Page 51 - 《广西植物》2025年第8期

８ 期 贾玉伟等: ＴＧ 和 ＶＩ 生产力模型在中亚热带典型森林多时间尺度的适用性评价 １ ４ １ ７

模型(ｖｅｇｅｔａｔｉｏｎ ｉｎｄｅｘ ｍｏｄｅｌ)ꎬ 利用 ＥＶＩ 及光合有 ｆｉｓｓａ)、锥 栗 ( Ｃａｓｔａｎｅａ ｈｅｎｒｙｉ)、 枫 香 ( Ｌｉｑｕｉｄａｍｂａｒ
效辐 射 ( ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃａｌｌｙ ａｃｔｉｖｅ ｒａｄｉａｔｉｏｎꎬ ＰＡＲ)ꎬ ｆｏｒｍｏｓａｎａ ) 等ꎬ 伴 生 种 有 马 尾 松 ( Ｐｉｎｕｓ
对中国北方地区农田的总初级生产力进行了模 ｍａｓｓｏｎｉａｎａ)等ꎮ
拟ꎮ 这类遥感模型减少了因使用不同气象数据集 桉树人工林观测点位于广西国有黄冕林场波
而导致的不确定性ꎬ实现了 ＧＰＰ 的区域模拟ꎬ并且 寨林站 ２、４ 小班(１０９°４５′１３″ Ｅ、２４°２９′０２″ Ｎ )ꎬ丘
模拟结果较为准确和可靠ꎮ 近年来ꎬ模型参数校 陵地貌ꎬ海拔 ２２６ ｍꎬ林地的成土母岩以砂页岩和
正和模型结果验证逐渐成为模型在区域内适用性 夹泥岩为主ꎮ 土壤为重壤土ꎬｐＨ 值 ３.５ ~ ４.３ꎬ土壤
研究的重点问题ꎮ 通常情况下ꎬ大多数学者在进 有机质和总氮的含量分别是 ２７ ｇｋｇ 和 １.２９ ｇ
￣１
行模型参数校正时会选择整年的实测数据ꎬ或随 ｋｇ ꎮ 属于中亚热带季风气候ꎬ年均温度为 １９ ℃ ꎬ
￣１
机选取大约 ７０％ 的数据来进行标 定 ( Ｌｉｕ ｅｔ ａｌ.ꎬ 年均降水量为 １ ７５０ ｍｍ 且降雨季节分布不均ꎮ
２０１４ꎻ 王克清等ꎬ２０１７ꎻ Ｗａｔｈａｍ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１７)ꎬ但 春季和夏季(４—８ 月) 降水量约占 ７０％ꎮ 桉树品
鲜有学者分季节进行敏感参数的标定ꎮ 已有学者 种为广西种植面积最大的东门尾巨桉( Ｅｕｃａｌｙｐｔｕｓ
在中国地区开展遥感 ＧＰＰ 模型的应用与比较研究 ｇｒａｎｄｉｓ × Ｅｕｃａｌｙｐｔｕｓ ｕｒｏｐｈｙｌｌ ＤＨ３２￣２６ꎬ Ｅｕｃａｌｙｐｔｕｓ
(王克清等ꎬ２０１７)ꎬ研究站点涵盖范围广泛ꎬ但数 ｇｒａｎｄｉｓ × Ｅｕｃａｌｙｐｔｕｓ ｕｒｏｐｈｙｌｌ ＤＨ３２￣２９)ꎬ种植密度
￣２
据时段大部分在 ２００３—２００５ 年ꎮ 为 １ ４２５ ｐｌａｎｔｓｈｍ ꎮ
常绿阔叶林和桉树人工林是中亚热带地区重
要的生态系统类型ꎬ应用遥感模型估算和监测其 ２ 研究方法
ＧＰＰ 有助于了解植被生长的动态变化和生态系统
的健康状况ꎬ此外也有助于更有效地监测生态系 ２.１ 涡度和气象数据整理
统的碳汇能力ꎬ从而为区域碳循环研究提供科学 本研究采用的站点数据为开路式涡度相关系
依据ꎮ 本研究以位于中亚热带的次生常绿阔叶林 统(Ｌｉ￣Ｃｏｒ ７５００Ａ) 和自动气象观测系统在 ２０１９—
和桉树人工林为试验区域ꎬ依托地面观测数据及 ２０２１ 年的观测数据ꎮ 具体数据包括涡度相关数据
中等分辨率成像光谱仪( ＭＯＤＩＳ) 数据ꎬ在两种尺 [ 净 生 态 系 统 交 换 ( ｎｅｔ ｅｃｏｓｙｓｔｅｍ ｅｘｃｈａｎｇｅꎬ
度(全年和季节)上对 ＴＧ 和 ＶＩ 模型的敏感参数进 ＮＥＥ)]、气象数据 [光合有效辐射( ＰＡＲ)、入射短
行了标定ꎬ并使用标定后的模型对两种森林生态 波 辐 射 ( ｇｌｏｂａｌ ｒａｄｉａｔｉｏｎꎬ Ｒ )、 空 气 温 度 ( ａｉｒ
ｇ
系统的 ＧＰＰ 进行了估算ꎮ 通过将模拟结果与通量 ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅꎬ Ｔ )、 空 气 饱 和 水 汽 压 差 ( ｖａｐｏｒ
ａｉｒ
塔实测 ＧＰＰ 进行比较ꎬ拟探讨以下问题:( １) ＴＧ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｄｅｆｉｃｉｔꎬ ＶＰＤ)、土壤温度( ｓｏｉｌ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅꎬ
和 ＶＩ 模型在中亚热带地区两种典型森林的适用 Ｔ ) 和 土 壤 体 积 含 水 率 ( ｓｏｉｌ ｗａｔｅｒ ｃｏｎｔｅｎｔꎬ
ｓｏｉｌ
性ꎻ(２) 两种标定方法( 全年和季节) 的模拟效果 ＳＷＣ)]ꎮ 其中ꎬＰＡＲ 用于模型输入参数ꎬＲ 、Ｔ 和
ｇ ａｉｒ
差异ꎮ 本研究旨在为遥感 ＧＰＰ 模型在中国亚热带 ＶＰＤ 用于 ＮＥＥ 缺失数据的插补ꎬＴ 和 ＳＷＣ 用于
ｓｏｉｌ
地区的应用提供理论依据ꎬ并为模型标定提供新 ＮＥＥ 成分的分解ꎮ
的思路ꎮ 先将原始 涡 度 数 据 ( ＮＥＥ) 进 行 坐 标 旋 转 校
正、频率响应校正和数据质量控制标记等预处理ꎬ
１ 研究区概况 再进行存储校正和 Ｕ 过滤ꎬ临界值取 ０.１ ｍｓ ￣１
∗
(Ｒｉｃｈａｒｄｓｏｎ ＆ Ｈｏｌｌｉｎｇｅｒꎬ ２００７)ꎮ 且采用查表法插
次生常绿阔叶林观测点位于广西壮族自治区 补数据(Ｆａｌｇｅ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２００１)ꎬ即所有涡度数据以特

