中国陆地生态系统固碳现状、速率和潜力研究专著：基于遥感和模型模拟的中国陆地生态系统碳收支 下载 mobi epub pdf 电子书 2024

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内容简介

　　《中国陆地生态系统固碳现状、速率和潜力研究专著：基于遥感和模型模拟的中国陆地生态系统碳收支》全面系统地介绍了应用卫星遥感和生态系统过程模型，开展陆地生态系统碳收支研究的模型方法，包括原有模型的改进、新模型的发展、及基于模型-数据融合方法的模型参数优化。在模型方法探讨基础上，分析了区域、全国、甚至全球尺度陆地生态系统碳固定和碳释放空间格局和近30年动态变化，并阐释了其空间形成和年际变化机制。
　　《中国陆地生态系统固碳现状、速率和潜力研究专著：基于遥感和模型模拟的中国陆地生态系统碳收支》的研究内容是近年来国际研究热点和国际前沿，大部分内容和结论都是作者的原创性成果，为我国未来在卫星遥感技术在生态系统监测及全球气候变化应用领域的研究打下了良好的基础。卫星遥感技术已经广泛地应用于地理相关科学研究、社会经济建设及日常生活中；陆地生态系统温室气体吸收和排放监测为核心的全球气候变化话题已经成为国际政治议题。在此背景下，应用卫星遥感和生态模型开展陆地生态系统碳收支研究，是国际研究热点和前沿，在“碳专项”项目支持下，系统开展其方法论及碳循环过程和机理研究，《中国陆地生态系统固碳现状、速率和潜力研究专著：基于遥感和模型模拟的中国陆地生态系统碳收支》成果将推动和引领该领域科学发展。
　　《中国陆地生态系统固碳现状、速率和潜力研究专著：基于遥感和模型模拟的中国陆地生态系统碳收支》可供从事全球环境和气候变化研究、生态环境保护及从事林业和农业研究的科技工作者和有关院校师生参考。

内页插图

目录

第1章 生态系统碳循环模型
1．1 陆地生态系统碳循环
1．1．1 全球碳循环
1．1．2 陆地碳循环过程
1．2 陆地生态系统碳循环模型
1．2．1 陆地生态系统碳循环模型发展
1．2．2 陆地生态系统碳循环模型类型
1．3 陆地生态系统碳循环模型介绍
1．3．1 生物地球化学模型
1．3．2 生态过程-遥感模型
1．4 陆地生态系统碳循环模型的研究动向
1．4．1 碳氮耦合循环模型的发展
1．4．2 应用生态试验改进生态系统碳循环模型
参考文献

第2章 生态系统光能利用率模型
2．1 植被光能利用效率（LUE）研究
2．1．1 LUE不同定义及其内涵
2．1．2 LUE测算方法
2．1．3 影响LUE的环境和生物要素
2．1．4 典型陆地生态系统LUE的大小及变异特征
2．1．5 LUE研究中的几个关键问题
2．2 基于遥感的生态系统总初级生产力（GPP）模型研究
2．2．1 模型概述
2．2．2 主要模型
2．2．3 模型关键参数
2．2．4 小结
参考文献

第3章 陆地生态系统机理性过程模型
3．1 机理性生态模型简介
3．2 生态系统碳循环主要过程模拟方法
3．2．1 光合作用模拟方法
3．2．2 生态系统呼吸模拟
3．2．3 氮对生态系统碳吸收和分配的影响模拟
3．2．4 土壤温湿度的模拟
3．3 机理性生态模型参数优化
3．3．1 模型参数优化的主要方法
3．3．2 基于集合卡尔曼滤波的模型参数优化方法
3．3．3 BEPS模型的参数优化结果
3．4 小结
3．4．1 机理性生态模型结构的优化
3．4．2 加强机理性生态模型与遥感信息的融合
3．4．3 机理性生态模型参数优化
3．4．4 机理性生态模型与观测数据同化
3．4．5 开展模型比较试验
3．4．6 考虑扰动因子对生态系统碳收支的影响
3．4．7 发展多模型结果集成方法
参考文献

第4章 生态系统蒸散的遥感反演模型
4．1 引言
4．2 蒸散与生产力遥感模型的发展
4．2．1 生态系统蒸散遥感模型的发展进展
4．2．2 陆地生态系统总初级生产力GPP遥感模型发展进展
4．3 蒸散与生产力遥感模型介绍
4．3．1 ARTS遥感蒸散模型
4．3．2 全球陆地生态系统碳通量（TEC）GPP模型
4．4 模型数据集及预处理
4．4．1 涡度相关数据
4．4．2 MODISLAI／FPAR产品（MOD15A2）
4．4．3 MODISGPP产品（MOD17A2）
4．4．4 全球气象、土壤和植被数据
4．5 蒸散与生产力遥感模型评估
4．5．1 ARTS蒸散模型评估
4．5．2 TECGPP模型评估
4．6 蒸散与生产力遥感模型的不确定性分析
4．6．1 蒸散模型的不确定性分析
4．6．2 GPP遥感模型的不确定性讨论
4．7 结论与展望
参考文献

第5章 生态系统过程遥感模型
5．1 引言
5．2 生态系统过程-遥感模型的发展
5．2．1 经验模型
5．2．2 过程模型
5．2．3 遥感参数模型
5．2．4 遥感在生态过程模型中的应用
5．3 主要生态系统过程-遥感模型回顾
5．3．1 遥感驱动的过程机理模型——BEPS模型
5．3．2 遥感-过程耦合模型（GLOPEM-CEVSA）
5．3．3 遥感参数模型（NEERSM）
5．3．4 基于散射辐射的生产力模型CI-LUE构建与模拟
5．4 遥感监测和模拟生态系统过程中的新机遇——叶绿素荧光
5．5 小结
参考文献

