張麗景，葛宏立

（浙江農(nóng)林大學(xué)環(huán)境與資源學(xué)院，浙江臨安 311300）

利用MODIS數(shù)據(jù)估測毛竹林總初級(jí)生產(chǎn)力

張麗景，葛宏立

（浙江農(nóng)林大學(xué)環(huán)境與資源學(xué)院，浙江臨安 311300）

通過集成中分辨率成像光譜儀（MODIS）衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)與地面通量臺(tái)站的觀測數(shù)據(jù)，基于遙感的植被光合模型（VPM），估測了浙江省安吉縣山川鄉(xiāng)2011年的毛竹Phyllostachys edulis林總初級(jí)生產(chǎn)力（PGP）。研究表明：VPM模型估測的PGP（PGPVPM）在季節(jié)變化趨勢上和通量站點(diǎn)數(shù)據(jù)獲得的PGP（PGPobs）保持一致，VPM模型估算的2011年毛竹林總初級(jí)生產(chǎn)力為1 848.54 g·m-2，通量塔數(shù)據(jù)獲得的2011年毛竹林總初級(jí)生產(chǎn)力為1 899.69 g·m-2，相對誤差為2.69%。在全年累積總量上接近，但是估測值和觀測值之間仍然存在一定的差異，尤其是在生長季節(jié)，PGPVPM的值要高于PGPobs；VPM模型估測的PGP和通量塔數(shù)據(jù)獲取的PGP之間的決定系數(shù)為0.747，相關(guān)系數(shù)為0.864；且時(shí)間序列的增強(qiáng)植被指數(shù)（IEV）比PGP的相關(guān)關(guān)系強(qiáng)于歸一化植被指數(shù)（INDV）與PGP的關(guān)系。研究表明：VPM對于站點(diǎn)和區(qū)域尺度的毛竹林生態(tài)系統(tǒng)PGP的模擬具有很大的潛力。圖3參22

森林生態(tài)學(xué)；毛竹林；總初級(jí)生產(chǎn)力；時(shí)間序列諧譜分析；MODIS

生物的總初級(jí)生產(chǎn)力（gross primary productivity）是指單位時(shí)間內(nèi)生物（主要是指綠色植物）通過光合作用途徑所固定的光合產(chǎn)物量或有機(jī)碳總量，又稱為總第一性生產(chǎn)力或總生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力（gross ecosystem productivity）[1-2]。隨著遙感技術(shù)的發(fā)展，對總初級(jí)生產(chǎn)力的區(qū)域模擬成為可能。近年來，已經(jīng)展開了基于遙感數(shù)據(jù)的總初級(jí)生產(chǎn)力模型模擬研究并建立了一系列模型，如全球生產(chǎn)率模型（GLO-PEM），區(qū)域尺度遙感參數(shù)模型（C-Fix），通量觀測的水分利用率模型（EC-LUE），中分辨率成像光譜儀（MODISPSN），植被光合模型（VPM），總初級(jí)生產(chǎn)力（TG）和植被指數(shù)（VI）模型。植被光合作用模型（VPM）作為一種改進(jìn)的光能利用效率模型已成功地被用來估算森林和高寒草地等生態(tài)系統(tǒng)總初級(jí)生產(chǎn)力并取得了很好的效果[3-7]。毛竹Phyllostachys edulis是中國最重要的竹林資源類型，占全國竹林面積的70%左右，以其生長快、周期短等特有的結(jié)構(gòu)和功能特性使其有別于其他類型的森林生態(tài)系統(tǒng)，在維護(hù)生態(tài)平衡方面發(fā)揮了重要作用[8]。在全球森林面積急劇下降的情況下，竹林卻以每年3%左右的速度在遞增。這意味著竹林將是一個(gè)不斷增加的碳匯[9]，對其總初級(jí)生產(chǎn)力的研究具有重要的意義。2010年，全球首座毛竹林碳通量觀測塔在浙江省安吉縣山川鄉(xiāng)建成，這為毛竹林碳通量的準(zhǔn)確估計(jì)提供了基礎(chǔ)，并為遙感估測和渦度相關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算碳通量的交叉驗(yàn)證提供了可能。本研究擬運(yùn)用VPM模型對浙江省安吉縣山川毛竹林2011年的總初級(jí)生產(chǎn)力進(jìn)行估算，同時(shí)分析其季相變化，以便探討模型的適用性，了解毛竹林的物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)過程。