中国科 学 院 广 西 植 物 研 究 所 内 ( １１０° １７′０３″ Ｅ、 定的时间窗口内的相似气象条件为依据进行分类
２５°０１′４６″ Ｎ)ꎬ丘陵地貌ꎬ海拔 １８０ ｍꎬ土壤主要是 并计算平均值ꎬ从而得到可供参照的速查表ꎮ 缺
砂页岩发育而成的红壤ꎬ平均 ｐＨ 值为 ４.９３ꎬ土壤 失的 ＮＥＥ 可利用同时间序列中已知的气象数据与
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有机质和总氮的含量分别是 ２８ ｇｋｇ 和 １.４２ ｇ 速查表匹配ꎬ对应的通量数据即为所缺失的数据ꎮ
￣１ 最后将完整时间序列的 ＮＥＥ 划分为 ＧＰＰ 和生态
ｋｇ ꎮ 属于中亚热带季风气候ꎬ年均温度 １９.２ ℃ ꎬ
年均降水量 １ ８００ ｍｍ 左右ꎮ 群落冠层优势树种 系统 呼 吸 ( ｅｃｏｓｙｓｔｅｍ ｒｅｓｐｉｒａｔｉｏｎꎬ Ｒ ) ( Ｗｕｔｚｌｅｒ ｅｔ
ｅｃｏ
主要有木荷( Ｓｃｈｉｍａ ｓｕｐｅｒｂａ)、黧蒴锥( Ｃａｓｔａｎｏｐｓｉｓ ａｌ.ꎬ ２０１８)ꎮ 计算公式如下: