植被NPP变化的主导因素。研究结果表明:改进的CASA模型对于模拟研究区植被净初级生产力具有较好的适用性,有助于更好地揭示拜城盆地NPP的变化特征及驱动因素,并为估算与定期监测中小尺度区域的NPP提供了新方法。 展开更多
关键词 改进的casa模型 植被净初级生产力 时空数据融合模型 时空变化 驱动因素
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基于高时空分辨率数据的上栗县植被NPP估算及分析 被引量:1
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作者 罗露花 陈铭杰 +1 位作者 杨树文 张新 《西北林学院学报》 CSCD 北大核心 2024年第2期115-122,共8页
针对目前植被净初级生产力(NPP)像素级的研究成果缺乏对地理空间细节的描述这一问题,借助中高分遥感影像,利用深度学习模型获取精确地类图斑,将栅格化结果作为改进的CASA模型的输入参数,最终估算得到上栗县不同植被类型的地块级NPP值。... 针对目前植被净初级生产力(NPP)像素级的研究成果缺乏对地理空间细节的描述这一问题,借助中高分遥感影像,利用深度学习模型获取精确地类图斑,将栅格化结果作为改进的CASA模型的输入参数,最终估算得到上栗县不同植被类型的地块级NPP值。结果表明,1)相比于传统的只利用影像光谱特征提取的方法,深度学习技术获取的地类图斑更为准确。同时,在林地图斑的基础上,结合中分影像对林地类型进行判别,林地分类精度为91.3134%。说明中高分遥感影像结合,能够较好地在区县尺度上开展植被的精细分类。2)以CASA模型理论为基础,对模型中的最大光年利用率的取值进行修正。同时以地类图斑的栅格化结果作为模型的输入参数,剔除了建筑区、道路、裸地等无植被覆盖区对模型计算的影响,并对估算结果与其他模型估算结果进行比较与验证,证明了试验结果的准确性。3)实现了上栗县NPP结果在空间上的精细化表达,研究结果具备良好的空间细节特征,不仅满足了面积统计、定性分析等简单需求,还可为后续碳循环、碳源/汇等研究提供客观、定量化的数据支撑。 展开更多
关键词 深度学习 改进的casa模型 地类图斑 NPP
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1996-2015年滇西北香格里拉植被净初级生产力变化 被引量:17
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作者 栗忠飞 王小莲 +2 位作者 徐钰涛 文林琴 黄丽春 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期266-276,共11页
地处青藏高原东南缘的滇西北香格里拉,其植被NPP的时空格局变化,对于深入了解青藏高原区域植被对气候变化的响应具有重要的科学意义。基于地面气象数据和MODIS⁃NDVI等遥感数据,运用改进的CASA模型,估算了1996—2015年香格里拉区域不同... 地处青藏高原东南缘的滇西北香格里拉,其植被NPP的时空格局变化,对于深入了解青藏高原区域植被对气候变化的响应具有重要的科学意义。基于地面气象数据和MODIS⁃NDVI等遥感数据,运用改进的CASA模型,估算了1996—2015年香格里拉区域不同植被类型NPP,分析探讨了区域植被NPP的演变特征及其对气候变化的响应规律。研究显示:1)1995—2015年间,香格里拉区域6—8月平均气温总体呈上升趋势,增速为0.037℃/a;6—8月总降水量为373.1 mm,呈微弱下降趋势;20年间辐射量基本维持波动稳定状态;2)1996—2015年,香格里拉区域6—8月最大月植被NPP平均值为176.9 gC/m^(2),不同植被类型的变化范围为128.9—286.9 gC/m^(2);空间格局上,表现为“从西北、东南及金沙江沿岸向中部递减”的特征;3)香格里拉区域植被NPP显著地受到气温变化的调控(P<0.05),20年间随着气温的持续升高,区域NPP总体呈增加趋势;4)区域植被NPP未表现出受降水变化的显著影响(P>0.05),水分条件对区域植被NPP未形成限制性的影响作用。区域内植被NPP在2005年前后的变化特征,一定程度上也表明了人类活动干扰及生态保护修复等政策措施的影响。 展开更多
