青藏高原地区积雪与植被NPP变化响应遥感诊断

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1、博士学位论文青藏高原地区积雪与植被NPP变化响应遥感诊断作者姓名：尹航指导教师：曹春香研究员中国科学院遥感与数字地球研究所学位级别：理学博士学科专业：地图学与地理信息系统培养单位：中国科学院遥感与数字地球研究所2018年6月StudyonInteractionRemoteSensingDiagnosisBetweenSnowandNPPinTibetanPlateauAdissertationsubmittedtoUniversityofChineseAcademyofScienceInPartialfulfillmentoft

2、herequirementForthedegreeofDoctorofPhilosophyInCartologyandGeographicInformationSystemByYinHangSupervisor：ProfessorCaoChunxiangInstituteofRemoteSensingandDigitalEarth，CASJune2018中国科学院遥感与数字地球研究所学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。论文中凡引用他人已经发

3、表或未发表的成果、数据、观点等，均已明确注明出处。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：日期：年月日学位论文使用授权说明本人在导师指导下完成的论文，知识产权归属中国科学院遥感与数字地球研究所。本人完全了解中国科学院遥感与数字地球研究所关于收集、保存、使用学位论文的规定，同意研究所保存或向国家有关部门及机构送交论文的印刷版和电子版，允许论文被查阅和借阅；同意授权研究所采用影印、缩印、数

4、字化或其它复制手段保存和汇编本学位论文。本人保证毕业后，以本论文数据和资料发表论文（著作）或使用论文工作成果时，第一署名单位为中国科学院遥感与数字地球研究所，并征得导师同意。保密论文在解密后遵守此规定。论文作者签名：导师签名：日期：年月日摘要摘要青藏高原平均海拔在4000米以上，独特的地理条件造成其漫长的冬季有大量积雪覆盖，积雪产生的水热条件是植被生长的重要影响因素。青藏高原植被类型中高寒草甸、草原、灌丛所占面积比例最大，而植被净初级生产力（NetPrimaryProductivity，NPP）是草地生态系统最重要的参数之一。青

5、藏高原属于全球变化的敏感区域，因此，青藏高原的生态系统更容易受到全球变化的影响，并进一步导致高原植被各植被参数发生变化。过去几十年青藏高原的气候发生了显著变化（年均气温累积上升1.4℃），导致高原积雪与高寒植被都发生了明显变化。积雪作为植被生长重要的影响因素，研究青藏高原植被NPP与积雪的响应关系及响应机制对于了解NPP变化趋势具有重要的意义。本研究的主要内容是在环境健康遥感诊断的交叉学科框架下，针对作为生态系统健康指数之一的植被净初级生生产力，以时间序列遥感数据为基础，在宏观上对1983年到2012年青藏高原地区植被NPP和积

6、雪相应关系进行遥感诊断。本文的主要研究内容如下：（1）1983-2012年青藏高原地区长时间序列NPP与积雪数据集制作本研究基于长时间序列GIMMS3g-NDVI与气象再分析数据，针对青藏高原地区各植被类型最大光能利用率，应用CASA模型制作了1983~2012年植被NPP数据集，通过与实测生物量数据的对比，结果显示模型具有较好的估算精度。以长时间序列LTDR-AVH09C1与被动微波数据集，应用多元多时相数据融合模型制作了1983~2012年青藏高原积雪数据集，该数据集包含雪深与融雪期两个参数，以MODIS积雪产品与实测积雪数

7、据为对比数据进行了精度评价，结果显示该数据集具有较高的反演精度。（2）1983-2012年青藏高原植被NPP和积雪变化时空演变分析研究首先分析了NPP和积雪参数的月均、年均分布的时空特征，以及近三十年的变化趋势；研究结果显示青藏高原植被NPP在8月份达到峰值，在11月I青藏高原地区积雪与植被NPP变化遥感诊断至4月处于最低值，空间分布上呈现明显的由东北向西南逐渐增加的趋势，对比高程数据呈现明显的随海拔增加而减少的趋势；高原的植被NPP在时间序列上呈现总体增加的趋势，祁连山南部及念青唐古拉山北部的高寒草甸苔原地区呈现增加趋势较为显

8、著。青藏高原的积雪覆盖在每年9月达到谷值，在1月与3月达到峰值，空间分布上在主要集中于唐古拉山、念青唐古拉山及昆仑山地区，随高程增加呈现增加的趋势，藏南谷地与川西地区呈现较少积雪分布的特征，时间序列上1998年冬季为积雪覆盖最多的一年，青藏高原积雪覆盖总体呈现增