毛竹林碳儲量對冠層參數(shù)的響應(yīng)分析與評價.pdf

1、毛竹林冠層是毛竹林與外界環(huán)境相互作用最直接和最活躍的部分,是植被光合作用的主要載體,在反映生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)能量的傳輸、太陽輻射的傳輸以及維護環(huán)境因子、生理參數(shù)在空間上的分布狀態(tài)等方面有重要作用,是目前全球氣候變化和生物多樣性的研究熱點。其中,冠層郁閉度和葉面積指數(shù)作為兩個重要的植被冠層參數(shù),在竹林經(jīng)營管理、生態(tài)系統(tǒng)分析中對竹林碳儲量研究起到了重要作用。因此,森林生物量對冠層參數(shù)的響應(yīng)的研究,將對于竹林碳儲量的估測、空間分布的研究有重要意義。

2、
　　本研究以浙江省安吉縣為實驗區(qū),利用衛(wèi)星遙感影像數(shù)據(jù)并結(jié)合毛竹林外業(yè)調(diào)查資料,在先前研究的基礎(chǔ)上,采用地統(tǒng)計相關(guān)原理,對毛竹林葉面積指數(shù)(LAI,Leaf Area Index)、冠層郁閉度(CC,Canopy Closure)兩個冠層參數(shù)進行估算,借助GIS空間分析模塊,分析它們與碳儲量的相關(guān)性,探討毛竹林碳儲量對其冠層參數(shù)空間響應(yīng);同時對毛竹竹筍快速生長過程中冠層參數(shù)對毛竹林生產(chǎn)力的影響進行了分析。
　　主要內(nèi)容包括

3、以下幾方面:
　　1.采用地統(tǒng)計相關(guān)方法,對毛竹林LAI和CC進行空間估算,然后結(jié)合先前關(guān)于安吉縣毛竹林及其碳儲量空間分布信息等,在ArcGIS軟件支持下,分析碳儲量、冠層郁閉度和葉面積指數(shù)三個參數(shù)分等級的空間分布格局,并對各個鄉(xiāng)鎮(zhèn)的屬性特征進行了統(tǒng)計。
　　2.采用變異函數(shù)理論,分別計算碳儲量、冠層郁閉度和葉面積指數(shù)在各個鄉(xiāng)鎮(zhèn)上的半方差函數(shù)圖,通過比較選取最優(yōu)模型,并對各個鄉(xiāng)鎮(zhèn)毛竹林碳儲量、冠層郁閉度和葉面積指數(shù)的空間異質(zhì)

4、性及相關(guān)性進行分析和比較。
　　3.分別從毛竹快速生長過程、鄉(xiāng)鎮(zhèn)及全縣三個不同的層面,研究毛竹林碳匯對冠層參數(shù)的響應(yīng),并構(gòu)建了相關(guān)關(guān)系模型。
　　4.分析光譜反射率與碳儲量之間的關(guān)系,建立多元線性模型,并從兩者的空間分布上說明其響應(yīng)關(guān)系。
　　通過研究,本文主要得到以下結(jié)論:
　　1.插值結(jié)果表明,基于協(xié)同克里格插值得到的毛竹林LAI和CC預(yù)測值與實測值之間的決定系數(shù)R2分別為0.6351和0.4285,說明LA

5、I、CC空間估算結(jié)果在一定程度上是可靠的,且協(xié)同克里格法預(yù)測精度高于普通克里格法。研究區(qū)內(nèi)CC分布整體上呈西南到東北逐漸遞減趨勢,中南部地區(qū)幾個鄉(xiāng)鎮(zhèn)CC值最高,最大值可達0.870,北部幾個鄉(xiāng)鎮(zhèn)的CC值較低;LAI也具有與CC相似的空間分布格局。
　　2.通過對各擬合結(jié)果的選擇,研究區(qū)碳儲量和LAI、CC具有相似的空間異質(zhì)性特征,LAI和CC的變程值均與碳儲量變程值有顯著相關(guān)性,從結(jié)構(gòu)比來看,各鄉(xiāng)鎮(zhèn)上的碳儲量、LAI、CC大部分為

6、結(jié)構(gòu)性占主導(dǎo),其中皈山鄉(xiāng)、杭垓鎮(zhèn)、鄣吳鎮(zhèn)隨機因素80％,占主導(dǎo),這與近年來竹林經(jīng)營規(guī)劃強度加大有關(guān)?？傮w上指數(shù)模型和線性模型能較好地擬合安吉縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的毛竹林冠層參數(shù)及碳儲量空間變異。
　　3.碳儲量對冠層參數(shù)的響應(yīng)方面,(1)時間尺度上的響應(yīng)研究表明,在毛竹筍快速生長過程中,LAI、CC均與總初級生產(chǎn)量(GPP,Gross Primary Productivity)成顯著正相關(guān)關(guān)系,相關(guān)指數(shù)分別為0.334和0.464;(2)從空

7、間格局響應(yīng)上來看,毛竹林碳儲量與LAI和CC具有相似的空間分布格局,且各鄉(xiāng)鎮(zhèn)碳儲量與LAI和CC之間的相關(guān)性較好,決定系數(shù)分別達到0.7328、0.6396;(3)空間變異的響應(yīng)方面,LAI、CC兩個冠層參數(shù)的空間結(jié)構(gòu)比即空間自相關(guān)性是影響毛竹林碳儲量的主導(dǎo)因素,它們與碳儲量之間的關(guān)系極為顯著,相關(guān)系數(shù)為別0.94和0.77。且碳儲量的隨機方差與LAI、CC之家也存在一定的相關(guān)關(guān)系。
　　4.研究表明,毛竹林碳儲量與毛竹林第一、二