1 材料和方法

1.1 研究區(qū)域概況

安吉縣位于浙江省西北部，30°23＇～30°53＇N，119°14＇～119°35＇E，縣域三面環(huán)山，中部為谷底平原，西南高東北低。屬亞熱帶季風(fēng)氣候，年平均氣溫12.2～15.6℃，年降水量1 100～1 900 mm。土壤主要有紅壤、黃壤、巖性土、潮土、水稻土等5類，山地土壤主要為紅壤、黃壤、巖性土，其中以紅壤面積最大。安吉縣植被在區(qū)域上劃屬亞熱帶常綠闊葉林亞區(qū)，中亞熱帶常綠闊葉林北部亞地帶。安吉縣是“中國竹子之鄉(xiāng)”，竹林面積居全國前列、浙江首位，特別是毛竹林資源豐富，毛竹林覆蓋率達(dá)29.3%，面積占全縣森林面積的41.2%，占全省毛竹林面積近十分之一[10]。研究區(qū)位于安吉縣山川鄉(xiāng)，全球首座毛竹林碳通量觀測塔在此建成，通量塔總高40 m，主要通過輻射傳感器、光三維超聲風(fēng)速儀、二氧化碳（CO2）水汽分析儀等科學(xué)儀器，全自動(dòng)、全天候采集竹林不同冠層的二氧化碳濃度等竹林生態(tài)系統(tǒng)的宏觀信息，以此觀測、記錄毛竹林的固碳功能。

1.2 通量和氣象觀測數(shù)據(jù)

毛竹林的碳通量以及相關(guān)數(shù)據(jù)由數(shù)據(jù)采集器自動(dòng)、連續(xù)采集存儲(chǔ)，并在線計(jì)算30min的匯總或平均數(shù)據(jù)。在實(shí)際的渦度通量觀測中，由于傳感器物理屬性的局限性、坐標(biāo)系選擇不恰當(dāng)以及夜間湍流混合不均勻等會(huì)造成觀測數(shù)據(jù)的丟失或誤差，因此需要對通量數(shù)據(jù)進(jìn)行質(zhì)量控制。本研究主要采用了二維坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)和WPL校正，在EdiRe軟件中完成。

在通量觀測中，由于儀器、降水等原因影響，引起數(shù)據(jù)無效，因此須剔除不合格數(shù)據(jù)，包括：①二氧化碳通量觀測數(shù)據(jù)通常在一個(gè)閾值范圍內(nèi)，據(jù)研究，森林生態(tài)系統(tǒng)的閾值為-3～3mg·m-2·s-1[11]。本研究沿用該數(shù)據(jù)；②剔除湍流不充分情況下的數(shù)據(jù)，即摩擦風(fēng)速u*＜0.2 m·s-1，并對處理后的資料進(jìn)行數(shù)據(jù)插補(bǔ)。

經(jīng)過以上數(shù)據(jù)處理后，全年完整的經(jīng)過數(shù)據(jù)插補(bǔ)的0.5 h通量數(shù)據(jù)（ENE）被用來進(jìn)行下一步的處理。凈生態(tài)系統(tǒng)碳交換量ENE是總初級(jí)生產(chǎn)力（PGP）與生態(tài)系統(tǒng)呼吸（Re）之差。一般假設(shè)夜間渦度相關(guān)技術(shù)觀測的ENE等于Re，利用夜間的ENE與夜間溫度Ta之間的關(guān)系，以及Van，t Hoff方程得到ENE和Ta的關(guān)系，結(jié)合白天的溫度數(shù)據(jù)估計(jì)白天的Re。PGP等于白天的Re減去ENE。

