【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种生态系统碳源汇监测方法，尤其涉及一种基于卫星遥感的陆地生态系统碳源汇监测方法。
技术介绍
1、陆地生态系统固碳是实现“碳达峰、碳中和”战略目标的关键途径之一。然而，由于我国地形复杂、生态多样、自然条件差异巨大，仍然无法通过地面大规模开展观测试验的方式实现不同区域或不同生态系统固碳功能的准确评估或监测，特别是在人口稀少、交通不便和环境恶劣的地区，其生态系统固碳能力如何更是知之甚少。
2、传统方法主要是借助于野外试验场地测定的方法，借助光合仪（如li-6400叶片光合-蒸腾测量系统）测定植物光合作用，并计算植被生产力；借助涡度相关仪搭建通量观测塔，测定生态系统碳交换（nee）或总初级生产力（gpp）和生态系统呼吸（reco）。这种方法优点是精度高，缺点是覆盖面有限、成本高昂、覆盖时长短、无法测定区域尺度或县域、省域或国家尺度的陆地生态系统碳源汇变化。还有一类方法是模型计算法，这类方法是建立陆地生态系统模型，借助地面观测数据包括温度、风速、气压、水汽压差、土壤湿度建立与生态系统各个状态变量（如gpp，reco，nee等）的统计或物理关系模拟生态系统碳循环过程，但这类方法目前没有利用到卫星遥感观测的植被生产力和地上生物量信息，精度差，对于地面观测稀缺、空间异质性高等地区无能为力。
技术实现思路
1、为了解决上述技术所存在的不足之处，本专利技术提供了一种基于卫星遥感的陆地生态系统碳源汇监测方法。
2、为了解决以上技术问题，本专利技术采用的技术方案是：
3、1）卫星遥感数据的准备；
4、2）地面观测数据的准备；
5、3）基于归一化植被指数 ndvi，计算植被覆盖度 fv；
6、4）计算植被地上生物量碳密度以及地下生物量碳密度：由土地利用变化数据lucc确定对应时期在格点像元的植被功能类型，依据典型植被类型地上生物碳密度参考数据和步骤3）计算获得植被覆盖度 fv计算格点像元的植被地上生物量碳密度，再由植被地上生物量碳密度计算植被地下生物量碳密度；
7、5）算法关键参数的优化率定：优化率定的关键参数为温度敏感性参数 q10，包括植被碳呼吸的温度敏感性参数、土壤碳呼吸的温度敏感性参数；
8、6）植被自养呼吸率计算：
9、在优化率定得到土壤碳呼吸的温度敏感性参数后，计算植被的地上部分呼吸 r agb、地下部分呼吸 r ugb；
10、再结合总初级生产力 gpp，计算植被维持性呼吸率 r m、生长性呼吸率 r g、植被自养呼吸率 r a以及净初级生产力 npp；
11、7）土壤异养呼吸率计算：
12、在优化率定得到植被碳呼吸的温度敏感性参数后，计算出土壤异养呼吸率 r h；
13、8）植被生态系统碳源汇由净生态系统碳交换量 nee表征，由植被自养呼吸 r a、土壤异养呼吸率 r h结合总初级生产力 gpp计算得到。
14、作为优选地，步骤1）中，卫星遥感数据包括有：卫星遥感的叶绿素荧光 sif或植被总初级生产力 gpp、微波卫星遥感反演的地上生物量碳密度 c agb、归一化植被指数 ndvi、植被功能类型、土地利用变化 lucc、陆地表层土壤温度。
15、作为优选地，步骤2）中，地面观测数据包括有：地面温度t a、土壤温度t h、典型植被类型的地上生物碳与地下生物碳的比例系数、土壤碳密度。
16、作为优选地，步骤3）中，植被覆盖度 fv的计算如公式11所示：
17、 （11）
18、其中， n取值2，和为 ndvi的最大值和最小值。
19、作为优选地，步骤4）中，植被地上生物量碳密度、植被地下生物量碳密度的计算如公式9-10所示：
20、 （9）
21、 （10）
22、其中， fv表示遥感的植被覆盖度，为典型植被类型地上生物碳密度参考数据，表示典型植被类型参考数据对应的植被覆盖度；b表示换算系数，通过森林木林采样测量数据计算得到。
23、作为优选地，步骤5）中，温度敏感性参数 q10的优化率定方法有：
24、根据典型野外站点的土壤呼吸观测数据和土壤采样数据在实验室测定的呼吸速率，优化率定典型植被类型的植被碳呼吸的温度敏感性参数、土壤碳呼吸的温度敏感性参数；
