城镇绿地植物固碳模型的遥感驱动方法

本项目研究以遥感手段自动提取城镇绿地植物固碳模型驱动参数的方法。这种参数包括两个主要方面：估算绿化植物群地上干生物量(AVB)所需参数、估算地上净第一生产力(ANPP)所需参数。面对的主要困难和不确定性是城镇地表绿化植物和周围环境极高的空间异质性。原计划研究内容包括3个部分共13项。在项目实施中，针对一些难以解决的问题，对原有研究内容作了适当调整。调整的基本原则是：面向社会急需的应用和面向新技术（包括新数据源）应用。并保证调整与原内容协调，学术水平一致。到目前为止，项目主体内容完成良好。在树种识别描述符设计的理论和方法、以非线性种子化区域生长提取遮暗图斑、以特征和地理双空间联合分类改善树种可分性、以多邻近度异化分类算法实现伪变迁识别和缺损图斑自动修复、交通压力场量化、以LIDAR数据自动测算绿量、城镇植被自动化更新原型系统构建、光合法和收获法的比较试验、导出植物表观量与AVB或ANPP的关系等方面的研究具有新颖性和较高的应用价值。基本实现了之前提出的 “解决城镇绿地固碳性能的精确快速和时空连续定量问题” 的课题目标。已经发表SCI论文2篇，正在外审和修回的SCI论文3篇，已经发表的EI论文1篇，已经发表的CSCD论文9篇（含3篇录用通知），取得软件著作权1项。由于项目周期对一个这样规模的项目略显短促，尚有4个内容正在或将要进行，这些内容都与项目关键技术的整合应用有关。因此，本项目的主要问题是：已经取得的成果比较零散，缺乏整合应用的方法和例证。为此在结项报告结尾处给出了到2015年底前的一些改进措施和承诺。 2100433B

准确定量碳收支是评估未来二氧化碳浓度和气候变化的关键。城镇绿化植物群自身和影响植物生产力的环境压力因子的极高空间异质性，成为城镇地区碳收支估算不确定性的主因。项目将开发由遥感和GIS驱动的绿化植物群地上干生物量(记为AVB)和地上净第一生产力（ANPP）测算模型，实现模型驱动参数的自动提取；以分树种单株测算取代现有碳收支模型中普遍使用的基于生态群系的评估，来适应城镇绿地树种、分布、结构等的高异质性；以25×25m2尺度提取影响ANPP的主要环境压力和管养模式因子，来适应这些因子空间分布的高异质性；最终给出城镇绿地固碳性能精确快速和时空连续定量的解决方案。项目成果对于多层面评价城镇绿化植物群的碳储量分布、碳汇水平、城市化对碳循环的影响和城市的生态承载力等具有重要意义；并为绿化需求总量、绿地布局、层次结构和植物材料等的决策提供理论和技术支持。

《低碳城市研究的模型与方法》可作为地理学、生态学、环境学、经济学及管理学等专业研究生教材或参考书，亦可供从事气候变化、人口与资源环境、可持续发展及城市管理等领域的专业研究人员和实践工作者参考。《低碳城市研究的模型与方法》是一部低碳城市研究的方法论著作，系统阐述了低碳城市研究的理论基础，全面梳理了城市碳排放核算、影响因素分析、低碳水平评价、土地利用碳效应评估、低碳城市动态模拟以及低碳城市空间规划与优化等模型与方法。结合典型城市案例，从不同视角和时空尺度探讨了低碳城市的特征与机理。 《低碳城市研究的模型与方法》可作为地理学、生态学、环境学、经济学及管理学等专业研究生教材或参考书，亦可供从事气候变化、人口与资源环境、可持续发展及城市管理等领域的专业研究人员和实践工作者参考。

碳四植物常写作C₄植物。生长过程中从空气中吸收二氧化碳首先合成苹果酸或天门冬氨酸等含四个碳原子化合物的植物，如玉米、甘蔗等。而小麦、水稻等作物先合成磷甘油酸等三碳原子分子，为C₃植物。C₄植物较之C₃植物具有生长能力强、二氧化碳利用率高、需水分量少等许多优点。禾本科经济植物中约有300种属C₄植物。用杂交法或细胞融合法培育杂交水稻等，使其具有跟C₄植物相近的二氧化碳摄取能力的育种工作一直在进行。培育近似C₄植物的新品种，对全世界粮食状况的改善具有重大意义 。