基于遙感和氣象數(shù)據(jù)的大興安嶺區(qū)森林生物量反演研究.pdf

1、在全球氣候變化中，植被是陸地生態(tài)結(jié)構(gòu)中一個(gè)基本組成要素，可對(duì)全球氣候變化產(chǎn)生不可忽視的影響。森林作為植被生態(tài)系統(tǒng)的主體，可交換大氣中的二氧化碳，對(duì)全球碳循環(huán)以及氣候變化的影響尤為突出。森林生物量是森林生態(tài)結(jié)構(gòu)中最基本的參數(shù)之一，是評(píng)估森林碳收支的重要數(shù)據(jù)。大興安嶺作為我國最北、面積最大的森林分布區(qū)，在我國氣候變化、生態(tài)建設(shè)中起著尤為重要的作用。
　　本研究以樹高與生物量之間的異速生長關(guān)系與資源限制原理為前提，結(jié)合遙感數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)

2、以及實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，采用異速生長與資源限制模型對(duì)大興安嶺區(qū)森林區(qū)域的最大樹高與生物量進(jìn)行反演。首先，提取GLAS森林最大樹高數(shù)據(jù)的方法研究，篩選出有效的GLA14信息的流程，分析提取GLAS森林樹高過程中地形的重要影響以及其校正方法，并基于前人研究選擇相關(guān)的方法得出大興安嶺區(qū)GLAS樹高。然后，研究異速生長和資源限制模型原理，構(gòu)建了森林最大樹高的反演方程，并基于GLAS提取的樹高數(shù)據(jù)優(yōu)化樹高模型，利用氣象數(shù)據(jù)、遙感數(shù)據(jù)和地理數(shù)據(jù)反演得到了大興

3、安嶺區(qū)森林的實(shí)際最大樹高，且基于實(shí)測(cè)最大樹高數(shù)據(jù)進(jìn)行了驗(yàn)證與對(duì)比。最后研究生物量的異速生長關(guān)系，構(gòu)建了異速生長與資源限制生物量模型算法，并基于一部分地面實(shí)測(cè)生物量數(shù)據(jù)優(yōu)化生物量模型，利用氣象數(shù)據(jù)、反演得到的最大樹高數(shù)據(jù)等對(duì)大興安嶺區(qū)森林生物量進(jìn)行反演，并驗(yàn)證精度。
　　結(jié)果表明，反演所得大興安嶺區(qū)森林最大樹高的范圍在15m-50m之間，在正常數(shù)值范圍。東部樹高值比中部和西部小，根據(jù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)驗(yàn)證，R2為0.8334，反演精度高，與實(shí)

4、測(cè)最大樹高具有很好的一致性。反演的大興安嶺區(qū)生物量一般在70到80t/hm2之間，西北方向樹高值比中部稍高，西北部可高達(dá)生物量在110到120t/hm2之間。實(shí)測(cè)與反演的森林生物量數(shù)據(jù)兩者之間的R2為0.7327，反演精度較好，與實(shí)測(cè)的生物量具有較強(qiáng)的相關(guān)性。根據(jù)樹高和生物量反演結(jié)果，可知，異速生長與資源限制模型反演精度理想，且基于實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)運(yùn)用Powell優(yōu)化算法優(yōu)化模型，考慮區(qū)域氣候環(huán)境差異以及樹木實(shí)際生長情況，減小反演誤差，并通過實(shí)