基于遥感技术的麦田生态系统碳汇模型研究

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1、万方数据基于遥感技术的麦田生态系统碳汇模型的研究型的建立，对于维持生态系统的碳平衡、实现碳中性(人为排放的C02同通过人为措施吸收的C02达到动态平衡)具有不可小觑的重要价值。其次，在联合国2009年举办的气候变化峰会上，胡锦涛同志(前任国家主席)已经许诺过：“到2020年，单位基础国内生产总值的C02排放，争取要比2005年显著降低。”因此，在国际的大环境下，我国在积极的促进经济发展的同时又要保证达到减缓碳排放的重要目标。就全球来看，农业用地占全球土地的约10％左右，IPCC的第四次评估报告中就曾经提到农业是当前陆地生态系统中具有极大的缓解能力与潜力的系统之一

2、。农业及农田生产劳动耕作己经成为对温室气体进行排放的一个紧要来源，约20％的C02、90％的N20和70％的CH4都从农业活动及其相关的过程中产生；与此同时，全世晁的农田生态系统亦然为一个非常庞大的碳储备仓库，据统计来看，其碳贮藏含量最高能够达到170Pg左右，这个数字能够占到全球的整个陆地生态系统碳贮藏量的10％还要多。全球农业的减排自然总潜力达到C02一ep7300(．110016900)Mt·a。(孙秀丽等，2009)。无疑，整个农业生产活动是一个非常强大的碳汇系统，除了农作植物能够主要进行光合作用贮存丰富的碳以外，土壤也同样是一个很丰富的碳库。然而，农田

3、生态系统是非常复杂的，不同的管理方式和生产方式等都对碳元素吸收排放的平衡稳定造成一定的改变，本论文通过麦田系统的碳汇模型的创建，对于合理规划、科学设计减缓温室气体的排放、实现现代农业的低碳化经济发展具有根本性的意义。此外，遥感作为一种新的、迅速发展的综合地球观测技术，它的出现和日渐普及不仅是客观事实的认识和探索自然的需要，并且遥感它拥有其它技术手段根本没有办法比较的特质：首先，其数据资源的综合性非常强：其次，遥感技术可以实时地动态地对地面物体的变化进行反映；另外，其采集数据非常快、探测范围非常广。可见，利用遥感技术进行农田生态系统碳汇的综合模型的建立是科技发展的

4、需求，也是创新方式的应用，无论对于农田生态系统的稳定还是对遥感技术的发展都具有重要的推动意义。．1．3研究现状1．3．1国内外农田碳汇模型相关研究现状(1)国外农田碳汇模型主要研究现状对于农田碳汇模型的建立，国外学者都做了大量的研究，并纷纷提出了多种不同类型的模型，相继受到广泛的关注。其中，CASA是南Potter等人在上世纪90年代初最早建立，该模型通过光能利用率表达，是由遥感影像数据、温度、太阳辐射、降水还有2万方数据山东农业大学硕士学位论文植被及土壤性质等联合进行驱动的，在陆地生态系统中大多是用于植被碳汇计算；另外，位于科罗拉多州立大学(美国)的Parto

5、n等人提出了能够表征土壤有机质动态变化的CENTURY估算模型，它可以适用于各种类型尺度的系统，是现在为止利用最广泛的系统碳估算模型之‘一。再有，NewHampshire大学(美国)的李长生最早提出的DNDC模型也备受关注，其以日为单位作为时间步长，主要是可以对农业相关生态系统中碳氮元素的各类循环进行模拟，它也是现在国际上模拟相关循环模型最为成功的一个；此外，洛桑实验室(英国)的Jenkinson等人经过长时问且大批的对农田进行试验所取得的信息，建立了著名的RothC模型，即土壤有机碳(SOC)周转模型，该模型只是和土壤部分相互联系，对于植物无论是地上部分或是归

6、还到地下的部分都不作考虑，所以RothC一般在通透性比较好的矿质类型等土壤环境中使用，因而应用范围相对较窄。(2)国内农田碳汇模型主要研究现状国内关于农田碳汇模型的研究起步较晚，研究的内容相对较少，近年来对于该方向也是日渐关注。2000年出版的《全球生态学气候变化与生态响应》一书(方精云主编)，它所阐述的相关世界范围内关于碳的研究成果的内容在国内是现有比较齐整且全面的，它还详细介绍了中国现存有关碳源汇的估算理论和最新成果，为很多国内学者的研究提供了极大的便利：黄耀等人模拟了有关农田土壤部分的有机碳动态模型相关研究并通过考察验证得出了较好的结果；2002年，王少强

7、等人的“中国东北地区植被和土壤碳汇的评价”中指出，他们把RS技术和GIS技术进行结合，完成了该地植被和土壤部分的生物量和有机碳贮量的考查，成功得出了该地区植被和土壤的碳密度值，为后人研究提供了极大的理论支持和思想空间；2003年杨书运等人发表对农田C02释放量的一个初步研究，通过夜晚在不同天气条件和土壤深度条件下的相关测定，初步进行了江淮地区的土壤CO：释放状况的探究；随后，赵荣钦等人对河南省的农田系统的碳源／汇情况进行了探究，并根据West等确定的碳转化系数完成了农田碳汇相关模型，为日后学者对于农田碳汇模型的研究提供了有效的参考。1．3．2国内外基于遥感技术的

8、农田研究现状(1)国内外