结合冠层密度的森林净初级生产力遥感估测
2021-10-10李明阳钱春花
南京林业大学学报(自然科学版) 2021年5期
李 陶,李明阳,钱春花
(南京林业大学林学院,江苏 南京 210037)
森林净初级生产力(net primary productivity,NPP)是指森林在单位面积、单位时间内所积累的有机物数量,表现为光合作用固定的有机碳中扣除植物本身呼吸消耗的部分[1]。NPP作为地表碳循环的组成部分,能够直接反映自然环境条件下森林的生产能力,是评价森林生态系统可持续发展的重要指标之一,是生态系统碳汇和调节生态过程判定的主要因子,在全球变化及碳平衡中有着重要的作用[2-3]。森林净初级生产力的估算研究有助于了解全球碳循环,为合理利用自然资源、修复受损森林等提供科学依据。
利用遥感数据可以获得大区域尺度内的森林覆盖状况、森林光谱特征等信息,同时这些信息与森林生产力密切相关,光学传感器和主动传感器已经被广泛应用于森林净初级生产力估测中[4]。因Landsat系列遥感卫星像元的空间分辨率为30 m×30 m,像元大小与森林经营单位(小班)的最小区划面积接近,经常被用来进行区域森林生产力遥感估测。区域尺度森林生产力估测中结合地面调查数据的遥感估测已成为重要的手段之一,但是在过去的研究中发现仅仅采用 Landsat系列遥感图像构建模型估测森林NPP,存在光饱和因子问题,为了更加准确地构建森林NPP遥感估测模型,本研究引入一个新的变量——森林冠层密度(canopy density)。森林生产力与年龄、植被生长状况有关,而采用传统方法提取的遥感特征变量却不包含这些信息,森林冠层密度是从空中观测到的森林植被与投影面积的比例,在数值上与郁闭度相同,是反映林分密度的指标,是决定林分结构的重要因子之一,可以用来表示光照、水分、温度等环境因子通过林冠进入林分的再分布状况[5]。……
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