[發明專利]一種適用于高寒草地生態系統的NPP計算方法

有效

• 申請號: 202010971976.9
• 申請日: 2020-09-16
• 公開（公告）號: CN112257225B
• 公開（公告）日: 2023-07-14
• 發明（設計）人: 劉偉;袁燁城;李寶林;王雙;高錫章;高昂;牟昱璇
• 申請（專利權）人: 中國科學院地理科學與資源研究所;中國標準化研究院
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06Q50/26;G06F111/10;G06F119/08;G06F119/12;G06F119/14
• 代理公司: 武漢領君知識產權代理事務所(普通合伙) 42248
• 代理人: 汪俊鋒

1.一種適用于高寒草地生態系統的NPP計算方法，其特征在于，其步驟是：

第一步：獲取遙感數據和氣象數據；

根據研究區域的時空分辨率要求，下載相關的氣象數據和遙感數據；

第二步：處理遙感數據和氣象數據；

對下載得到的MODIS數據進行重采樣、投影、鑲嵌，并進行時間序列濾波處理以消除大氣因素的影響，濾波處理后的數據進行最大值合成和影像裁剪，生成研究區域的月值數據集；對氣象數據進行空間插值，進一步進行格式轉換；

第三步：各個子模型的計算

分別計算陸表太陽輻射，光合有效輻射分量，溫度脅迫系數、水分脅迫系數以及自養呼吸；

溫度脅迫系數f(T)＝f(T_ε1)×f(T_ε2)

f(T_ε1)＝0.8+0.02T_opt-0.0005T_opt²

其中，f(T_ε1)表示在低溫和高溫環境下，植物內在的生化機理對最大光合速率的限制，f(T_ε2)表示植物適應了當地環境后，環境溫度變化對光合作用的限制，T表示白天月均溫，T_opt表示在當地環境下植物生長的最適溫度，a＝0.1505,b＝2.3876,c＝-0.7075,d＝-1.7868；

自養呼吸包括維持性呼吸與生長性呼吸：R＝R_g+R_m,i，R為自養呼吸，R_g為生長性呼吸；R_m,i為植物不同器官的維持性呼吸；

R_g＝r_g×GPP

r_g取值為0.35，GPP為總初級生產力；

維持性呼吸將草地分為根和葉分別計算，

M_i為植被各器官的生物量，以單位葉面積的碳含量與葉面積指數的乘積表示；r_m,i為植被各器官的維持性呼吸系數，葉與根分別是0.00908和0.00519；Q₁₀為維持性呼吸對溫度的敏感性，根據BEPS模型，葉、根維持性Q₁₀分別是2.1、1.9；T為溫度，T_b為基溫，取值15℃；

第四步：GPP下最大光能利用率的計算

基于已有的不同草地利用類型NPP下的最大光能利用率ε_N，反推出GPP下的最大光能利用率ε_G；

第五步：NPP的計算

NPP＝PAR×0.5×FRAR×f(T)×f(W)×ε_G-R

其中，PAR表示陸表太陽輻射，0.5表示可被植物吸收利用的可見光部分，FPAR為光合有效輻射分量，f(T)表示溫度脅迫系數，f(W)表示水分脅迫系數，ε_G為不同草地利用類型所對應的最大光能利用率，R為自養呼吸，以上各指標已在前四步分別求取，將其耦合得到植被凈初級生產力NPP。

2.根據權利要求1所述的NPP計算方法，其特征在于，陸表太陽輻射其中，a_s和b_s是兩個與大氣外界太陽輻射S_o有關的系數，a_s是0.25，b_s是0.5，n/N代表日照百分率。

3.根據權利要求1所述的NPP計算方法，其特征在于，光合有效輻射分量FPAR＝0.95(1-e^-k(KAI))，其中，k是消光系數，取值為0.45，LAI是葉面積指數。

4.根據權利要求1所述的NPP計算方法，其特征在于，水分脅迫系數

其中，EET是區域實際蒸散，PET是區域潛在蒸散。

5.根據權利要求1所述的NPP計算方法，其特征在于，GPP下最大光能利用率分別是：高寒草甸0.499，高寒草原0.353，高寒草甸草原0.420，溫性草原0.360，溫性荒漠草原0.269。