柳艺博博士在卫星遥感与陆地碳水通量研究方面取得新发现

发布者:系统管理员发布时间:2017-12-28浏览次数:899

近日,重点实验室柳艺博博士在遥感类TOP期刊《Remote Sensing of Environment》上以重点实验室为第一署名单位,发表题为 “Satellite-derived LAI products exhibit large discrepancies and can lead to substantial uncertainty in simulated carbon and water fluxes”的研究论文。介绍了他们关于卫星遥感叶面积指数(LAI)产品存在的差异及其对陆地碳水通量模拟不确定性影响方面的最新成果。Remote Sensing of Environment是遥感领域最顶级SCI学术期刊,涉及地球科学、环境科学、遥感机理与方法等领域,在全球28种同类SCI期刊中长期排名第1,中科院JCR分区1区,2016年影响因子为6.26,五年影响因子为7.65

作为描述植被结构的关键生理参数,叶面积指数(LAI)的可靠性对于明晰陆地生态系统与大气之间CO2和水汽交换过程尤为重要。但遥感LAI产品的不确定性及其对区域尺度碳水通量的模拟影响尚不清楚。研究利用野外LAI调查数据、文献整合数据和Landsat卫星数据等评估了三种利用MODIS地表反射率数据生成的LAI产品--MODIS LAIMCD15)、GLASS LAIGLASS)、基于四尺度几何光学模型的LAIFSGOM),在此基础上结合生态系统过程模型对LAI产品不确定性导致的中国陆地生态系统总初级生产力(GPP)和蒸散(ET的影响进行了定量模拟和分析。

研究发现,三种LAI产品在大小、格局和变化趋势上均存在显著差异。LAI产品的差异导致GPPET模拟结果存在较大差异:基于GLASSFSGOM模拟的中国陆地生态系统年平均GPP总量分别高出MCD155.16 Pg C yr-1)约22.5%19.2%GLASSMCD15模拟的GPP2003-2012年间呈增加趋势的比例分别为15.9%17.3%,高于FSGOM12.6%)。基于GLASSFSGOM模拟的全国平均年ET379.9 mm yr-1374.4 mm yr-1,分别高出MCD15模拟结果约7.9%6.3%。由GLASSMCD15模拟的ET呈增加趋势地区分别占总中国陆地总面积的5.7%5.8%,高于FSGOM的模拟结果(3.9%)。

研究指出,作为诊断类陆地生物圈模型中的关键输入变量,卫星遥感LAI产品的差异会导致GPPET估算存在较大不确定性。预测类陆地生物圈模型虽不需要LAI作为输入,但将LAI产品同化到模型中来模拟的碳水通量亦会导致显著的不确定性。开发更为准确的遥感LAI产品进而将其作为输入驱动或同化到陆地生物圈模型中将有效改善陆地生态系统碳水通量模拟的可靠性。该研究对于明晰气候变化背景下生态系统碳水通量准确模拟以及明晰缓解和适应气候变化对策具有重要的理论指导意义。

论文合作单位包括美国新罕布什尔大学University of New Hampshire、南京大学、美国俄克拉荷马大学(University of Oklahoma)、闽江学院和浙江农林大学等。研究得到国家重点研发计划(2016YFA0600202),国家自然科学基金(414012184170139341271354),公益性行业(气象)科研专项(重大专项)(GYHY201506001-6),以及美国NASANSF等项目资助。

柳艺博博士主要从事陆地生态系统碳水循环和资源环境遥感等方面的研究,相关主要研究成果发表于《Remote Sensing of EnvironmentEnvironmental Research Letters》、《Scientific Reports》、《Biogeosciences》、《Hydrology and Earth System Sciences》、《Chinese Science Bulletin》、《Frontiers of Earth Science》等期刊(https://www.researchgate.net/profile/Yibo_Liu/)。

论文链接:http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0034425717305977

中国陆地生态系统三种LAI遥感产品(GLASS, MODIS, FSGOM)的变化趋势

三种LAI产品(GLASS, MODIS, FSGOM)模拟的中国陆地生态系统GPPET变化