J. Chens Forskning

Hva Er Netto Primærproduktivitet (NPP)?

NPP er en parameter som brukes til å kvantifisere netto karbonabsorpsjonshastighet av levende planter. NPP er forskjellen mellom plante fotosyntese og respirasjon som frigjør en del av karbon absorbert, det vil si

NPP = Fotosyntese Rate – Plante Respirasjon Rate

(uttrykt i enheter av gram karbon/kvadratmeter/år)

Hvorfor er NPP viktig?

1. NPP er et mål for plantevekst. Det gir svært syntetisert, kvantitativ informasjon for bærekraftig ressursforvaltning.
2. NPP er en viktig komponent i biosfæren karbon syklus, som er et viktig aspekt av globale klimaendringsstudier, dvs.

Netto Karbonstrøm til/Fra Terrestriske Økosystemer (NEP) = NPP – Jord Respirasjon (gram karbon/kvadratmeter/år)

hvordan er NPP estimert TIL CCRS?

en prosessbasert datamodell, Boreal Ecosystem Productivity Simulator (Beps) I Figur 1, er utviklet for å etterligne plantevekst og gi estimater av NPP. BEPS beregner, i daglige trinn: jordvannsbalanse, stomatal konduktans, solbelyst og skyggelagt bladområdeindeks, solbelyst og skyggelagt blad brutto fotosyntese, total brutto baldakin fotosyntese, vedlikehold og vekst respirasjon av blader, stengler og røtter. Den sender UT NPP, evapotranspirasjon og andre parametere av interesse.

disse verdiene kan beregnes for individuelle stativ eller større områder. I den nåværende implementeringen er beps-resultatene gitt for Hver 1 km2 (100 hektar) Canada I Figur 2 på grunn av oppløsningen av satellittdataene. I fremtiden forventer Vi å beregne canada-brede estimater med bedre oppløsning, mellom 6 og 25 hektar. Fjernmålingsinnganger for Beps er bladområdeindeks (LAI) (10-dagers intervaller) og landdekning (årlig). Meteorologiske innganger inkluderer daglige verdier av maksimal og minimum lufttemperatur, total solstråling, gjennomsnittlig fuktighet og total nedbør. Jord data som brukes er tilgjengelig jord vann kapasitet (eller jord tekstur). Både meteorologiske og jorddata er gridded i samme oppløsning og kartprojeksjon som fjernmåling innganger.

hva er fordelene MED BEPS?

1. Muliggjorde produksjonen av det aller første npp-kartet over Canada med 1 km oppløsning I Figur 2.
2. Satellittdata brukes til å gi informasjon om landdekke og sesongvariasjon i bladområdet. fotosyntese beregnes ved Hjelp Av farquhars Modell på Bladnivå etter romlig skalering til baldakinen og tidsmessig integrasjon til en dag. Den romlige skaleringen er laget ved hjelp av en solbelyst skyggelagt blad separasjonsmetode. Den daglige integrasjonen oppnås ved å vurdere den daglige variabiliteten av meteorologiske forhold. En analytisk løsning på en forenklet daglig integrasjon Av Farquhars modell er avledet og brukt I BEPS. De ikke-lineære effektene av disse forholdene på karbondioksidopptak forhindret oss i å bruke aritmetiske daglige midler. Den enkle storbladet fotosyntesemodellen ble forlatt i den siste versjonen AV BEPS på grunn av manglende evne til å vurdere de ikke-lineære effektene av meteorologiske forhold på fotosyntese. Evapotranspirasjon beregnes Ved Hjelp Av Penman-Monteith-modellen, men canopy conductance-beregningen er modifisert for å vurdere den ikke-lineære effekten av stråling på stomatal konduktans i daglige trinnberegninger.
3. effektene av den distinkte baldakinarkitekturen på strålingsabsorpsjon og solbelyst skyggelagt bladseparasjon vurderes ved bruk av en enkel klumpingindeks.

indeksen ble avledet fra målinger AV TRAC.

hvorfor bruke satellittdata?

1. Rask dekning av store områder
2. Påvisning av sesongmessige og årlige variasjoner
3. Konsekvent datakvalitet
4. Ingen skade på planter
5. Kostnadseffektivitet

validerer VI NPP-kartene?

Ja. Valideringen ble først utført ved hjelp av plot biomasse data fra Quebec konvertert TIL NPP. Nylig ble detaljert validering utført ved hjelp av data Fra Boreal Ecosystem-Atmospheric Study (BOREAS) I Figur 3 og 4. Ved hjelp av samtidige målinger av karbondioksidflux over og under skogskapper, var DET mulig å validere npp-beregninger ved timeberegninger og daglige tidstrinn for første gang. På denne måten kan komponentene I BEPS også valideres. De inkluderer brutto fotosyntese, autotrofisk respirasjon, strålingsabsorpsjon, evapotranspirasjon, avlytning av nedbør og andre. NPP vil bli ytterligere validert på landskapsnivå.

Cihlar, J., J. M. Chen, Z. Li. 1997. «Seasonal AVHRR Flerkanals Datasett og Produkter For Å Skalere Opp Biosfæriske Prosesser». Tidsskrift For Geofysisk Forskning 102: 29625-29640. Liu J., J. M. Chen, J. Cihlar Og W. M. Park. 1997. «En Prosessbasert Boreal Økosystem Produktivitet Simulator Ved Hjelp Av Fjernmåling Innganger». Fjernmåling Av Miljø, 62,158-175.

Kjører, S. W., Og J. C. Coughlan. 1988. «En Generell Modell Av Skog Økosystem Prosesser For Regionale Applikasjoner I. Hydrologisk Balanse, Baldakin Gassutveksling Og Primære Produksjonsprosesser». Økologisk Modellering 42: 125-154.