本研究中使用的溫度數(shù)據(jù)Ta和光合有效輻射數(shù)據(jù)PAR從通量觀測系統(tǒng)的梯度系統(tǒng)獲得。這些數(shù)據(jù)同樣以0.5 h 1次的頻率進(jìn)行測定并記錄。其中，PAR數(shù)據(jù)由梯度系統(tǒng)測得的短波有效輻射數(shù)據(jù)乘以系數(shù)0.5獲得[12]。為了匹配模型使用的MODIS（8 d時(shí)間分辨率）數(shù)據(jù)，逐日光合有效輻射被累積成8 d的總和值，對溫度數(shù)據(jù)求8 d的平均值。

1.3 MODIS數(shù)據(jù)和植被指數(shù)

遙感數(shù)據(jù)使用美國宇航局/中分辨率影像輻射度計(jì)（National Aeronautics and Space Administration/Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer，NASA/MODIS）陸地產(chǎn)品組按照統(tǒng)一算法開發(fā)的2011年共計(jì)46幅8 d最大值合成的陸地表面反照率產(chǎn)品（MOD09A1），空間分辨率為500 m，空間位置在全球正弦曲線投影SIN（sinusoidal project）系統(tǒng)中的編號(hào)為h28v05，數(shù)據(jù)格式為EOS-HDF。該數(shù)據(jù)可以從USGS（United States Geological Survey）上下載。對于下載的MODIS數(shù)據(jù)，用ENVI軟件將坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為UTM坐標(biāo)系下WGS84坐標(biāo)，并使用其中的藍(lán)（459～479 nm），紅（620～670 nm），NIR（841～875 nm）和SWIR（1 628～1 652 nm）4個(gè)波段的數(shù)據(jù)進(jìn)行植被指數(shù)的計(jì)算。研究表明：使用單個(gè)像元和使用3×3，5×5像元進(jìn)行反照率數(shù)據(jù)提取對于計(jì)算植被指數(shù)影響差異不顯著[13]。因此，基于研究地點(diǎn)的經(jīng)緯度信息，從MOD09A1產(chǎn)品中提取通量塔所在位置的單個(gè)像元的反照率數(shù)據(jù)，參照以下公式進(jìn)行植被指數(shù)歸一化（normalized difference vegetation index，INDV），增強(qiáng)植被指數(shù)（enhance vegetation index，IEV）和陸地表面水分指數(shù)（land surface water index，ILSW）的計(jì)算：

其中：ρ表示相應(yīng)波段的地表反照率，下標(biāo)NIR，red，blue和SWIR分別代表近紅外、紅、藍(lán)和短波紅外波段。INDV在高植被區(qū)易飽和、低植被區(qū)易受土壤背景影響，為了克服這種缺點(diǎn)，IEV引入藍(lán)光波段來降低大氣影響，同時(shí)，氣溶膠對IEV的影響也不如對INDV的影響顯著[14]。IEV對植被冠層變化敏感，包括冠層葉面積指數(shù)ILA，冠層類型和冠層結(jié)構(gòu)；而INDV對葉綠素變化比較敏感；ILSW對于葉片含水量變化比較敏感，短波紅外光譜波段對植物含水量和土壤濕度的變化敏感，而近紅外光譜波段對這種變化表現(xiàn)的敏感性較小，通過兩者的聯(lián)系來反演植被葉片含水量[15]。

