哈尔滨市区域氧气生产量估算

摘要

随着对气候变化研究的深入，大气中氧气含量变化也应引起关注。本研究利用绿色植物光合作用反应产生有机碳和氧气的原理，通过模拟植物各级生产力，估算出区域氧气生产量。利用Landsat-TM影像，通过投影转换、影像裁切等处理，与GIS融合，采用C-FIX模型估算区域GPP、NPP、NEP，实现哈尔滨市2007年区域净氧气生产量的总量估算和空间分布。并采用实地调查的方法，抽样选取了哈尔滨市各区共14块样地进行植被类型调查。与模型估算出的净氧气生产量及其空间分布进行比较，从而探究植物通过光合作用以及呼吸作用所产生的净氧气量与该区域的植被类型之间的关系。
　　本研究主要内容包括：⑴哈尔滨市2007年通过绿色植物光合作用生产初始氧气量279.21万t，净氧气量183.79万t，植物呼吸消耗95.42万t，其中植物自养呼吸消耗氧气量94.02万t，异养呼吸消耗氧气量1.40万t。净氧气量占了初始氧气量的65.83％，植物呼吸消耗氧气量占初始氧气量的34.17%，其中植物自养呼吸消耗占初始氧气量的33.67%。植物异养呼吸消耗占初始氧气量的比例很小，为0.50%。⑵哈尔滨市各月初始氧气量和净氧气量变化明显。1月~4月，氧气生产量近似为0；5月开始，各月生产的氧气生产量开始增多，7月氧气生产量达到最大，初始氧气产量为106.74万t，净氧气产量为68.21万t，然后开始下降。同时，植物呼吸消耗的氧气量也随之增多，7月最高为38.05万 t，占初始氧气生产量的35.65%。⑶在植物的年总呼吸消耗的氧气量中，自养呼吸消耗占总呼吸消耗的氧气量的98.53%，植物异养呼吸呼吸消耗的氧气量仅占了1.47%，说明植物自养呼吸强度比异养呼吸强度大得多，自养呼吸是植物呼吸的重要方式。⑷哈尔滨市各月及全年以道里区氧气生产量最多，香坊区、松北区次之，主城区二环以内地区最低。造成这一空间差异的主要原因在于道里区是面积广，农作物种植率大，森林覆盖率高的区域。哈尔滨市净氧气生产量的空间差异性进一步说明，人口密集的主城区净氧气生产量最低，大气中氧气含量也最低，生活环境中大气质量最差。⑸粮食作物净氧气生产量普遍高于园林植物。粮食作物既是人类生存的物质基础，还是氧气的主要生产来源。适合在保证森林覆盖率的前提下，大面积种植。哈尔滨市处于中高纬度地区，冬季气候寒冷，气温较低，适合种植常绿树种，不仅可以提升城市绿化度，还可以改善冬季植物光合作用减弱，净氧气生产量较低的现状。而常绿树种中杉树、柏树的净氧气生产量较高，适宜种植。

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第1章 绪论

1.1问题的提出和选题意义

1.2 国内外研究现状及发展动态分析

1.3 研究的目标和意义

1.4 研究内容及技术路线

1.5 本研究的创新之处

第2章 研究的理论基础

2.1 氧气净生产量估算的理论基础

2.2 C-FIX模型的算法与参数

2.3 GPP、NPP和NEP模拟实现过程

第3章 数据获取与处理

3.1 研究区概况

3.2 遥感影像处理

3.3 气象数据来源与处理

第4章 哈尔滨市氧气生产量时空变化研究

4.1 哈尔滨市NDVI时空变化分析

4.2 哈尔滨市植物生产力时空变化分析

4.3 哈尔滨市氧气生产量时空变化分析

第5章 哈尔滨市氧气生产量各月时空变化分析——以2007年为例

5.1 哈尔滨市2007年NDVI时空变化分析

5.2 哈尔滨市2007年初级生产力（GPP）时空变化分析

5.3 哈尔滨市2007年净初级生产量（NPP）时空变化分析

5.4 哈尔滨市2007年净生态系统生产力（NEP）时空变化分析

5.5 哈尔滨市2007年氧气生产量时空变化分析

第6章 净氧气生产量与植被类型关系分析

6.1 研究方法与结果

6.2不同类型植被的净氧气生产量分析

结论与讨论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

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