植被遥感植物生理基础.ppt

《植被遥感植物生理基础.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《植被遥感植物生理基础.ppt（75页珍藏版）》请在优知文库上搜索。

1、植被定量遥感原理与应用植被定量遥感原理与应用植被定量遥感原理与应用植被定量遥感原理与应用植被定量遥感原理与应用植被定量遥感原理与应用课程内容课程内容一、遥感地球所介绍一、遥感地球所介绍二、课程计划二、课程计划三、第一章三、第一章 植被遥感生理生态基础植被遥感生理生态基础一、遥感地球所介绍一、遥感地球所介绍2012年，为强化中科院在遥感领域的优势地位，中科年，为强化中科院在遥感领域的优势地位，中科院对地观测中心和遥感应用研究所两所整合，组建中院对地观测中心和遥感应用研究所两所整合，组建中科院遥感与数字地球所，简称遥感地球所。科院遥感与数字地球所，简称遥感地球所。中中 国国 科科 学学 院院 对地

2、观测与数字地球科学中心对地观测与数字地球科学中心20072007年正式成立年正式成立 遥感地球所科研体系结构遥感地球所科研体系结构密云、三亚、喀什卫星地面接收站密云、三亚、喀什卫星地面接收站覆盖全亚洲覆盖全亚洲70的陆地面积的陆地面积遥感卫星地面站遥感卫星地面站航空遥感飞机航空遥感飞机 现有两架奖状现有两架奖状IIII飞机，根据国家航空遥感系统大科学工程计飞机，根据国家航空遥感系统大科学工程计划，拟在划，拟在20132013年前再购置两架载荷和续航能力更强的新型遥感飞年前再购置两架载荷和续航能力更强的新型遥感飞机，并研制、配备更为完善和先进的十种光学、红外、微波等遥机，并研制、配备更为完善和先

3、进的十种光学、红外、微波等遥感仪器设备。感仪器设备。现拥有天空地一体化遥感数据获取与处理能力，遥感与空间地球信息科学基础研究能力，数字地球科学平台与全球环境资源信息分析能力和学科齐全的专业队伍和国际科技合作能力等4大核心竞争力。中中 国国 科科 学学 院院遥感与数字地球研究所遥感与数字地球研究所二、植被遥感课程计划二、植被遥感课程计划植被（植被（vegetation）某一区域内全部植物群落的总体。组成植被的单元是植物群落，某一地区植被可以由单一群落或几个群落组成。plants in general,especially the plants that are found in a partic

4、ular area or environment植物群落（植物群落（plant community）：）：在环境相对均一的地段内环境相对均一的地段内，有规律地共同生活在一起的各种植物种类的组合。例如一片森林、一个生有水草或藻类的水塘等。每一相对稳定的植物群落都有一定的种类组成和结构。一般在环境条件优越的地方，群落的层次结构较复杂，种类也丰富，如热带雨林；而在严酷、恶劣的生境条件下，只有少数植物能适应，群落结构也简单。群落的重要特征，如外貌、结构、生产量主要取决于各个植物种的个体，也决定于每个种在群落中的个体数量，空间分布规律及发育能力。不同的植物群落的种类组成差别很大，相似的地理环境可以形成外

5、貌、结构相似的植物群落，但其种类组成因形成历史不同而可能很不相同。Q1：植被：植被(vegetation)与植物与植物(plant)的区别？什么叫植被？的区别？什么叫植被？植被遥感（植被遥感（vegetation RS）：）：利用电磁波方法来探测植被组成、生理生植被组成、生理生态的状态、过程态的状态、过程及各类生产、生态与服务价值生产、生态与服务价值。植被遥感基本要求植被遥感基本要求u 植物生理生态知识植物生理生态知识是植被遥感及应用基础；是植被遥感及应用基础；u 光谱成像机理光谱成像机理是植被遥感的前提；是植被遥感的前提；u 定量定量植被遥感是科学要求；植被遥感是科学要求；u 应用需求应用需

6、求是推动植被遥感强大动力；是推动植被遥感强大动力；u 遥感和遥感和生态模型生态模型是研究植被生态系统的两大利器。是研究植被生态系统的两大利器。二、植被遥感课程计划二、植被遥感课程计划1.刘良云，植被定量遥感原理与应用，科学出版社，北京，刘良云，植被定量遥感原理与应用，科学出版社，北京，2014.2.梁顺林，定量遥感，科学出版社，北京，梁顺林，定量遥感，科学出版社，北京，2008.3.Lincoln T&Edurado著，宋纯鹏等译，植物生理学，科学出版社，著，宋纯鹏等译，植物生理学，科学出版社，2009Taiz L,Zeiger E.2002.Plant Physiology.Sunderla

7、nd:Sinauer Associates4.Schulze E D,Beck E,Mller-Hohenstein K.2002.Pflanzenokologie.Spektrum Akademischer Verlag,HeidelbergPant Ecology第一章 植被生理生态基础 -3小时1.1 植被遥感研究的重要意义1.2 植物生理学基础1.3 光与植物的相互作用1.4 植被生态学基础第二章 植被反射率光谱原理与特征 -3小时2.1 反射率2.2 遥感表观反射率2.3 地物反射率波谱数据测量原理和处理方法2.4 植被反射光谱特征及其形成机制2.5 植被指数2.6 植被高光谱特征提

8、取第三章 植被遥感物理模型 6小时（1次上机课）3.1 叶片光学模型3.2 其它叶片光学特性模型3.3冠层光谱辐射传输模型3.4 几何光学模型3.5 计算机模拟模型第四章 植被参数定量遥感反演 6小时4.1植被参数遥感反演基础4.2 植被参数的物理模型反演原理与案例4.3 植被含水量的半经验性遥感反演4.4 基于能量平衡的FPAR半经验遥感反演模型4.5 典型植被生化组分的统计遥感反演模型与方法第五章 遥感产品尺度效应与真实性检验 -3小时5.1遥感产品真实性检验方法基础5.2尺度效应原理与定量分析方法5.3 MODIS LAI遥感产品真实性检验指标与流程5.4 内蒙古锡林浩特草原研究区MOD

9、IS LAI产品检验5.5 西藏那曲草原研究区MODIS LAI产品检验第六章植被叶绿素荧光遥感原理与应用 3小时6.1 植被叶绿素荧光光谱特征6.2 叶片尺度叶绿素荧光探测原理与方法6.3 冠层叶绿素荧光探测原理与方法6.4 卫星平台的叶绿素荧光遥感反演6.5 植被光合作用遥感探测原理与应用6.6 C3、C4植被荧光遥感分类6.7 小麦条锈病的荧光遥感探测第七章 定量遥感的农业应用 -3小时7.1 农业定量遥感的需求与流程7.2 农作物长势监测与营养诊断7.3 农作物产量遥感监测7.4 农作物品质遥感监测预报原理和方法7.5 农业灾害遥感第八章 时间序列定量遥感的林业应用-6小时（1次上机课

10、）8.1Landsat时间序列遥感数据定量化处理模型与方法8.2榆林地区森林覆盖的时间序列定量遥感监测8.3榆林地区森林生物量的时间序列定量遥感监测8.4北京市门头沟区植被覆盖动态监测与评估 第九章 陆地植被生态系统的气候变化响应与适应遥感观测 3小时9.1植被气候变化响应与适应观测研究进展9.2 植被物候的遥感观测与验证研究9.3 全球植被物候的气候变化响应研究9.4 全球FPAR遥感监测与气候变化响应9.5锡林浩特C3、C4植被遥感监测与气候变化响应总结与讨论课 3小时共13次授课完成了自然界规模巨大的物质转变，把无机物转化为有机物，固定完成了自然界规模巨大的物质转变，把无机物转化为有机物

11、，固定2*1011吨碳吨碳(25倍全球碳排放倍全球碳排放)；完成了自然界规模巨大的能量转变，储存了完成了自然界规模巨大的能量转变，储存了2*1018千卡能量，相当千卡能量，相当人类消人类消耗能量耗能量100倍倍；从根本上从根本上改变了地球表面环境，改变了地球表面环境，5.2*1011吨吨O2.带动了自然界其它物质循环，带动了自然界其它物质循环，同化同化1吨碳，相应同化吨碳，相应同化30-40kg氮、氮、5kg磷和硫。磷和硫。第一节第一节 植被研究价值植被研究价值Q1：植被生态系统固碳能否解决全球气候变化碳排放问题？：植被生态系统固碳能否解决全球气候变化碳排放问题？第一节第一节 植被研究价值植被