1.4 植被指數(shù)異常值處理

通過遙感手段獲取的植被指數(shù)數(shù)據(jù)表征植被的生長狀態(tài)。MOD09A1數(shù)據(jù)雖然已用最大值合成法（MVC）進(jìn)行8 d數(shù)據(jù)合成，可以消除部分噪音污染，保證合成結(jié)果為周期內(nèi)最接近現(xiàn)實(shí)情況的影像，但是由于算法本身的缺陷，仍然會(huì)受“云”等不良大氣噪聲的影響。這些殘留噪聲造成植被指數(shù)總趨勢“衰退”[16]。本研究采用時(shí)間序列諧波分析法（harmonic analysis of time series，HANTS）對INDV和IEV數(shù)據(jù)進(jìn)行異常值處理（主要是消除云層的影響）。由于ILSW受云層影響較小，且ILSW數(shù)值波動(dòng)較大，異常值判別比較困難，因此未對ILSW進(jìn)行異常值處理。通過HANTS對INDV和IEV數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后，使得全年46個(gè)數(shù)據(jù)呈現(xiàn)一定的周期性，保持全年數(shù)據(jù)的平滑狀態(tài)。

圖1 HANTS方法處理前后INDV和IEV時(shí)間序列對比圖Figure 1 Comparison of normalized difference vegetation index，enhance vegetation index sequence before and after HANTS

1.5 植被光合作用模型

Xiao等[17]提出了植被光合作用模型（vegetation photosynthesismodel，VPM）用來估算植被生長季節(jié)——植被光合有效周期總初級(jí)生產(chǎn)力。VPM模型適用于站點(diǎn)尺度上單一植被類型的生態(tài)系統(tǒng)[18]，一些專家和學(xué)者應(yīng)用VPM模型實(shí)現(xiàn)了對于高寒草甸、溫帶草原、森林、高寒、高寒沼澤生態(tài)系統(tǒng)8 d時(shí)間分辨率、500m空間分辨率總初級(jí)生產(chǎn)力的準(zhǔn)確估測[3-7，18]。模型中使用了2個(gè)改進(jìn)的遙感植被指數(shù)，即增強(qiáng)植被指數(shù)IEV和陸地表面水分指數(shù)ILSW來反映冠層（PAV）吸收的有效輻射和葉子的年齡，模型基本構(gòu)成如下：

其中：PAR是光合有效輻射，F(xiàn)PARPAV代表光合有效輻射被冠層葉綠素吸收的部分，εg是光能利用效率。參數(shù)ε0表示表觀量子效率或最大光能利用效率，Tscalar，Wscalar，Pscalar分別是溫度、水分和物候?qū)ψ畲蠊饽芾眯实挠绊懞瘮?shù)。

在VPM模型中，F(xiàn)PAR被分為2個(gè)部分，一部分是冠層中含有葉綠素可以進(jìn)行光合作用的部分FPARPAV，另一部分是不能進(jìn)行光合作用的部分FPARnPAV（如枯葉、樹枝等）[19]。在FPAR中只有FPARPAV部分對碳通量的估算起決定作用。在植被生長期間FPARPAV可以被看作是IEV的線性函數(shù)，且系數(shù)α被設(shè)置為1。表達(dá)式如下：

Tscalar是溫度對最大光能利用率的影響函數(shù)，采用陸地生態(tài)系統(tǒng)模型（TEM）的算法[6]：

其中：Tmin，Tmax，Topt分別是植物進(jìn)行光合作用的最低、最高和最適溫度，T為某一時(shí)刻的氣溫。當(dāng)空氣溫度低于最低光合作用時(shí)，Tscalar為0。在本文中，參考生長季IEV達(dá)到最大值時(shí)的溫度以及研究資料，最適溫度取值為25℃，研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)溫度超過25℃時(shí)生長最快，超過25℃，光合累積減少；Tmin，Tmax分別設(shè)為-5℃和40℃[20]。

Wscalar表征水分對光合作用的影響，在VPM模型中被表示為地表水分指數(shù)的函數(shù)：

其中：ILSWmax是單個(gè)像元內(nèi)植被生長季的最大ILSW值。本研究中ILSW最大值為0.282 25。

Pscalar表征物候狀況對光合作用的影響，其計(jì)算與葉片的壽命有關(guān)，具有物種特異性[7]。由于毛竹林整年均有葉片覆蓋，所以Pscalar被設(shè)置為1。