关键词 改进的casa模型 NPP 气候变化 香格里拉
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疏勒河流域NPP时空变化分析 被引量:3
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作者 张娟 田文婷 颉耀文 《安徽农业科学》 CAS 2015年第25期227-230,273,共5页
基于MODIS NDVI数据产品、地面气象站数据和解译的土地利用数据,利用改进的CASA模型,估算了疏勒河流域2001、2005、2009和2012年的植被净初级生产力(NPP),并分析了其时空变化。结果表明,1流域单位面积上的年平均NPP仅为95.2 g(C)/(m2... 基于MODIS NDVI数据产品、地面气象站数据和解译的土地利用数据,利用改进的CASA模型,估算了疏勒河流域2001、2005、2009和2012年的植被净初级生产力(NPP),并分析了其时空变化。结果表明,1流域单位面积上的年平均NPP仅为95.2 g(C)/(m2·a),足见流域整体生产力水平较低;2NPP的空间分布呈自东南向西北递减的趋势,且具有显著的经向"双峰"特征;3构成主要植被覆盖类型的荒漠灌木、半灌木植被对NPP贡献率最大;4流域年际NPP总量呈波动式增加,2012年较2001年增加了50%;5NPP的空间变化可划"明显增加"、"轻微增加"、"几乎不变"和"轻微减少"4个类型,其中增加的区域占78.9%,其反映了区域生态环境总体上在向好的方向发展。 展开更多
关键词 疏勒河流域 改进的casa模型 时空变化
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2000-2020年石羊河流域草地净初级生产力时空动态及其对气候的响应 被引量:8
8
作者 李怀海 李纯斌 +3 位作者 吴静 吉珍霞 秦格霞 马娟娟 《草业科学》 CAS CSCD 北大核心 2022年第10期2048-2061,共14页
石羊河流域是河西典型的干旱内陆河流域,其生态本底极为敏感脆弱,探究该地区草地植被净初级生产力(NPP)数量和分布变化及其对气候的响应,对该地区草地管理等具有重要意义。本研究基于草原综合顺序分类系统(CSCS)改进的CASA模型模拟了200... 石羊河流域是河西典型的干旱内陆河流域,其生态本底极为敏感脆弱,探究该地区草地植被净初级生产力(NPP)数量和分布变化及其对气候的响应,对该地区草地管理等具有重要意义。本研究基于草原综合顺序分类系统(CSCS)改进的CASA模型模拟了2000-2020年石羊河流域草地NPP,并辅以Sen’s斜率、变异系数(CV)和Hurst指数探究了NPP时空动态、变化趋势、变化稳定性、未来变化趋势,并通过偏相关分析方法分析了积温和降水与NPP之间的相关关系。结果表明:1)草地年均NPP为170.24 g·(m^(2)·a)^(-1),10年NPP增量为28.96 g·m^(-2),呈波动上升趋势,未来一段时间内NPP还会有所增加。2)草地类中,年均NPP最高的是山地草甸类(ⅡE30),年均548.74 g·(m^(2)·a)^(-1);其次为山地草甸草原类(ⅡD23),年均为454.50 g·(m^(2)·a)^(-1);年均NPP最低的是温带荒漠类(ⅣA4),年均91.65 g·(m^(2)·a)^(-1)。3)石羊河流域草地整体稳定,中波动草地占据主体地位,仅温带典型草原类(ⅢC17)存在较高波动。4)多数草地NPP增加的主导因素是降水,对降水响应敏感的区域占流域面积的24.93%,仅两类荒漠草地(ⅢA3和ⅣA4)对降水响应关系不明显;草甸类草地NPP对积温响应最为敏感,荒漠类草地与积温呈现一定的负相关关系。 展开更多
关键词 草原综合顺序分类系统 改进的casa模型 草地净初级生产力 时空变化 变异系数 HURST指数 气候因子
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基于MODIS的三江源地区不同类型草地草产量的遥感监测 被引量:3
