城市绿地生态系统多角度高光谱光化学反射植被指数与光能利用率的关系

编号 zgly0001528677

文献类型 期刊论文

文献题名 城市绿地生态系统多角度高光谱光化学反射植被指数与光能利用率的关系

作者 杨志青  陈报章  查天山  贾昕 

作者单位 北京林业大学水土保持学院  中国科学院地理科学与资源研究所资源与环境信息系统国家重点实验室 

母体文献 植物生态学报 

年卷期 2016年10期

年份 2016 

分类号 Q948 

关键词 光能利用率  光化学植被指数  绝对绿度指数  城市绿地生态系统  核驱动二向反射分布函数模型 

文摘内容 光能利用率（LUE）是陆地生态系统总初级生产力（GPP）估算的一个重要参数。LUE的准确估算对于在区域甚至全球尺度上使用LUE模型估算GPP是非常重要的。一个基于通量塔的观测视场与通量观测足迹在时空上相匹配的自动多角度遥感平台为LUE在站点尺度上的准确估算提供了一个好方法。该文基于通量塔涡度相关（EC）和自动多角度高光谱连续观测获取的连续30 min的数据,在站点空间尺度和0.5 h与日时间尺度上,探讨了城市绿地生态系统秋季光化学反射植被指数（PRI）与LUE之间的关系。研究发现,反映植被叶面积和色素变化的植被绿度指数在秋季呈现逐渐下降的趋势,表征了植被冠层的状态与结构变化,叶片从绿色逐渐变黄凋落,植被冠层叶片的叶绿素逐渐减少,裸露的枝干增多;用空气温度和代表物候过程的绝对绿度指数（2GRB）做线性回归分析,得到回归系数（R2）为0.60（p<0.001）。说明在城市绿地生态系统中,空气温度是决定植被物候过程的主要驱动因素,随着植被物候变化,叶片的凋落导致的裸露土壤的增多以及随时间变化的色素含量和其比例的变化将影响PRI和LUE的关系;采用植被生长模型（logistic曲线）,拟合时间与2GRB,得到曲率变化最快的点,确定为秋季植被落叶期的初日,即第290天。在0.5 h和日时间尺度上,PRI都可以捕捉LUE的变化。但是日尺度上不同物候期,PRI和LUE的关系发生了急剧的变化。在秋季植被正常生长期,PRI和LUE之间的关系最密切（R2=0.70,p<0.001）。当土壤温度大于15℃、光合有效辐射（PAR）大于300μmol·m–2·s–1以及饱和水汽压差（VPD）大于700 Pa的情况下,PRI能够更好地预测LUE。基于通量塔尺度上时空尺度相匹配,利用半经验的核驱动二向反射分布函数模型得到的高光谱PRI和通量观测得到的LUE在不同环境条件下的关系以及考虑到在植被的不同物候期对PRI和LUE的关系的优化,将会更加准确地估算城市绿地生态系统的LUE。