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《聯(lián)合國氣候變化框架公約》及《京都議定書》的生效實(shí)施，讓中國這個(gè)世界最大的發(fā)展中國家面臨節(jié)能減排的巨大壓力。聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會(huì)（Intergovernmental Panel on Climate Change，IPCC）認(rèn)為生態(tài)系統(tǒng)固碳是目前最經(jīng)濟(jì)可行和環(huán)境友好的減緩大氣CO? 濃度升高的途徑，因此，全球變化背景下增加陸地生態(tài)系統(tǒng)碳庫已經(jīng)成為國際社會(huì)關(guān)注的焦點(diǎn)和研究熱點(diǎn)，定量評(píng)估我國陸地生態(tài)系統(tǒng)碳庫量及其區(qū)域分布格局、動(dòng)態(tài)變化趨勢(shì)成為迫在眉睫的工作。

為了摸清我國生態(tài)系統(tǒng)固碳量，在中國科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)“陸地生態(tài)系統(tǒng)固碳參量遙感監(jiān)測(cè)及估算技術(shù)研究”課題（編號(hào)XDA05050100）及中國科學(xué)院和環(huán)境保護(hù)部（現(xiàn)稱生態(tài)環(huán)境部）聯(lián)合支持項(xiàng)目“全國生態(tài)環(huán)境十年變化（2000—2010 年）遙感調(diào)查與評(píng)估”的“全國生態(tài)環(huán)境十年變化土地覆蓋與地表參量遙感提取”（編號(hào)STSN-01-00）專題的支持下，在繼承前人研究成果的基礎(chǔ)上，中國科學(xué)院遙感與數(shù)字地球研究所聯(lián)合中國科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所、中國科學(xué)院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所、中國科學(xué)院寒區(qū)旱區(qū)環(huán)境與工程研究所、中國科學(xué)院·水利部成都山地災(zāi)害與環(huán)境研究所、中國科學(xué)院新疆生態(tài)與地理研究所、中國科學(xué)院南京地理與湖泊研究所、中國科學(xué)院測(cè)量與地球物理研究所、中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院、南昌大學(xué)、北京大學(xué)等多家單位，開展了全國土地覆被和7 個(gè)生態(tài)參數(shù)遙感監(jiān)測(cè)方法的研究，并形成了中國土地覆被類型與生態(tài)參數(shù)一體化遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)，構(gòu)建了2000～2010 年時(shí)空連續(xù)的土地覆被和生態(tài)參數(shù)數(shù)據(jù)集。土地覆被相關(guān)工作已于2017 年完成整理并先后出版了國家地圖集《中華人民共和國土地覆被地圖集（1︰1 000 000）》和配套專著《中國土地覆被》。

《中國生態(tài)參數(shù)遙感監(jiān)測(cè)方法及其變化格局》（吳炳方等著. 北京：科學(xué)出版社,龍門書局, 2019.11）是“中國陸地生態(tài)系統(tǒng)碳收支研究”叢書的一個(gè)分冊(cè)，對(duì)碳專項(xiàng)遙感課題構(gòu)建的中國生態(tài)參數(shù)遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)體系進(jìn)行系統(tǒng)性總結(jié)。

廣義的生態(tài)參數(shù)是指表征生態(tài)環(huán)境屬性的所有參數(shù)集合，包括生理參數(shù)、物理參數(shù)、化學(xué)參數(shù)等。本書所述的生態(tài)參數(shù)是指陸地生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)參數(shù)，包括土地覆被類型、植被覆蓋度（fractional vegetation coverage，F(xiàn)VC）、葉面積指數(shù)（leaf area index，LAI）、植被生長期、光合有效輻射吸收比率（fraction of absorbed photosynthetically active radiation，F(xiàn)APAR/FPAR）、地表溫度、蒸散發(fā)和植被地上生物量，是生態(tài)評(píng)估、全球變化研究和生態(tài)系統(tǒng)管理的重要基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

中國生態(tài)參數(shù)以2000 年、2005 年、2010 年三期全國土地覆被數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)和核心，涵蓋2000～2010 年時(shí)空連續(xù)的植被覆蓋度、葉面積指數(shù)、植被生長期、光合有效輻射吸收比率、地表溫度和植被地上生物量、蒸散發(fā)等生態(tài)參數(shù)數(shù)據(jù)，據(jù)此建立了具有特色的生態(tài)參數(shù)遙感監(jiān)測(cè)方法。

