云南省气候中心NPP、LAI数据技术服务

一．背景介绍

植被净初级生产力指数(NPP)反映的是植物固定和转化光能为化合物的效率，数值上与植物生长、发育、繁殖等自身生命活动相关，同时也为整个生态系统中其他生物成员的生命活动提供了不可或缺的物质基础。植被净初级生产力能够以统一的尺度标准来衡量区域土地利用/覆被变化过程对植被的影响程度,因此分析区域土地利用/覆被变化过程对植被净初级生产力NPP的影响是土地利用/覆被变化环境效应研究的重要组成部分。NPP作为地表碳循环的重要组成部分,不仅直接反映了植被群落在自然环境条件下的生产能力,表征陆地生态系统的质量状况,而且是判定生态系统碳源/汇和调节生态过程的主要因子,在全球变化及碳平衡中扮演着重要的作用。

叶面指数LAI（Leaf Area Index）是指单位土地面积上植被叶片总面积，即叶片总面积/占地面积。它是陆地生态系统的一个十分重要的参数：农作物产量预估和病虫害评价；反映作物生长发育的动态特征和健康状况。

叶面积指数获取方法有实测方法与遥感反演方法。实测方法仅能获得地面有限点的LAI值，对于推广获取大范围LAI存在很大局限性，不能满足植被生态和作物长势监测需求。遥感反演方法由于遥感数据具有覆盖范围广、时间与空间分辨率高、花费相对较少等优点。
可以用定量遥感方法反演区域LAI。

地理国情监测云平台应云南省气候中心的要求，对云南省洱海流域2016年NPP、LAI数据提供产品技术服务，以满足客户科研工作的需求。

洱海流域位于云南省澜沧江、金沙江和元江三大水系分水岭地带,属澜沧江湄公河水系,流域面积2565平方公里,地理坐标在东经100°05'—100°17'、北纬25°36'—25°58'之间。洱海地处云南省大理白族自治州境内,地跨大理市和洱源县,是云南省第二大高原淡水湖泊,孕育了大理地区近四千年的文明历史。

二．案例详情

NPP数据的技术服务的核心是通过改进的光能利用率模型，利用ＭＯＤＩＳ-ＮＤＶＩ数据、土地覆盖分类数据、气象数据等，逐像元模拟NPP数据 。

叶面积指数LAI产品主要采用经验公式法计算，利用植物的胸径、树高、边材面积、冠幅等容易测量的参数与叶面积或叶面积指数的相关关系建立经验公式来计算。研究表明：叶面积指数与胸径平方和树高的乘积有显著的指数相关性，边材面积与叶面积具有很高的相关性，林冠开阔度与叶面积指数呈较好的指数关系。经验公式法的优点在于测量参数容易获取，对植物破坏性小，效率较高。

LAI=αNDVI/β

       其中α与β均为经验系数。

三、技术服务成果展示

   本次产品加工技术服务成果如图1-2所示：

图1.洱海流域2016年NPP分布图

图2.洱海流域2016年LAI分布图