中国科学院战略性先导科技专项(XDA05050600)
- 作品数：26 被引量：352H指数：11
- 相关作者：于贵瑞方华军程淑兰徐敏杰何洪林更多>>
- 相关机构：中国科学院中国科学院大学中国科学院研究生院更多>>
- 发文基金：中国科学院战略性先导科技专项国家自然科学基金国家重点基础研究发展计划更多>>
- 相关领域：农业科学生物学自动化与计算机技术天文地球更多>>
- 基于OGC WPS的碳循环模型服务平台的设计与实现被引量：8
- 2012年
- 碳循环模型是模拟陆地生态系统,估计和预测不同尺度碳收支格局和变率的重要手段。但传统碳循环模型应用中存在数据处理量大、运算复杂、互操作性差、难以推广等问题。由开放地理信息联盟(OGC)制定的网络处理服务(WPS)标准为实现碳循环模型的发布、共享、重用与组合,促进碳循环模型的发展和应用提供了一种新的途径。本文遵循OGC WPS标准,以SOA设计了碳循环模型服务平台的整体架构,详细描述了平台模型接口设计、模型算法开发、WPS服务的封装与发布、平台浏览器客户端界面开发等关键环节的实现方法,为用户提供了碳循环相关数据和模型服务的发布、管理、调用、组合、异步交互、状态监控和结果可视化等功能。并以VPM模型服务链为应用实例,演示碳循环模型WPS服务开发、封装、调用和组合的方法,展示了该服务平台的功能。该平台的建立为我国碳循环模型研究的发展提供了技术支撑。
- 吴楠何洪林张黎任小丽周园春于贵瑞王晓峰
- 关键词：OGCWPS
- 基于MODIS NDVI数据的辽宁省春玉米物候期提取研究被引量：13
- 2018年
- 遥感提取玉米物候信息可以提高田间精细化管理水平,对监测玉米季节性变化、确保粮食安全等具有重要意义。以辽宁省为研究区,基于2007,2008,2009年的MODIS植被指数(NDVI)数据,利用非对称高斯(AG)、Savitzky-Golay滤波(S-G)和双逻辑斯蒂克调合函数(DL)三种拟合方法重构春玉米NDVI时序曲线,并使用4次拟合平滑方法处理重构后的时序曲线。在此基础上,提出以动态振幅阈值法取代动态阈值法,并采用动态振幅阈值法、拐点法和最大值法提取春玉米关键物候期(出苗期、拔节期、抽雄期、成熟期),最后使用辽宁省12个农业气象站的地面物候观测数据对提取结果加以检验。结果表明:基于AG模型的重构NDVI时序曲线保真能力最强,其重构曲线与原曲线各年平均的均方根误差(RMSE)分别为0.035,0.050和0.041;基于S-G滤波方法的重构NDVI时序曲线平滑能力最强,其各年平均的拟合值(R2)分别为0.99,0.993和0.993;就春玉米拔节期、抽雄期、成熟期的提取而言,基于AG时序曲线的提取结果优于其他2种方法的提取结果,其3年提取结果与实际观测值的平均绝对误差(MAE)均小于5d,均方根误差(RMSE)均小于4d;而对春玉米出苗期而言,基于S-G时序曲线的提取结果明显优于其他两种方法的提取结果 ,其各年出苗期RMSE分别为4.1d、4.0d和2.9d;动态振幅阈值法优于前人所用的动态阈值法,能够有效地纠正异常低值点,使提取结果更接近真实日期。研究结果可为利用遥感资料提取春玉米物候期提供参考。
- 宫诏健刘利民陈杰张钊贺鑫黄荟羽贾萍王莹宋文锦
- 关键词：春玉米物候期MODISNDVI
- 增氮对青藏高原东缘典型高寒草甸土壤有机碳组成的影响被引量：11
- 2012年
- 土壤有机碳动态是陆地生态系统碳平衡研究的关键环节,有关青藏高原高寒草甸土壤有机碳组成对大气氮沉降增加的响应研究至今尚未开展。基于中国科学院海北生态站的大气氮沉降模拟控制实验平台,于2010年5月、7月和9月中旬分别测定不同施氮处理下0—10cm、10—20cm、20—30cm土壤中粗颗粒态有机碳(CPOC)、细颗粒态有机碳(FPOC)和矿质结合有机碳(MOC)含量,研究不同施氮类型(NH4Cl,(NH4)2SO4和KNO3)和施氮水平(0、10、20、40 kgN.hm-.2a-1)对土壤POC和MOC含量以及POC/MOC比值的影响。结果表明:青藏高原高寒草甸土壤POC积聚在土壤表层,占总土壤有机碳(SOC)含量的64%以上,稳定性较差。施氮水平显著改变了土壤CPOC、FPOC和MOC含量,而施氮类型的影响不显著。不同月份土壤POC和MOC含量对增氮的响应不同,反映了SOC组分对增氮响应的时间异质性。在生长季中期,施氮倾向于增加表层土壤POC含量,而在生长季初期和末期恰好相反。土壤MOC对增氮的响应不敏感。另外,施氮显著降低生长季初期表层土壤POC/MOC比例,SOC稳定性增加。表明,青藏高原高寒草甸土壤有机碳活性组分较高,未来大气氮沉降增加短期内即可降低活性有机碳含量,相应地改变了其组成和稳定性。
- 郑娇娇方华军程淑兰于贵瑞张裴雷徐敏杰李英年
- 关键词：大气氮沉降颗粒态有机碳高寒草甸
- 中国东部南北样带典型针叶林土壤酶活性分布格局被引量：6
- 2015年
- 选取中国东部南北样带不同气候区(寒温带、温带和亚热带)的针叶林作为研究对象,分析了多酚氧化酶、过氧化物酶、几丁质酶以及β-葡萄糖苷酶活性的变化。结果表明,土壤溶解性有机碳(DOC)、微生物生物量碳(MBC)、微生物生物量氮(MBN)含量从北到南依次减小,寒温带显著高于亚热带;土壤p H值在3个气候区差异显著,温带最高,亚热带最低。分解木质素的多酚氧化酶和过氧化物酶活性不存在显著性差异;而与氮循环密切相关的几丁质酶活性表现为温带显著高于寒温带和亚热带;与碳循环密切的β-葡萄糖苷酶活性在温带最高,并显著高于亚热带地区。逐步回归分析表明,土壤MBN与p H值影响土壤几丁质酶活性,而土壤β-葡萄糖苷酶活性主要受p H的控制。研究认为,在中国东部南北样带针叶林中,土壤几丁质酶和β-葡萄糖苷酶活性存在显著性差异,而p H与MBN可能是影响土壤酶活性的主要因素。
- 王永生于贵瑞程淑兰方华军高文龙
- 关键词：气候区土壤酶活性纤维素木质素
- CLIGEN天气发生器模拟沈阳地区降水的适用性评价
- 2018年
- 利用1981—2015年沈阳地区7个气象站的日观测数据,通过CLIGEN(Climate Generater)天气发生器模拟沈阳地区日降水序列数据,并统计模拟日降水量、月降水量、年降水量及年最大日降水量,利用平均值、标准差、偏度及峰度对CLIGEN天气发生器模拟的沈阳地区降水进行适用性评价。结果表明:CLIGEN天气发生器对沈阳地区日降水量、月降水量和年降水量平均值的模拟效果较好,模拟降水量的平均相对误差绝对值(Mean Absolute Relative Error,MARE)分别为2.1%、1.3%和3.3%,年最大日降水量的模拟精度稍差。对于降水最大值方面,CLIGEN天气发生器对沈阳地区日最大降水量和年最大降水量的模拟效果较差,模拟的日最大降水量和年最大降水量相对误差的最大值分别为-27.2%、18.3%。GLIGEN天气发生器能较好地模拟沈阳地区的月降水量和年降水量,t检验、F检验和K-S检验均表明,模拟的日最大降水量与年最大日降水量仅康平站达到极显著水平。从总体模拟效果来看,CLIGEN天气发生器能较好地模拟沈阳地区平均降水的统计特征。
- 宋晓巍李琳琳张琳刘青李石慕臣英董国平张菁
- 关键词：天气发生器降水插值
- CLIGEN天气发生器在中国东北三省模拟温度的适用性评价被引量：5
- 2019年
- CLIGEN(Climate Generator)是美国农业部针对本土开发用于提供长序列的逐日气象数据的模型,是否适用于中国东北三省并没有进行过评估。本文利用1981—2015年东北三省15个气象站逐日气象数据评估CLIGEN模拟的温度数据,对东北三省72个站点实测值和模拟值的极端最高温度、极端最低温度、≥35℃高温日数、≤0℃低温日数进行评估。结果表明:CLIGEN对日平均最高温度、最低温度模拟效果较好,平均绝对百分比误差MAPE(mean absolute percent error)和有效系数(E)中,日最高温度的MAPE为0.33%—14.74%,日最低温度的MAPE大多小于10%;有效系数E的值也非常接近,为0.9880—0.9999;CLIGEN对日较差均值的模拟效果较好,对日较差标准差的模拟效果一般,不能较好地模拟温度的连续性和渐变性;CLIGEN对极端温度和日数的评估只有低于0℃的日数模拟效果比较理想,从差值空间分布看来,吉林和辽宁西部地区是差值较大和较多的地区。
- 高淑新宋晓巍李琳琳薛怡陈鹏心齐文川
- 关键词：东北三省温度
- 中国区域陆地生态系统碳收支综合研究的科技需求与重要科学问题被引量：14
- 2012年
- 陆地生态系统碳收支及其循环过程机制研究一直是全球气候变化的成因分析、变化趋势预测、减缓和适应对策分析等领域的热点,受到科技界和国际社会的广泛关注。本文在简要回顾中国陆地生态系统碳收支及其循环过程研究领域的发展历史,总结各个发展阶段主要特征的基础上,讨论了开展中国区域陆地生态系统碳收支综合研究的科技需求和社会需求,评述了中国在相关领域研究中存在的主要问题,探讨了当前的科学研究前沿领域及其关键科学问题。本文指出,现阶段中国开展区域尺度陆地生态系统碳收支及其循环过程机制综合研究工作不仅是提升中国生态系统生态学、地球系统科学与全球变化科学的创新能力的科技发展需求,更是中国参与应对全球气候变化国际合作、改进生态系统管理、保障生态安全的社会经济发展需求。同时还指出,中国现阶段在该领域的研究工作还缺乏各类生态系统碳收支的实际调查数据,缺乏国家尺度碳收支科学数据的整合,缺乏可用于碳收支计量与综合评估的模型工具,也没有形成国家层次的碳源汇计量、评估、认证及决策分析信息系统平台。本文通过国内外科技发展的分析认为,中国在该领域的研究工作,应在大力发展陆地生态系统碳收支和碳汇功能的定量监测、评价和认证的方法与技术基础上,重点关注并前瞻性地开展陆地生态系统碳-氮-水循环过程耦合关系及其对全球气候变化的响应与适应、碳-氮-磷生态化学计量学特征及其环境影响、碳-氮-水耦合循环过程的生物调控机制等前沿领域,以提高中国生态系统与全球变化科学研究水平,为国家的生态系统与温室气体管理提供基础理论、科学知识和先进技术的储备。
- 王秋凤刘颖慧何念鹏方华军伏玉玲于贵瑞
- 关键词：碳汇功能陆地生态系统
- 基于涡度相关通量数据的植被最大光能利用率反演研究被引量：6
- 2014年
- 准确估计和预测陆地生态系统碳循环时空变化是预测气候变化的基础,也是目前全球变化研究中最为重要的前沿领域之一.最大光能利用率（εmax）是遥感估算陆地生态系统初级生产力的关键参数之一,本研究基于CASA（Carnegie-Ames-Stanford Approach）模型,采用马尔科夫链-蒙特卡罗（Markov Chain Monte Carlo,简称MCMC）方法,利用中国陆地生态系统通量观测研究网络（ChinaFLUX）8个野外台站的涡度相关通量观测数据对εmax进行反演,得到εmax的最优估计值及其不确定性,并利用优化后的εmax对2003～2008年各生态系统总初级生产力（Gross Primary Productivity,简称GPP）及其不确定性进行了模拟.结果表明：8个生态系统εmax后验估计结果均呈近似正态分布,森林、农田和草地生态系统εmax分别为0.737±0.026 ～0.850±0.035g C/MJ·PAR,1.056±0.090g C/MJ· PAR和0.199±0.068～0.469±0.043g C/MJ·PAR;εmax估计的不确定性将导致内蒙、当雄和海北草地生态系统GPP年总量的模拟值产生9.17％ ～ 14.20％的误差,长白山、鼎湖山、千烟洲和西双版纳4个森林生态系统GPP年总量的误差为3.52％～7.79％,禹城农田生态系统GPP年总量的误差为8.52％.对εmax进行优化后,GPP年总量模拟值的相对误差显著降低,有效改善了原模型对内蒙草地生态系统GPP年总量的高估和除当雄草地生态系统外其他6个生态系统GPP年总量的低估.
- 张强张黎何洪林韩士杰李英年欧阳竹石培礼王辉民郝彦宾张一平闫俊华
- 关键词：CASA模型GPP参数估计
- 近50年中国地表净辐射的时空变化特征分析被引量：29
- 2013年
- 基于GIS空间分析技术与Mann-Kendall趋势分析方法,对中国陆地区域699个气象站点1961-2010年逐年、季平均地表净辐射进行时空变化特征分析,结果表明:(1)参数拟合后的FAO Penman修正式对模拟站点逐日地表净辐射的总体精度较高,均方根误差为27.9W.m-2,相关系数为0.85,平均相对误差为0.13;(2)全国近50年站点平均地表净辐射在年、季均呈现出较明显的下降过程,年均降幅为0.74W.m-2.10a-1,不同季节的下降幅度存在差异,夏季降幅最大;(3)逐站点分析显示全国大部分站点(59.8%)年均地表净辐射呈显著下降趋势(0.05),东部趋势变化比西部明显,夏季在地表净辐射年际变化中的贡献最大,华北、华中、华南地区的站点在春夏秋季均呈显著下降趋势。
- 高扬子何洪林张黎路倩倩于贵瑞张祖陆
- 关键词：地表净辐射时空变化特征
- 模拟氮沉降增加对寒温带针叶林土壤CO_2排放的初期影响被引量：8
- 2012年
- 研究大气氮沉降增加情景下北方森林土壤CO2排放通量及其相关控制因子至关重要。在大兴安岭寒温带针叶林区建立了大气氮沉降模拟控制试验,利用静态箱-气相色谱法测定土壤CO2排放通量,同时测定土壤温度、水分、无机氮和可溶性碳含量等相关变量,分析寒温带针叶林土壤CO2排放特征及其主要驱动因子。结果表明:氮素输入没有显著改变森林土壤含水量,但降低了有机层土壤溶解性无机碳(DIC)含量,并增加有机层和矿质层土壤溶解性有机碳(DOC)含量。增氮短期内不影响土壤NH+4-N含量,但促进了土壤NO-3-N的累积。增氮倾向于增加北方森林土壤CO2排放。土壤CO2通量主要受土壤温度驱动,其次为土壤水分和DIC含量。虽然土壤温度整体上控制着土壤CO2通量的季节变化格局,但在生长旺季土壤含水量对其影响更为明显。在分析增氮对土壤CO2通量的净效应时,除了土壤温度和水分外,还要考虑土壤有效碳、氮动态的影响。
- 温都如娜方华军于贵瑞程淑兰周梅高文龙张裴雷徐敏杰
- 关键词：大气氮沉降土壤无机氮