最大的光能利用效率因植被類型的不同而呈現(xiàn)顯著的差異[21]。對于特定的植被類型可以通過文獻(xiàn)調(diào)查或利用瞬時(shí)凈生態(tài)系統(tǒng)碳交換數(shù)據(jù)（NEE）和光量子通量密度數(shù)據(jù)（PPFD）的關(guān)系獲得。本研究毛竹林最大光能利用效率取值來源于楊爽的碩士論文，和本研究為同一數(shù)據(jù)源，其值為0.002 8 mg·μmol-1，由Michaelis-Menten模型擬合得出[19]。

2 結(jié)果

2.1 VPM模型對總初級(jí)生產(chǎn)力的估測

將由通量塔獲取的溫度和光合有效輻射整合成8 d數(shù)據(jù)，結(jié)合由MODIS影像計(jì)算獲得的植被指數(shù)數(shù)據(jù)來驅(qū)動(dòng)VPM模型，獲得2011年、時(shí)間分辨率為8 d的毛竹林總初級(jí)生產(chǎn)力的估測值（PGPVPM），并和由通量塔數(shù)據(jù)獲取的總初級(jí)生產(chǎn)力（PGPobs）進(jìn)行對比驗(yàn)證。由圖2可以看出：利用VPM模型估測的總初級(jí)生產(chǎn)力和渦度相關(guān)通量觀測的總初級(jí)生產(chǎn)力在研究時(shí)間段內(nèi)季節(jié)動(dòng)態(tài)一致。

VPM模型估算的2011年毛竹林總初級(jí)生產(chǎn)力為1 848.54 g·m-2，通量塔數(shù)據(jù)獲得的2011年毛竹林總初級(jí)生產(chǎn)力為1 899.69 g·m-2，相對誤差為2.69%。盡管VPM模型估算的總初級(jí)生產(chǎn)力和通量塔獲得的總初級(jí)生產(chǎn)力在總量上相對誤差較小，在季節(jié)動(dòng)態(tài)上趨勢一致，但是VPM模型估算的總初級(jí)生產(chǎn)力（PGPVPM）并不能很好地與渦度協(xié)方差技術(shù)獲得的總初級(jí)生產(chǎn)力（PGPobs）在細(xì)節(jié)上相匹配。在整個(gè)生長季節(jié)，PGPVPM與PGPobs的差異隨著溫度升高以及植被生長，逐漸增大，在夏天達(dá)到峰值，之后逐漸降低。PGPVPM與PGPobs線性關(guān)系的決定系數(shù)為0.747，低于同一模型在森林、農(nóng)田以及草原上的估算準(zhǔn)確度[3-7]。

2.2 植被指數(shù)的季節(jié)動(dòng)態(tài)和與PGPobs的關(guān)系

圖2 利用VPM模型估算的基于MODIS的總初級(jí)生產(chǎn)力（PGPVPM）在2011年的時(shí)空動(dòng)態(tài)，以及與通量塔測量的總初級(jí)生產(chǎn)力（PGPobs）之間的關(guān)系Figure 2 Comparison of season changes in gross primary production from carbon flux site（PGPobs）and the MODIS-based model VPM（PGPVPM）in the 2011，simple linear regression relationship between PGPobsand PGPVPM

圖3是2011年山川站毛竹林INDV，IEV和ILSW的季節(jié)動(dòng)態(tài)。在數(shù)值上INDV最大，其次是IEV，ILSW的值最小。這3個(gè)植被指數(shù)都在7月達(dá)到峰值，全年變化趨勢與總初級(jí)生產(chǎn)力保持一致。植被指數(shù)與總初級(jí)生產(chǎn)力的判定系數(shù)為：IEV（R2=0.69）＞INDV（R2=0.62）＞ILSW（R2=0.12）。非生長季ILSW的顯著升高源于研究區(qū)域冬季的積雪覆蓋，積雪覆蓋改變了地表反射率[22]。IEV與INDV相比，與通量塔數(shù)據(jù)獲取的總初級(jí)生產(chǎn)力有更好的線性關(guān)系，IEV與總初級(jí)生產(chǎn)力的決定系數(shù)（R2）在0.69，而INDV為0.62，因此對總初級(jí)生產(chǎn)力的解釋程度來看，IEV比INDV具有更好的解釋結(jié)果。