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作者 刘唐 江涛 郭连杰 《山东科技大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2018年第5期18-26,共9页
面对大面积草原草场牧草估产,遥感监测已成为最普遍、最快速的先进手段。针对三江源地区草地,基于改进的CASA模型,利用2000—2010年MODIS的MOD13A1(净初级生产力NPP)遥感数据和每年4—9月的降水和温度数据,运用ArcGIS软件建立了三江源... 面对大面积草原草场牧草估产,遥感监测已成为最普遍、最快速的先进手段。针对三江源地区草地,基于改进的CASA模型,利用2000—2010年MODIS的MOD13A1(净初级生产力NPP)遥感数据和每年4—9月的降水和温度数据,运用ArcGIS软件建立了三江源地区不同类型天然草地牧草产量卫星遥感估产模型,得出三江源草场亩产量结果:湖盆河滩草甸160~180kg,整体趋势略有上升;山地草原48~56kg,高原宽谷荒漠39~45kg,山地荒漠40~50kg,整体分布趋势很稳定;高山草甸110~130kg,高原宽谷草原70~80kg,整体趋势相对稳定;山地稀疏森林草场130~160kg,整体趋势略有下降;山地灌丛草场128~160kg。空间上因东南地区降水较多,湿润度高,地势相对平坦,因此草产量呈现出从东南—西北逐渐递减的规律,其中高山草甸草场和高原宽谷草原草场占绝大部分,为三江源地区进行草地生物量研究、草场资源的可持续利用和畜牧业的发展提供指导。 展开更多
关键词 草场估产 改进的casa模型 遥感监测 三江源草场 MODIS数据
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2000—2018年京津冀地区植被净初级生产力时空演变及其驱动因素 被引量:18
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作者 王金杰 赵安周 +2 位作者 张兆江 张安兵 胡小枫 《生态科学》 CSCD 2021年第1期103-111,共9页
基于MODIS-NDVI(Moderate-Resolution Imaging Spectroradiometer,Normalized Difference Vegetation Index)、气象站点及植被类型数据,采用改进的CASA(Carnegie-Ames-Stanford Approach)模型估算了2000—2018年京津冀地区NPP(Net Prima... 基于MODIS-NDVI(Moderate-Resolution Imaging Spectroradiometer,Normalized Difference Vegetation Index)、气象站点及植被类型数据,采用改进的CASA(Carnegie-Ames-Stanford Approach)模型估算了2000—2018年京津冀地区NPP(Net Primary Productivity),并采用趋势分析、相关分析等方法对该地区NPP时空分布特征及其影响因素进行了分析。结果表明:1)时间上,2000—2018年京津冀地区NPP整体呈增加趋势(slope=0.6535 gC·(m^(2)·a)^(-1)),其中草地增速最快(slope=1.5123 gC·(m^(2)·a)^(-1));2)空间上,2000—2018年年均NPP为349.96 gC·(m^(2)·a)^(-1),高值区主要集中在燕山山脉及太行山脉等地,低值区主要集中在西北部高原以及东部沿海地区。西北高原及山地地区植被恢复显著,中部及沿海区域NPP退化严重;3)地形上,NPP随海拔升高呈“增加-减少-增加”的变化趋势,随地形起伏度整体呈增加趋势,不同植被NPP随地形的变化大致相同;4)就相关性来看,NPP与气温整体呈负相关关系(r=-0.03),与降水整体呈正相关关系(r=0.36),降水对NPP影响更大;5)就不同地形的NPP变化来看,中海拔地区、丘陵及山地地区绿化趋势显著,耕地、草地和林地恢复显著,NPP显著增加;低海拔、低起伏度处,受耕地NPP显著减少影响,植被退化严重。 展开更多
关键词 NPP 改进的casa模型 时空演变 驱动因素 京津冀
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