12、研究价值据新华社洛杉矶4月30日电：根据美国夏威夷冒纳罗亚天文台测定的数值，部分美国科研人员认为，大气的二氧化碳（CO2）浓度日均值将于今年5月初超过400ppm，这将是人类历史上二氧化碳浓度首次突破这一关口，上一次超过这一数值至少在300万年前。这一现象引起某些研究机构的担忧。大气中的大气中的COCO2 2排排放放碳碳固固能源活动能源活动工业生产工业生产生态系统生态系统呼吸呼吸人类、动物人类、动物呼吸呼吸林火、毁林林火、毁林大洋呼吸大洋呼吸与光合与光合海洋物质海洋物质沉积沉积GPP光合作用光合作用植被碳库植被碳库河流碳输送河流碳输送土壤有机碳库土壤有机碳库海岸带海岸带固碳固碳化石化石碳库碳库

13、煤煤石油石油天然气天然气碳循环之外的化石燃料碳循环之外的化石燃料留存留存 1850-2006 1850-2006年排放的年排放的COCO2 2的的46%46%留在大气中，留在大气中，54%54%被陆地和海洋生态系统吸收。被陆地和海洋生态系统吸收。第一节第一节 植被研究价值植被研究价值第一节第一节 植被研究价值植被研究价值第一节第一节 植被研究价值植被研究价值植被生态系统是地球辐射收支平衡、碳循环、水循环的核心研究内容。植被生态系统是地球辐射收支平衡、碳循环、水循环的核心研究内容。短波辐射短波辐射.长波辐射长波辐射入射辐射与出射辐射相等入射辐射与出射辐射相等地表辐射收支平衡地表辐射收支平衡esi

14、sPhotosynthGHERnQ1：植被覆盖变化使气候变暖还是变冷？：植被覆盖变化使气候变暖还是变冷？第一节第一节 植被研究价值植被研究价值1-2-1 植物生命的基本要素植物生命的基本要素地球上的初级生产者，绿色植物是太阳能捕捉器，将光能转换为化学能，存储在碳水化合物的化学键中；植物不能自主移动，但进化了同化碳、氮、矿物质等物质进行生长的能力；陆生植物在向光生长时，在结构上得到了增强来支撑其重量，抵抗重力；陆生植物蒸腾作用连续失水，但进化了防脱水机制；植物具备将土壤中水分和矿物质运输到光合作用和生长所需要地方的机制，以及将光合作用产物转移到非光合作用器官和组织的机制；植物具有主动和被动的环境

15、响应和适应机制；第二节第二节 植被遥感的生理基础植被遥感的生理基础图1-10 羽扇豆的追逐日光特性图1-11 含羞草的叶片姿态的主动防御特性(Taiz and Zeiger,2002)植物的基本组成1-2-2 植物细胞植物细胞裸子植物：裸子植物：700种，它们的胚珠外面没有子房壁包被，不形成果皮，种子是裸露的，故称裸子植物。植物体，极为发达，多为乔木，少数为灌木或藤木（如热带的买麻藤），通常常绿，叶针形、线形、鳞形，极少为扁平的阔叶（如竹柏）。裸子植物很多为重要林木，尤其在北半球森林80以上是裸子植物，如落叶松、冷杉、华山松、云杉等被子植物：被子植物：25万种万种Q1：与恐龙大灭绝的关系？：与

16、恐龙大灭绝的关系？Q2：裸子植物稀少吗？：裸子植物稀少吗？植物细胞被坚硬的细胞壁包围。植物细胞被坚硬的细胞壁包围。Q1：动植物的基本区别在那里？：动植物的基本区别在那里？在显微镜下观察它们的细胞就会发现，植物的细胞都有一层又厚又硬的细胞壁，而动在显微镜下观察它们的细胞就会发现，植物的细胞都有一层又厚又硬的细胞壁，而动物细胞只有细胞膜，却没有细胞壁。物细胞只有细胞膜，却没有细胞壁。1-2-2 植物细胞植物细胞1-2-2 植物细胞植物细胞植物细胞结构1-2-2 植物细胞植物细胞海蛤蝓（海蜗牛海蛤蝓（海蜗牛)也会光合作用也会光合作用海蛤蝓可能是海蛤蝓可能是“生命之树生命之树”中动植物界的交叉点。海蛤蝓的细胞能够从中动植物界的交叉点。海蛤蝓的细胞能够从藻类获取叶绿素，进行光合作用，从而为其所有生命活动提供足够的能藻类获取叶绿素，进行光合作用，从而为其所有生命活动提供足够的能量，包括繁殖。量，包括繁殖。迄今为止，科学家在海蛤蝓基因组里发现了大约十多种迄今为止，科学家在海蛤蝓基因组里发现了大约十多种藻类基因，这些基因使这种生物在叶绿素合成通道和碳固定循环中具有藻类基因，这些基因使这种生物在叶绿素合