25、再利用典型植被样本的植被地下生物量碳密度、土壤碳密度数据信息，计算土壤异养呼吸率 r h，以及计算植被地下部分呼吸 r ugb，验证关键参数的模拟效果。
26、作为优选地，步骤6）中，植被的地上部分呼吸 r agb、地下部分呼吸 r ugb通过土壤碳呼吸的温度敏感性参数、地面气温 t a、陆地表层土壤温度、微波卫星遥感反演的地上生物量碳密度 c agb计算获得，如公式7-8所示：本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于卫星遥感的陆地生态系统碳源汇监测方法，其特征在于：监测方法包括以下步骤流程：
2.根据权利要求1所述的基于卫星遥感的陆地生态系统碳源汇监测方法，其特征在于：步骤1）中，卫星遥感数据包括有：卫星遥感的叶绿素荧光SIF或植被总初级生产力GPP、微波卫星遥感反演的地上生物量碳密度Cagb、归一化植被指数NDVI、土地利用变化LUCC、植被功能类型、陆地表层土壤温度。
3.根据权利要求2所述的基于卫星遥感的陆地生态系统碳源汇监测方法，其特征在于：步骤2）中，地面观测数据包括有：地面温度Ta、土壤温度Th、典型植被类型的地上生物碳与地下生物碳的比例系数、土壤碳密度。
4.根据权利要求3所述的基于卫星遥感的陆地生态系统碳源汇监测方法，其特征在于：步骤3）中，植被覆盖度fv的计算如公式11所示：
5.根据权利要求4所述的基于卫星遥感的陆地生态系统碳源汇监测方法，其特征在于：步骤4）中，植被地上生物量碳密度、植被地下生物量碳密度的计算如公式9-10所示：
6.根据权利要求5所述的基于卫星遥感的陆地生态系统碳源汇监测方法，其特
7.根据权利要求6所述的基于卫星遥感的陆地生态系统碳源汇监测方法，其特征在于：步骤6）中，植被的地上部分呼吸Ragb、地下部分呼吸Rugb通过土壤碳呼吸的温度敏感性参数、地面气温Ta、陆地表层土壤温度、微波卫星遥感反演的地上生物量碳密度Cagb计算获得，如公式7-8所示：
8.根据权利要求7所述的基于卫星遥感的陆地生态系统碳源汇监测方法，其特征在于：步骤6）中，结合植被总初级生产力GPP，计算植被维持性呼吸率Rm、生长性呼吸率Rg、植被自养呼吸率Ra以及净初级生产力NPP，计算过程如公式3-6所示：
9.根据权利要求8所述的基于卫星遥感的陆地生态系统碳源汇监测方法，其特征在于：步骤5）、步骤7）中，土壤异养呼吸率Rh计算见公式2，由植被碳呼吸的温度敏感性参数、陆地表层土壤温度、典型植被类型的土壤碳密度结合植被覆盖度fv计算而得：
10.根据权利要求8所述的基于卫星遥感的陆地生态系统碳源汇监测方法，其特征在于：步骤8）中，净生态系统碳交换量NEE的计算如公式1所示：
...【技术特征摘要】
1.一种基于卫星遥感的陆地生态系统碳源汇监测方法，其特征在于：监测方法包括以下步骤流程：
2.根据权利要求1所述的基于卫星遥感的陆地生态系统碳源汇监测方法，其特征在于：步骤1）中，卫星遥感数据包括有：卫星遥感的叶绿素荧光sif或植被总初级生产力gpp、微波卫星遥感反演的地上生物量碳密度cagb、归一化植被指数ndvi、土地利用变化lucc、植被功能类型、陆地表层土壤温度。
3.根据权利要求2所述的基于卫星遥感的陆地生态系统碳源汇监测方法，其特征在于：步骤2）中，地面观测数据包括有：地面温度ta、土壤温度th、典型植被类型的地上生物碳与地下生物碳的比例系数、土壤碳密度。
4.根据权利要求3所述的基于卫星遥感的陆地生态系统碳源汇监测方法，其特征在于：步骤3）中，植被覆盖度fv的计算如公式11所示：
5.根据权利要求4所述的基于卫星遥感的陆地生态系统碳源汇监测方法，其特征在于：步骤4）中，植被地上生物量碳密度、植被地下生物量碳密度的计算如公式9-10所示：
6.根据权利要求5所述的基于卫星遥感的陆地生态系统碳源汇监测方法，...
【专利技术属性】
技术研发人员：张选泽，王显，张永强，全宇，郑玉峰，
申请(专利权)人：中国科学院地理科学与资源研究所，
类型：发明
国别省市：
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