3 討論和總結(jié)

本研究應(yīng)用集成MODIS衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)和地面通量站點(diǎn)的觀測數(shù)據(jù)的VPM模型來估算毛竹林總初級(jí)生產(chǎn)力。估測結(jié)果表明，對于毛竹林生態(tài)系統(tǒng)，IEV和總初級(jí)生產(chǎn)力（PGP）仍然具有更強(qiáng)的相關(guān)性，而INDV和PGP的相關(guān)性則相對較弱，表明IEV在表征地表植被覆蓋狀況方面優(yōu)于INDV，進(jìn)一步說明使用IEV代替INDV進(jìn)行PGP估測的優(yōu)勢。VPM模型估測的PGP在季節(jié)變化趨勢上和通量站點(diǎn)數(shù)據(jù)獲得的PGP保持一致，在全年累積總量上接近，但是估測值和觀測值之間仍然存在一定的差異，尤其是在生長季節(jié)。

尺度擴(kuò)展問題是通量研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)問題，通量塔的測量范圍是有限的，通常為通量塔高度的100倍[23]。遙感模型的應(yīng)用能幫助我們將單個(gè)站點(diǎn)的研究推導(dǎo)到區(qū)域尺度，遙感模型估算結(jié)果和實(shí)測數(shù)據(jù)的比較是驗(yàn)證和校正模型的第1步。限于時(shí)間等因素，本研究僅應(yīng)用VPM模型對毛竹林的總初級(jí)生產(chǎn)力進(jìn)行了估測和檢驗(yàn)，并沒有將模型進(jìn)行尺度外推，且對模型的誤差來源沒有進(jìn)行深入探討，研究中的一些結(jié)論和觀點(diǎn)還有待于進(jìn)一步驗(yàn)證。根據(jù)目前在研究過程中遇到問題的一些理解和思考，認(rèn)為在以下一些問題上需要進(jìn)一步的完善和發(fā)展。

本研究僅利用VPM模型對毛竹林的總初級(jí)生產(chǎn)力（PGP）進(jìn)行了估測，和通量塔觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行了交叉驗(yàn)證，分析了毛竹林總初級(jí)生產(chǎn)力在2011年的季節(jié)和年際變化規(guī)律，但是并未對模型進(jìn)行擴(kuò)展研究。對VPM模型有效性的驗(yàn)證僅利用了2011年的觀測資料，基于毛竹林生長的一些特殊性，葉齡、竹齡、葉位等均對毛竹的光合作用能力和碳匯能力有巨大的影響，并且毛竹存在大小年之分，對毛竹林生態(tài)系統(tǒng)碳通量的監(jiān)測應(yīng)充分考慮這些因素，需要長期數(shù)據(jù)的檢驗(yàn)和分析，才能對毛竹林生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)有更深刻的認(rèn)識(shí)。

圖3 毛竹林植被指數(shù)（IEV，INDV，ILSW）和通量塔獲得的總初級(jí)生產(chǎn)力Figure 3 Vegetation indices（IEV，INDV，ILSW）and the gross primary productionof the carbon flux site

在整個(gè)模型的應(yīng)用中，關(guān)鍵參數(shù)只有IEV和ILSW，結(jié)合了溫度和光合有效輻射數(shù)據(jù)，忽略了毛竹林生長過程中的一些其他因素；雖然植被指數(shù)能很好地反映植被的生長狀況和季節(jié)變化趨勢，但是并不能很好地解釋物理過程，如：植被的光合作用過程、生態(tài)系統(tǒng)呼吸過程、橫向碳交換等，需要進(jìn)一步增加相關(guān)解釋因子。

VPM模型中，最大光能利用率是一個(gè)最重要的參數(shù)，由植被類型確定，且在植被生長的不同階段，最大光能利用率不是固定不變的。本研究參照楊爽的研究結(jié)果，將最大光能利用率取為一個(gè)固定值，且該值在計(jì)算過程中并沒有考慮海拔、溫度和坡度等因素對最大光能利用率的影響，可能導(dǎo)致估算結(jié)果的誤差。在模型中僅用溫度和水分因子對最大光能利用效率進(jìn)行了線性調(diào)節(jié)，最大光能利用率和調(diào)節(jié)因子的誤差會(huì)帶來總初級(jí)生產(chǎn)力估算的不確定性。

由于數(shù)據(jù)觀測和采樣誤差、相關(guān)數(shù)據(jù)的缺乏，模型在模擬生態(tài)系統(tǒng)過程中的偏差，以及模擬技術(shù)和算法的不確定性，使得在觀測、模擬區(qū)域或全球尺度的陸地生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力過程中存在著一定的不確定性。在本研究中并沒有對誤差來源進(jìn)行分析、量化和定量化表達(dá)，如何對這些誤差來源和不確定性進(jìn)行分析將是進(jìn)一步研究的重點(diǎn)。

總之，毛竹林作為森林生態(tài)系統(tǒng)一個(gè)重要類型和組成部分，對其碳匯能力的研究應(yīng)進(jìn)一步深化。VPM模型雖然已在森林、草地、農(nóng)田等生態(tài)系統(tǒng)中得到很好的應(yīng)用和驗(yàn)證，在毛竹林生態(tài)系統(tǒng)中也有一定的精度，但是要精確估測毛竹林的總初級(jí)生產(chǎn)力仍需要進(jìn)一步的發(fā)展和細(xì)化參數(shù)。VPM模型的最終目的是以更高的時(shí)間和空間分辨率實(shí)現(xiàn)對于區(qū)域或全球不同生態(tài)系統(tǒng)總初級(jí)生產(chǎn)力的準(zhǔn)確估測。

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Gross primary production in Phyllostachys edulis based on MODIS

ZHANG Lijing，GE Hongli
（School of Environmental and Resources Science，Zhejiang A&F University，Lin，an 311300，Zhejiang，China）

To analyze gross primary production（PGP）ofPhyllostachys edulisfrom Shanchuan Village in Anji County，Zhejiang Province in 2011，the vegetation photosynthesismodel（VPM）which was developed by integrating MODIS（Moderate-resolution Imaging Spectroradiometer）and flux measurements was used.Results showed that PGPVPM（1 848.54 g·m-2）was consistentwith results from Shanchuan carbon flux site（1 899.69 g·m-2）having a relative tolerance of 2.69%.Though total PGPwas similar，some differences occurred especially in the growing season，PGPVPMwere higher than PGPobs.The correlation of PGPVPMto PGPobswas 0.747 and the correlation coefficientwas 0.864.Further，time-series data for the IEVhave a stronger linear relationship with the PGPthan those for the Normalized Difference Vegetation Index.Results of this study demonstrate that the satellite-driven VPM has been potential for estimating site-level or regionalPhyllostachys edulisPGP.[Ch，3 fig.22 ref.]

forest ecology；Phyllostachys edulis；gross primary production；harmonic analysis of time series（HANTS）；MODIS

S718.5

A

2095-0756（2014）02-0178-07

2013-03-12；

2013-04-19

“十二五”國家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目（2012BAD22B0503）；浙江農(nóng)林大學(xué)研究生科研創(chuàng)新基金資助項(xiàng)目（3122013240145）

張麗景，從事遙感與信息技術(shù)研究。E-mail：348353551@qq.com。通信作者：葛宏立，教授，博士，從事森林?jǐn)?shù)學(xué)模型技術(shù)、統(tǒng)計(jì)與抽樣技術(shù)、遙感技術(shù)在森林資源監(jiān)測中的應(yīng)用等研究。E-mail：jhghlhxl@163.com