日光诱导叶绿素荧光对亚热带常绿针叶林物候的追踪

Land surface phenology tracked by remotely sensed sun-induced chlorophyll fluorescence in subtropical evergreen coniferous forests

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摘要植被物候期(春季返青和秋季衰老)是表征生物响应和陆地碳循环的基础信息.由于常绿针叶林冠层绿度的季节变动较弱,遥感提取常绿针叶林的物候信息存在着较大的不确定性,是目前区域物候监测中的难点.利用MODIS植被指数(归一化植被指数NDVI和增强型植被指数EVI)、GOME-2日光诱导叶绿素荧光(SIF)和通量数据(总初级生产力GPP)估算2007-2011年亚热带常绿针叶林物候期,用来比较三类遥感指数估算常绿针叶林物候的差异.结果表明:基于表征光合作用物候的通量GPP数据估算得到5年内亚热带常绿针叶林生长季开始时间(SOSGPP)为第63天,生长季结束时间(EOSGPP)为第324天,生长季长度为272天;基于反映植被光合作用特征的SIF曲线获得物候信息要滞后GPP物候期,其中生长季开始时间滞后19天,生长季结束时间滞后2天;基于传统植被指数NDVI和EVI的物候期滞后GPP物候期的时间要大于SIF滞后期,其中植被指数SOS滞后SOSGPP 31天,植被指数EOS滞后EOSGPP 10-17天.虽然基于3种遥感指数估算的春季和秋季物候都滞后于通量GPP的物候期,但是卫星SIF的物候信息能够更好地捕捉常绿针叶林的生长阶段.同时,春季温度是影响森林生长季开始时间的最重要因素;秋季水分和辐射是影响生长季结束时间的关键因素.由此可见,SIF估算的亚热带常绿针叶林的春季和秋季物候的滞后时间要短于传统植被指数,能更好地追踪常绿林光合作用的季节性,为深入研究陆地生态系统碳循环及其对气候变化的响应提供重要的基础.

作者周蕾 ^[1] 迟永刚 ^[2] 刘啸添 ^[3] 戴晓琴 ^[4] 杨风亭 ^[4] 学术成果认领

作者单位浙江师范大学地理与环境科学学院,金华321004;中国科学院地理科学与资源研究所,生态系统网络观测与模拟重点实验室,北京100101 ^[1] 浙江师范大学地理与环境科学学院,金华,321004 ^[2] 中国资源卫星应用中心,北京,100830 ^[3] 中国科学院地理科学与资源研究所,生态系统网络观测与模拟重点实验室,北京100101 ^[4]

关键词日光诱导叶绿素荧光植被指数物候通量气候变化

栏目名称

研究论文

DOI 10.5846/stxb201901010004

发布时间 2020-08-07

基金项目

国家重点研发计划（2017YFB0504000）；国家自然科学基金项目（41871084,31400393）；浙江省自然科学基金（LY19C030004）