第6章 陆地生态系统碳管理模型
6．1 陆地生态系统碳管理概述
6．1．1 引言
6．1．2 陆地生态系统碳管理模型类型
6．2 农田生态系统碳管理
6．2．1 农田生态系统碳循环
6．2．2 农田生态系统碳管理模型
6．2．3 农田生态系统碳循环模型研究动态
6．2．4 农田秸秆还田碳管理模型实例——EPIC模型
6．3 森林生态系统碳管理
6．3．1 森林生态系统碳循环
6．3．2 森林生态系统碳管理模型
6．3．3 管理措施对森林生态系统碳循环的影响
6．3．4 森林生态系统碳管理模型研究动态
6．3．5 森林生态系统碳管理模型实例——G4M模型
6．4 草地生态系统碳管理
6．4．1 草地生态系统碳循环
6．4．2 草地生态系统管理与碳汇潜力
6．4．3 草地生态系统碳循环模型
6．4．4 草地生态系统碳管理模型
参考文献

第7章 基于模型数据融合的陆地生态系统碳收支模拟研究
7．1 模型数据融合方法
7．1．1 敏感性分析方法
7．1．2 参数估计方法
7．1．3 不确定性分析方法
7．2 涡度相关通量数据的不确定性分析
7．2．1 涡度相关通量数据的观测误差
7．2．2 涡度相关通量观测数据处理方法的误差
7．3 基于模型数据融合的典型陆地生态系统碳循环模拟
7．3．1 长白山阔叶红松林生态系统碳通量模拟及其不确定性分析
7．3．2 千烟洲亚热带人工针叶林碳水通量模拟及其不确定性分析
7．4 基于模型数据融合的青藏高原高寒草甸总初级生产力的模拟及其不确定性分析
参考文献

第8章 中国陆地生态系统碳收支综合模拟分析
8．1 引言
8．2 中国陆地生态系统固碳现状综合分析
8．2．1 中国过去30年陆地生态系统GPP和NPP时空变异及其对气候变化的响应
8．2．2 极端气候事件对中国陆地生态系统NPP的影响
8．2．3 东亚地区陆地生态系统碳水循环的时空变化特征
8．2．4 东亚地区陆地生态系统碳收支的集成模拟分析
8．3 中国陆地生态系统碳管理情景模拟分析
8．3．1 基于EPIC模型中国农田土壤碳储量及固碳潜力变化趋势
8．3．2 基于G4M模型中国森林固碳潜力分析
8．4 小结
8．4．1 1982～2011年中国陆地生态系统GPP和NPP时空变异及其对气候变化的响应
8．4．2 中国陆地生态系统碳管理情景模拟分析
8．5 基于遥感和模型的陆地生态系统碳收支研究发展趋势
参考文献

前言/序言

　　控制温室气体排放，减缓和适应全球气候变暖，已经成为当今国际社会重大的科学和政治问题，也是全球气候变化国际谈判的核心议题。陆地生态系统固碳能力是目前较为经济可行和环境友好的减缓大气C02浓度升高的重要途径之一。自20世纪80年代以来，全球陆地生态系统由一个接近平衡的弱碳汇逐渐增强为较大碳汇，但是如何发现和评估“失踪的”陆地生态系统碳汇及其格局分布依然是一个重要的科学问题。基于清单法、模型模拟等方法，科学家对我国陆地生态系统碳汇大小进行了大量研究，但近30年的碳源汇时空格局及其机制仍然存在较大不确定性。因此，发展陆地生态系统碳循环模型，从国家尺度定量评估我国生态系统的固碳现状、速率与潜力，不仅是陆地生态系统碳循环过程机制研究的核心问题，也是我国陆地生态系统满足国家需求、对减排做贡献的一个重要方面。
　　卫星遥感技术及数据处理能力的迅速发展和基于遥感观测的生理生态理论研究的进展，使大尺度生态系统格局和过程的动态观测成为可能，以遥感数据驱动的植被生产力模型得到迅速发展和广泛应用，从而有力地推动了陆地生态系统碳循环的研究进展。目前国内外发展的陆地生态系统碳循环模型非常多，这些模型包括应用卫星遥感的生产效率模型、基于生理生态学机制的生态系统过程模型，以及将二者结合起来的生态系统过程.遥感模型。这些模型一方面是基于不同的概念或理论基础而提出的，另一方面，可能是针对某一特定的地区或植被类型发展而来的，导致这些模型纷繁复杂，科研人员也难以一一掌握，这阻碍了进一步对不同模型的应用和综合集成。
　　在国家973项目“中国陆地生态系统碳一氮一水通量的相互关系及其环境影响机制研究”，以及中国科学院战略先导性科技专项中的“生态系统固碳现状、速率、机制和潜力”项目等的支持下，在多年应用实践研究的基础上，我们课题组编撰了本书。我们期望尽可能全面系统地介绍陆地生态系统碳循环模型的基本理论、模型类型和模拟方法，包括模型的改进、新模型的发展及基于模型数据融合方法的模型参数优化等。同时，也介绍了课题组对区域尺度陆地生态系统碳收支时空格局动态变化的模拟结果，并试图阐释了其年际变化机制。编写本书的主要目的是向读者展示国内外在遥感应用于碳循环模型及碳管理模型方面新的研究进展，并对未来的发展趋势进行评述，以促进陆地碳循环遥感及碳汇管理的研究。
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