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浙江农林大学一项研究更准确评估竹林生产力及其对环境的响应

2018年11月09日 08:56:00 来源:科技金融时报 作者:金乐平 周丽敏 张慧玲

  我与科学基金(315)

  (本栏目由浙江省自然科学基金委员会合办)

  竹子是个宝,竹笋鲜美可以吃,长大了可以制成各种生活用品乃至搭棚建楼,其中竹纤维服饰还成了时尚新宠,并且古人云“宁可食无肉,不可居无竹,”竹子成长快速,漫山遍野的竹林对改善人们居住的环境有很大的好处。那么如何科学准确地来评估竹子对减缓全球变化的贡献和对人类的好处呢?

  在浙江省自然科学基金的资助下,浙江农林大学教授杜华强承担的省杰出青年科学基金项目“遥感机理协同模型模拟的毛竹林净初级生产力反演及多尺度响应”不久前通过了有关部门组织的专家组的结题验收。有关专家点评,该项目基于BIOME-BGC模型,融合竹林生物学特征,创建竹林生态系统碳循环模型,从不同尺度上精确反演了毛竹林净初级生产力反演,揭示了毛竹林碳循环时空演变规律及对经营措施与环境因子的响应,为评价竹林碳汇功能及对全球碳平衡的贡献提供重要基础。

  记者近日坐公交车来回100多千米访问了位于杭州市临安区的浙江农林大学,听杜华强教授介绍,竹林尤其是毛竹林具有巨大的碳汇功能,在应对气候变化中的作用得到国际社会的广泛关注。净初级生产力(NPP:Net Primary Productivity)是反映森林生态系碳汇功能的重要指标,因此,NPP高精度反演及时空演变规律研究成为研究热点。

 

  毛竹林是我国亚热带地区(如浙江、安徽、江西、福建、湖南等省)一种特殊的森林类型。目前,我国竹林面积601万公顷,其中毛竹林面积占竹林总面积的70%左右。竹类植物是单子叶禾本科植物,具有速生丰产、快速收获的特点,近年研究表明竹林别是毛竹林具有高效固碳能力,其对全球碳平衡的贡献开始受到广泛关注,并且随着国际竹滕组织连续在哥本哈根(COP15)、坎昆(COP16)、德班(COP17)联合国气候变化大会上宣传展示的有关竹林应对气候变化技术报告,使得竹林碳汇功能在全世界范围内得到广泛认可;2012年11月由国家林业局正式颁布实施的《中国竹子碳汇造林方法》,推动中国乃至世界竹林碳汇研究进一步开展。

  而如何摸清竹林生态系统碳源/汇形成的机制、时空格局以及调控机理,是目前完善我国竹林生态系统碳循环相关研究急需解决的问题。植被NPP指绿色植物在单位面积和时间内所累积的有机物的数量,是植物固定CO 2 能力的重要指标,代表了伴随异养呼吸的生态系统与大气之间主要碳交换过程,也是生态系统能量和物质循环基础,在区域乃至全球碳循环和碳存储中都扮演着重要的角色。因此,植被NPP反演对了解植被生态系统碳源/汇形机制和时空分布格局具有重要意义。

  杜华强教授创新构建了集合卡尔曼滤波耦合PROSAIL辐射传输模型的竹林LAI时间序列同化方法,极大改进了生长季节MODIS LAI的不确定性,提高了MODIS LAI产品的精度,该产品使竹林碳循环时空模拟误差降低了30%左右。建立了数据协同、参数协同和模型协同的竹林NPP反演方法,并基于BIOME-BGC模型,融合竹林生物学特征,创建竹林生态系统碳循环模型,采用该模型,实现了竹林生产力高精度协同反演,站点-省-国家三个不同尺度竹林生产力反演精度均在80%以上。揭示了竹林碳循环时空演变机制,降水、经营措施等自然和人为因素对浙江省竹林NPP时空格局有显著的影响,其中竹林NPP与降水量之间的相关关系达到0.79,而受经营措施影响,NPP的变化区间为0.54±0.02到0.66±0.02 kg C·m?2·yr-1。成果发表在《Agricultural and Forest Meteorology》、《ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing》等领域内重要期刊上。

  该项目共发表了论文25篇,其中SCI论文13篇,TOP期刊3篇,出版专著1部,“竹林生态系统碳汇监测与增汇减排关键技术及应用”获得2017年国家科技进步二等奖(排名第四),项目期间入选浙江省“151人才工程第一层次培养人员”,并被评选为浙江省林业科技标兵。

  记者 金乐平 通讯员 周丽敏 张慧玲

[编辑: 王姝]
(本文来源:科技金融时报)
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