J. Chen ‘ s Research

Wat is de netto primaire productiviteit (NPP)?

NPP is een parameter die wordt gebruikt om de netto koolstofabsorptiesnelheid door levende planten te kwantificeren. NPP is het verschil tussen plantfotosynthese en ademhaling, waardoor een deel van de geabsorbeerde koolstof vrijkomt, dat wil zeggen

NPP = Fotosynthesesnelheid-plant Respiratiesnelheid

(uitgedrukt in eenheden van gram koolstof/vierkante meter/jaar)

Waarom is NPP belangrijk?

1. NPP is een maat voor plantengroei. Het biedt sterk gesynthetiseerde, kwantitatieve informatie voor duurzaam beheer van hulpbronnen.
2. NPP is een belangrijk onderdeel van de koolstofcyclus van de biosfeer, wat een belangrijk aspect is van wereldwijde studies naar klimaatverandering, d.w.z.

netto Koolstofstroom naar/van terrestrische ecosystemen (NEP) = NPP – Bodemademhaling (gram koolstof/vierkante meter/jaar)

hoe wordt NPP geschat bij CCR ‘ s?

Een op processen gebaseerd computermodel, de boreale Ecosysteemproductiviteitssimulator (BEPS) in Figuur 1, is ontwikkeld om plantengroei na te bootsen en schattingen van NPP te leveren. BEPS berekent, in dagelijkse stappen: bodemwaterbalans, stomatale geleidbaarheid, zonverlichte en schaduwrijke bladoppervlakte index, zonverlichte en schaduwrijke blad bruto fotosynthese, totale bruto bladerdak fotosynthese, onderhoud en groei ademhaling van bladeren, stengels en wortels. Het voert NPP, evapotranspiratie, en andere parameters van belang.

Deze waarden kunnen worden berekend voor individuele stands of Grotere gebieden. In de huidige uitvoering worden BEPS-resultaten gegeven voor elke 1 km2 (100 hectare) van Canada in Figuur 2 vanwege de resolutie van de satellietgegevens. In de toekomst verwachten we Canada-brede schattingen te berekenen met een betere resolutie, tussen de 6 en 25 hectare.

teledetectie-ingangen voor BEPS zijn leaf area index (LAI) (intervallen van 10 dagen) en landbedekking (jaarlijks). De meteorologische input omvat de dagelijkse waarden van de maximale en minimale luchttemperatuur, de totale zonnestraling, de gemiddelde vochtigheid en de totale neerslag. De gebruikte bodemgegevens zijn de beschikbare bodemwatercapaciteit (of bodemtextuur). Zowel meteorologische als bodemgegevens worden gerasterd in dezelfde resolutie en kaartprojectie als de teledetectie-ingangen.

Wat zijn de voordelen van BEPS?

1. maakte de productie mogelijk van de allereerste NPP-kaart over Canada met een resolutie van 1 km in Figuur 2.
2. satellietgegevens worden gebruikt om informatie te verschaffen over landbedekking en de seizoensgebonden variatie in bladoppervlakte.
3. fotosynthese van het bladoppervlak wordt berekend aan de hand van het model van Farquhar op bladniveau na ruimtelijke schaling naar het bladoppervlak en temporele integratie tot één dag. De ruimtelijke schaling wordt gemaakt met behulp van een zonovergoten bladscheidingsmethode. De dagelijkse integratie wordt bereikt door rekening te houden met de dagelijkse variabiliteit van meteorologische omstandigheden. Een analytische oplossing voor een vereenvoudigde dagelijkse integratie van het Farquhar-model wordt afgeleid en gebruikt in BEPS. De niet-lineaire effecten van deze omstandigheden op de opname van kooldioxide weerhielden ons van het gebruik van rekenkundige dagelijkse middelen. Het eenvoudige fotosynthesemodel voor grote bladeren werd in de recente versie van BEPS opgegeven omdat het niet in staat was om de niet-lineaire effecten van meteorologische omstandigheden op de fotosynthese te overwegen. de verdamping wordt berekend aan de hand van het Penman-Monteith-model, maar de berekening van de bedekkingsgeleiding wordt aangepast om het niet-lineaire effect van straling op de stomatale geleiding in de dagelijkse stepberekeningen in aanmerking te nemen.
4. de effecten van de verschillende bladerdekarchitectuur op de stralingsabsorptie en zonovergoten bladscheiding worden in aanmerking genomen door gebruik te maken van een eenvoudige klonterindex.

de index werd afgeleid uit metingen van TRAC.

waarom satellietgegevens gebruiken?

1. snelle dekking van grote gebieden
2. detectie van interseizoengebonden en jaarlijkse variaties
3. consistente gegevenskwaliteit
4. geen schade aan planten
5. kosteneffectiviteit

valideren we de NPP-kaarten?

Ja. De validatie werd voor het eerst uitgevoerd met behulp van biomassa per perceel gegevens uit Quebec omgezet in NPP. Onlangs werd een gedetailleerde validatie uitgevoerd met behulp van gegevens uit de boreale Ecosystem-Atmospheric Study (BOREAS) in Figuur 3 en 4. Met behulp van gelijktijdige metingen van de kooldioxideflux boven en onder het bladerdak van het bos was het voor het eerst mogelijk om NPP-berekeningen te valideren in uur-en dagelijkse stappen. Op die manier kunnen ook de componenten van BEPS worden gevalideerd. Ze omvatten Grove fotosynthese, autotrofe ademhaling, stralingsabsorptie, evapotranspiratie, neerslag onderschepping, en anderen. NPP zal verder gevalideerd worden op landschapsniveau.

Cihlar, J., J. M. Chen, Z. Li.1997. “Seasonal AVHRR Multichannel data Sets and Products for Scaling up Biosferic Processes”. Tijdschrift voor geofysisch onderzoek 102: 29625-29640.

Liu J., J. M. Chen, J. Cihlar en W. M. Park. 1997. “A Process-Based Boreal Ecosystem Productivity Simulator Using Remote Sensing Inputs”. Het milieu, 62,158-175.

Running, S. W., and J. C. Coughlan. 1988. “A General Model of Forest Ecosystem Processes for Regional Applications I. Hydrological Balance, Canopy Gas Exchange and Primary Production Processes”. Ecological Modelling 42: 125-154.