J. Chen ‘ s Research

Hvad er netto primær Produktivitet (NPP)?

NPP er en parameter, der bruges til at kvantificere netto kulstofabsorptionshastigheden af levende planter. NPP er forskellen mellem plante fotosyntese og respiration, som frigiver en del af det absorberede kulstof, det vil sige

NPP = Fotosyntesehastighed – plante respirationshastighed

(udtrykt i enheder af gram kulstof/kvadratmeter/år)

Hvorfor er NPP vigtig?

1. NPP er et mål for plantevækst. Det giver stærkt syntetiseret, kvantitativ information til bæredygtig ressourceforvaltning.
2. NPP er en vigtig komponent i biosfærens kulstofcyklus, som er et vigtigt aspekt af globale klimaændringsundersøgelser, dvs.

Netto Kulstofstrøm til/fra terrestriske økosystemer (NEP) = NPP – Jordånding (gram kulstof/kvadratmeter/år)

hvordan estimeres NPP til CCRS?

en procesbaseret computermodel, den boreale Økosystemproduktivitetssimulator (BEPS) i Figur 1, er udviklet til at efterligne plantevækst og give estimater af NPP. BEPS beregner i daglige trin: jordvandbalance, stomatal konduktans, solbelyst og skyggefuldt bladarealindeks, solbelyst og skyggefuldt blad brutto fotosyntese, total brutto baldakin fotosyntese, vedligeholdelse og vækst respiration af blade, stængler og rødder. Det udsender NPP, evapotranspiration og andre parametre af interesse.

disse værdier kan beregnes for individuelle stande eller større områder. I den nuværende implementering leveres BEPS-resultater for hver 1 km2 (100 hektar) i Canada i figur 2 på grund af opløsningen af satellitdataene. I fremtiden forventer vi at beregne Canada-dækkende estimater med bedre opløsning, mellem 6 og 25 hektar.

fjernbetjeningsindgange for BEP ‘ er er bladarealindeks (LAI) (10-dages intervaller) og jorddækning (årligt). Meteorologiske input inkluderer daglige værdier for maksimal og minimal lufttemperatur, total solstråling, gennemsnitlig fugtighed og total nedbør. De anvendte jorddata er den tilgængelige jordvandskapacitet (eller jordstruktur). Både meteorologiske data og jorddata er inddelt i samme opløsning og kortprojektion som input til fjernmåling.

hvad er fordelene ved BEPS?

1. muliggjorde produktionen af det første NPP-kort nogensinde over Canada med 1 km opløsning i figur 2.
2. satellitdata bruges til at give oplysninger om arealdækning og sæsonvariationen i bladareal. Canopy fotosyntese beregnes ved hjælp af Bladniveauet Farkhar ‘ s model efter rumlig skalering til baldakinen og tidsmæssig integration til en dag. Den rumlige skalering er lavet ved hjælp af en solbeskygget bladseparationsmetode. Den daglige integration opnås ved at overveje den daglige variation i meteorologiske forhold. En analytisk løsning på en forenklet daglig integration af Farkhars model er afledt og brugt i BEPS. De ikke-lineære virkninger af disse forhold på kultveilteoptagelse forhindrede os i at bruge aritmetiske daglige midler. Den enkle fotosyntesemodel med store blade blev opgivet i den nylige version af BEPS på grund af dens manglende evne til at overveje de ikke-lineære virkninger af meteorologiske forhold på fotosyntese.
3. Evapotranspiration beregnes ved hjælp af Penman-Monteith-modellen, men beregningen af baldakinens konduktans ændres for at overveje den ikke-lineære effekt af stråling på stomatal konduktans i daglige trinberegninger.
4. virkningerne af den særskilte baldakinarkitektur på strålingsabsorption og solbeskygget bladseparation overvejes ved brug af et simpelt klumpindeks.

indekset blev afledt af målinger af TRAC.

hvorfor bruge satellitdata?

1. hurtig dækning af store områder
2. påvisning af Inter-seasonal og Inter-årlige variationer
3. konsistent datakvalitet
4. ingen skade på planter
5. omkostningseffektivitet

validerer vi NPP-kortene?

Ja. Valideringen blev først udført ved hjælp af plotbiomassedata fra Kebec konverteret til NPP. For nylig blev detaljeret Validering udført ved hjælp af data fra BOReal Ecosystem-Atmospheric Study (BOREAS) i figur 3 og 4. Ved hjælp af samtidige målinger af kulstofstrøm over og under skovbaldakiner var det muligt at validere NPP-beregninger ved timetrin og daglige tidstrin for første gang. På denne måde kunne komponenterne i BEPS også valideres. De omfatter grov fotosyntese, autotrofisk respiration, strålingsabsorption, evapotranspiration, nedbørsaflytning og andre. NPP vil blive yderligere valideret på landskabsniveau.

Cihlar, J., J. M. Chen, S. Li. 1997. “Seasonal AVHRR multikanals datasæt og produkter til opskalering af biosfæriske processer”. Tidsskrift for geofysisk Forskning 102: 29625-29640.

Liu J., J. M. Chen, J. Cihlar og H. M. Park. 1997. “En Procesbaseret Boreal Økosystemproduktivitetssimulator Ved Hjælp Af Fjernbetjeningsindgange”. Fjernmåling af miljø, 62,158-175.

løb, S. V. og J. C. Coughlan. 1988. “En generel Model for Skovøkosystemprocesser til regionale applikationer I. hydrologisk Balance, Canopy gasudveksling og primære produktionsprocesser”. Økologisk Modellering 42: 125-154.