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基于TEM的千烟洲森林生态系统碳动态模拟
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作者 刘杰 汲玉河 +2 位作者 周梦子 周广胜 李成龙 《生态科学》 北大核心 2025年第3期95-103,共9页
森林生态系统是陆地生态系统的重要组成部分,探究森林生态系统净生态系统生产力(Net Ecosystem Productivity,NEP)的动态变化及其控制机制对研究陆地生态系统固碳能力具有重要意义。为探究千烟洲森林生态系统NEP的变化趋势以及与环境因... 森林生态系统是陆地生态系统的重要组成部分,探究森林生态系统净生态系统生产力(Net Ecosystem Productivity,NEP)的动态变化及其控制机制对研究陆地生态系统固碳能力具有重要意义。为探究千烟洲森林生态系统NEP的变化趋势以及与环境因子的关系,利用陆地生态系统模型(Terrestrial Ecosystem Model,TEM)模拟1976—2018年千烟洲森林生态系统NEP的变化趋势,并采用模拟试验的方法分析不同环境因子对森林生态系统NEP的贡献率。结果表明:1976—2018年,千烟洲森林生态系统NEP总体呈现波动上升趋势。突变检验结果显示,千烟洲森林生态系统NEP在1998年发生显著性突变;1976—1998年,森林生态系统NEP变化速率为9.01 g·m^(-2)·a^(-1),而1998—2018年NEP增加速率提高,变化速率为15.80 g·m^(-2)·a^(-1)。模拟试验结果表明,1976—1998年CO_(2)浓度、气温、降水量和辐射对NEP的贡献率分别为58.1%、-28.4%、3.2%和10.3%,1998—2018年期间环境因子的贡献率分别为66.6%、-23.4%、0.9%和9.1%。其中CO_(2)浓度上升是千烟洲森林生态系统NEP快速增加的主要贡献因子。 展开更多
关键词 千烟洲森林生态系统 净生态系统生产力 TEM 气候变化
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气候变化驱动下黄土高原刺槐林气候适宜性和脆弱性 被引量:8
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作者 汲玉河 周广胜 李宗善 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第8期3348-3358,共11页
刺槐是黄土高原乡土树种,具有优良的水土保持和固碳功能。黄土高原生态恢复实践中实施了大规模的植树造林,刺槐林面积占沟壑丘陵区人工植树造林面积90%以上。由于种植时没有考虑刺槐的气候适宜性,一些地区的刺槐林出现了退化现象。采用... 刺槐是黄土高原乡土树种,具有优良的水土保持和固碳功能。黄土高原生态恢复实践中实施了大规模的植树造林,刺槐林面积占沟壑丘陵区人工植树造林面积90%以上。由于种植时没有考虑刺槐的气候适宜性,一些地区的刺槐林出现了退化现象。采用最大熵模型,在0.5km×0.5km空间精度上分别模拟了1961—1990、1966—1995、1971—2000、1976—2005、1981—2010,以及2100年(典型浓度路径RCP4.5和RCP8.5气候情景下)黄土高原刺槐的气候适宜性和敏感性。模拟结果显示:黄土高原刺槐分布及其动态变化主要受到最冷月温度、极端低温、降水量、年辐射量等气候因子影响,低温(最冷月温度、极端低温)是影响刺槐的最关键因子。黄土高原西北和北部广大地区,自然环境条件不适合刺槐林生长;黄土高原东南部(关中平原和山西南部)比较适合刺槐生长。相对1961—1990年,1961—2010年期间刺槐林适宜区分布格局基本没有改变,RCP4.5和RCP8.5气候情景下刺槐林适宜区分布格局也没有显著改变。图层叠加分析发现,刺槐的气候适宜度(即存在概率)发生了明显改变。黄土高原西部和北部属于不适宜刺槐生长的非敏感区,东部和东南部是适宜刺槐生长的区域,尤其是山西中南部和陕西关中平原对气候变化非常敏感,展示了刺槐气候脆弱性的一面。研究结果对植树造林,优化人工林空间分布格局,应对气候变化风险和维持黄土高原森林生态系统可持续健康发展具有重要参考价值。 展开更多
关键词 黄土高原 气候变化 植树造林 刺槐林 气候适宜性 脆弱性
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基于FY-3 MERSI遥感数据的水稻种植分布提取 被引量:6
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作者 任鸿瑞 张悦琦 +2 位作者 何奇瑾 李荣平 周广胜 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期1606-1611,共6页
快速准确获取水稻种植分布对于制定区域农业生产政策、保护区域农业稳定具有科学意义。以风云系列为代表的卫星资料在农业遥感方面已得到了广泛使用,但目前鲜有基于国产风云遥感数据反演水稻种植空间分布的研究。为快速准确获取水稻种... 快速准确获取水稻种植分布对于制定区域农业生产政策、保护区域农业稳定具有科学意义。以风云系列为代表的卫星资料在农业遥感方面已得到了广泛使用,但目前鲜有基于国产风云遥感数据反演水稻种植空间分布的研究。为快速准确获取水稻种植分布,挖掘风云遥感资料在反演水稻种植信息领域的数据价值,以盘锦市作为实验区域,开展基于FY-3 MERSI卫星资料的水稻种植空间分布反演。利用5景2019年研究区域水稻生育期风云三号中分辨率MERSI(Medium Resolution Spectral Imager)光谱成像仪数据计算归一化植被指数(NDVI)、归一化水体指数(NDWI)、两者之间的差值(NDWI-NDVI)及比值植被指数(RVI),对盘锦市水稻以及其他地物类型(建筑用地、水体、自然植被、天然湿地和旱地)感兴趣区域进行植被指数时序分析,利用NDVI、 NDWI、 RVI和NDWI-NDVI时间序列曲线确定最佳识别模式及其阈值,发展水稻种植空间分布遥感反演算法。首先根据水稻移栽期NDWI-NDVI>-0.14和抽穗期NDWI-NDVI<-0.4对水稻种植分布进行粗提取,在此基础上依据水稻与其他地物类型NDVI、 NDWI和RVI曲线特征差异对其他地物类型进行掩膜,得到2019年研究区域水稻种植空间分布。基于实地调查数据对研究区域水稻种植空间分布反演结果开展验证评价,总体精度为75%。基于目视解译的水稻空间分布数据开展验证评价,总体精度、制图精度以及用户精度均达到了80%以上,Kappa值为0.61。研究区域2019年水稻面积为116 618.75 hm^(2),与2019年盘锦市统计年鉴公布数据基本一致。研究表明,基于风云三号卫星资料反演水稻种植空间分布能够满足区域农作物种植分布遥感监测的要求,FY-3 MERSI遥感数据在农作物种植空间分布提取中具有应用价值。该研究丰富了农作物种植分布监测的遥感数据源,对于深入风云卫星资料的实际应用具有重要科学意义。 展开更多
关键词 遥感 水稻 植被指数 风云气象卫星
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1981—2010年长江中下游地区单季稻生殖生长期对气候变化和技术进步的响应 被引量:6
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作者 刘二华 周广胜 +4 位作者 武炳义 宋艳玲 何奇瑾 吕晓敏 周梦子 《作物学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期1305-1315,共11页
作物生殖生长期长度与作物产量和品质密切相关。为深入探究作物生殖生长期长度(reproductive growth period lengths,RGLs)对气候变化和技术进步的响应,基于1981—2010年长江中下游地区单季稻生殖生长期和气象数据,量化不同RGLs (孕穗... 作物生殖生长期长度与作物产量和品质密切相关。为深入探究作物生殖生长期长度(reproductive growth period lengths,RGLs)对气候变化和技术进步的响应,基于1981—2010年长江中下游地区单季稻生殖生长期和气象数据,量化不同RGLs (孕穗期—抽穗期(booting to heading,BDHD)、抽穗期—乳熟期(heading to milking,HDMS)、乳熟期—成熟期(milking to maturity,MSMD)和孕穗期—成熟期(booting to maturity,BDMD))对平均温度(mean temperature,TEM)、累积降水量(cumulative precipitation,PRE)和累积日照时数(cumulative sunshine duration,SSD)的敏感性,并分离气候变化和技术进步对不同RGLs的影响。结果表明,1981—2010年长江中下游地区单季稻BDMD呈延长趋势(0.24d a^(–1)),其中,HDMS延长趋势最明显(0.16 d a^(–1))。气候因子中高温和寡照不利于单季稻不同RGLs延长,其中,TEM对BDHD、HDMS和MSMD变化趋势的平均相对贡献分别为–50.0%、–50.7%和–21.9%,SSD对BDHD、HDMS和MSMD变化趋势的平均相对贡献分别为–47.2%、–48.7%和–67.6%。技术进步弥补了气候变化对不同RGLs变化趋势的不利影响。研究表明,技术进步可能是当前单季稻稳产高产和趋利避害的主要手段,未来可以采用较长生殖生长期和耐热性品种来适应持续的气候变化。 展开更多
关键词 单季稻 气候变化 生殖生长期 技术进步
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