生態(tài)參數(shù)的遙感監(jiān)測(cè)及地面觀測(cè)是掌握生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量的核心工作。長期以來，遙感生成了大量的土地覆被與生態(tài)參數(shù)數(shù)據(jù)產(chǎn)品，但仍然不能滿足生態(tài)系統(tǒng)管理和全球變化研究的需要，除了數(shù)據(jù)產(chǎn)品的精度、一致性和可比性等質(zhì)量問題外，關(guān)鍵是對(duì)生態(tài)系統(tǒng)空間格局刻畫不夠、功能特征表征不足，很難反映生態(tài)系統(tǒng)的變化過程。其主要原因是普遍存在的土地覆被類型與生態(tài)參數(shù)監(jiān)測(cè)相互脫節(jié)、各自獨(dú)立完成。本書研究團(tuán)隊(duì)通過對(duì)土地覆被與生態(tài)參數(shù)遙感監(jiān)測(cè)方法的不斷探索和技術(shù)創(chuàng)新，構(gòu)建了全國生態(tài)參數(shù)遙感一體化監(jiān)測(cè)體系，實(shí)現(xiàn)了地物類型精細(xì)識(shí)別與功能定量監(jiān)測(cè)的一體化。

▲ 全國生態(tài)參數(shù)遙感一體化監(jiān)測(cè)體系框架 

全國生態(tài)參數(shù)遙感一體化監(jiān)測(cè)體系的核心流程包括：多源遙感數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化處理、高時(shí)空分辨率數(shù)據(jù)集的建立、生態(tài)參數(shù)遙感監(jiān)測(cè)方法的形成、樣區(qū)數(shù)據(jù)與遙感數(shù)據(jù)的結(jié)合等。其中監(jiān)測(cè)的生態(tài)參數(shù)涵蓋了基于像元二分模型的植被覆蓋度、基于時(shí)空濾波算法（TSF）的葉面積指數(shù)、基于S-G 濾波Logistic 分段擬合方法的植被生長期、基于MODIS 等FPAR 產(chǎn)品神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)反演方法的光合有效輻射吸收比率、基于“劈窗”算法的地表溫度和基于分區(qū)分類型模型的植被地上生物量等；此外，蒸散發(fā)遙感監(jiān)測(cè)方法與數(shù)據(jù)集由ETWatch 運(yùn)行系統(tǒng)負(fù)責(zé)。

從2011 年起歷時(shí)3 年，研究團(tuán)隊(duì)先后完成了生態(tài)參數(shù)野外調(diào)查、數(shù)據(jù)收集與預(yù)處理、生態(tài)參數(shù)遙感監(jiān)測(cè)方法研究、生態(tài)參數(shù)數(shù)據(jù)集構(gòu)建、生態(tài)參數(shù)數(shù)據(jù)集驗(yàn)證等工作。在此基礎(chǔ)上，我們系統(tǒng)總結(jié)了基于遙感的生態(tài)參數(shù)監(jiān)測(cè)方法，提出了生態(tài)遙感的新思路。據(jù)此，在研究團(tuán)隊(duì)的推動(dòng)下，2015 年中國生態(tài)學(xué)學(xué)會(huì)正式成立了生態(tài)遙感專業(yè)委員會(huì)，目的是將生態(tài)與遙感領(lǐng)域的科學(xué)家召集在一起，促進(jìn)生態(tài)和遙感的有機(jī)結(jié)合，開拓并引領(lǐng)生態(tài)遙感的研究方向和研究熱點(diǎn)。

本文摘編自《中國生態(tài)參數(shù)遙感監(jiān)測(cè)方法及其變化格局》（吳炳方等著. 北京：科學(xué)出版社,龍門書局, 2019.11）一書“前言”“第1 章 生態(tài)參數(shù)”，有刪減修改，標(biāo)題為編者所加。

（中國陸地生態(tài)系統(tǒng)碳收支研究叢書）

國家出版基金項(xiàng)目

 “十三五”國家重點(diǎn)出版物出版規(guī)劃項(xiàng)目

ISBN 978-7-5088-5688-9

責(zé)任編輯：王 靜 李 迪

本書是“中國陸地生態(tài)系統(tǒng)碳收支研究”叢書的一個(gè)分冊(cè)，對(duì)碳專項(xiàng)遙感課題構(gòu)建的中國生態(tài)參數(shù)遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)體系進(jìn)行系統(tǒng)性總結(jié)。中國生態(tài)參數(shù)以2000 年、2005 年、2010 年三期全國土地覆被數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)和核心，涵蓋2000～2010 年時(shí)空連續(xù)的植被覆蓋度、葉面積指數(shù)、植被生長期、光合有效輻射吸收比率、地表溫度和植被地上生物量、蒸散發(fā)等生態(tài)參數(shù)數(shù)據(jù)，據(jù)此建立了具有特色的生態(tài)參數(shù)遙感監(jiān)測(cè)方法。本書可供從事地理信息系統(tǒng)（GIS）和遙感應(yīng)用、生態(tài)研究以及環(huán)境保護(hù)方面的科技工作者，高等院校相關(guān)專業(yè)師生和政府相關(guān)部門人員參考。