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中国生态大讲堂第(8)讲报道:Nemani博士谈整合遥感、气候数据与生态模型进行生态预测

发布时间:2006-06-10

 

       2006年5月17日下午美国航天局(NASA)高级研究科学家兼蒙大拿大学教授Ramakrishna Nemani博士在中国生态大讲堂(第八讲)做了“整合遥感、气候数据与生态模型进行生态预测”的主题演讲。Nemani博士系统地介绍了利用遥感、气候数据和生态模型进行生态预测研究的进展和面临的挑战,同时介绍了他整合多源数据建立的陆地观测与预报系统(TOPS)。

       Nemani博士主要介绍了生态预测的涵义,进行生态预测的必要性,生态预测的种类,以及进行生态预测需要建立的一般框架,并以全球净初级生产量监测和葡萄酒酿制产业的生态预测为例详细介绍了如何通过他建立的陆地观测与预报系统(TOPS)进行生态预测。同时,他指出了生态预测中未解决的问题,并提出应加快生态预测(Ecological Forecasting, EF)。

       从全球大气组成成分、大气表层温度变化及海平面的变化,Nemani博士指出生态预测的必要性:生态预测可以向决策者提供生态脆弱性的估计、某些特定的自然事件或管理决策可能造成的结果;对了解生态服务的潜在变化以及为避免服务系统灾难性的损失制定策略都至关重要。生态预测的目标是给出管理决策和选择来预防或逆转下降的趋势,减少风险,以及保护重要的生态资源和相关过程。

       Nemani博士以陆地观测与预报系统(TOPS)为例介绍了生态预测的基本框架:数据监测、模拟、预测以及多种尺度上的应用。预测系统具有大量的数据观测网络基础,如天气数据网络、河流网络、土壤湿度网络数据以及不同遥感平台等,并具有整合大量不同模型(如生物地球化学模型、作物产量模型、病虫害模型及碳循环模型等)及在不同时间空间尺度运作的能力。

       Nemani博士介绍了TOPS数据及模拟软件系统构建,并通过系统得到了加利福尼亚1km尺度的生态日现报,除此之外,Nemani博士还详细地介绍了如何通过TOPS对模型全球净初级生产量进行监测以及应用于葡萄酒酿制产业的生态预测。TOPS系统还可以对经济变化下的生产活动进行生态预测,以葡萄酒酿制产业为例。该系统以葡萄树生长阶段与气候影响之间的关系以及遥感数据为基础,可以为葡萄园建立详细的灌溉和管理计划。研究还利用遥感SST的年间变化来模拟缺水状况从而对葡萄收获进行预测,最后得出结论,介于气候的影响,葡萄酒产业的长期生存能力值得怀疑。

       Nemani博士指出应加快生态预测,主要可从以下方面着手:保持和升级用来测量陆地表面、淡水和海洋状况的遥感平台,改善数据之间的兼容性,推进模型之间的连接,改善对生物地学化学特质和进程监测的原地监测器(NEON),建立更完整的框架和数据管理(IWGEO/GEOSS),改善对决策者(组织或个人)交流的系统,加强基于网络的工具开发等。

       最后Nemani博士指出,生态预测中的不确定性的定义与计算仍然是一个挑战。进行预测或许是简单的,但如何让用户信服却仍需时间及更详细的沟通交流。


(中国科学院地理科学与研究所杨琳供稿)