【RS&GIS数据资源】1981-2019年全球逐日NPP模拟数据产品

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文章目录

一、数据集/图集描述信息
二、数据结构和内容
三、数据集/图集质量控制

一、数据集/图集描述信息

摘要描述

陆地生态系统碳通量显著影响大气CO2 浓度上升速度，净初级生产力（NPP）是陆地生态系统碳循环过程的主要分量，准确模拟陆地生态系统NPP 有助于研究陆地生态系统碳源汇的时空变化及其成因，评价生态系统承载力和预测作物产量。利用植被参数（叶面积指数、聚集度指数、地表覆盖）遥感数据、气象数据和大气CO2 浓度等，驱动日步长的机理性生态模型BEPS，模拟生成了全球1981-2019 年逐日NPP 数据产品，空间分辨率为0.072727°×0.072727°。

请添加图片描述

中文名称	1981-2019 年全球逐日NPP 模拟数据
英文名称	The dataset of simulated daily net primary productivity over the globe during 1981-2019
生成日期	2021/06/10
资源大小（MB）	52429
资源存储类型	栅格图像
资源存储格式	二进制文件
空间范围	全球
时间范围	1981-2019年
时间分辨率	日
空间分辨率	0.072727°×0.072727°
学科分类	地球科学>地理学
关键词	BEPS模型；净初级生产力；NPP；植被参数遥感数据

二、数据结构和内容

本数据集从1981 年1 月1 日开始至2019 年12 月31 日，每年365期数据。为了节省存储空间和提高下载速度，对数据进行了压缩，将一年365 期的数据压缩成一个文件。如2019NPP.zip 文件中包含了365 个文件。

文件采用NPP_YYYY_ddd.img 的格式命名，其中YYYY 表示年份，ddd 表示日序。如 NPP_2019_1.img 是 2019 年第 1 天的 NPP；NPP_2019_101.img 是2019 年累积到101 天的NPP，比例因子为0.1。将相邻两天的数据相减，可以得到日NPP 值。

如将从NPP_2019_101.img文件读出的值减去从NPP_2019_100.img 文件读出的值、乘以比例因子后即为第101 天的NPP（g C m-2 d-1）

数据存储方式：有符号短整型二进制文件，每个的大小为2字节/格点×4950格点/行×2090行=20691000字节。

数据存储顺序为：

第1 行第1 格点NPP,第2 格点NPP,……,第4950 格点NPP
第2 行第1 格点NPP,第2 格点NPP,……,第4950格点NPP
…
第2090 行第1 格点NPP,第2 格点NPP,……,第4950 格点NPP

投影方式：经纬度；

范围：**89.23°N~62.77°S, 180°W~180°E

三、数据集/图集质量控制

（一）产生方式

利用重点研发专项“基于多源卫星遥感的高分辨率全球碳同化系统（2016YFA0600200）”第一课题生成的长时间序列全球叶面积指数（LAI）和聚集度指数数据，结合 MODIS 地表覆盖遥感数据、气象数据和大气CO2 浓度等，驱动机理性生态模型BEPS，模拟生成全球1981-2019 年逐日NPP 数据产品

（二）数据源说明

使用的主要数据包括

遥感数据：融合 AVHRR 和 MODIS 数据生成的 1981-2019 年长时间序列全球 LAI，1981-1999 年的 LAI 数据时间分辨率为 15/16天, 2000-2019 年的LAI 数据时间分辨率为 8 天；利用 MODIS BRDF数据产品生成的聚集度指数数据，MODIS 地表覆盖遥感数据（IGBP分类系统）
气象数据：1901-2019 年的CRUJRA 逐日最高气温、最低气温、太阳辐射、降水量和日平均相对湿度（ https://catalogue.ceda.ac.uk/uuid/10d2c73e5a7d46f4ada08b0a26302ef
7 ）。数据的空间分辨为 0.5°×0.5°, 采用双线性插值方法插值到0.072727°×0.072727°。
用于确定饱和含水量、田间持水量、凋萎系统和土壤水分饱和传导率等参数的土壤粘粒、砂粒和粉粒比例数据，由全球土壤数据库（http://www.fao.org/nr/lman/abst/lman_080701_en.htm）下载，并进行插值处理。

（三）数据采集、加工处理方法

1）模型的主要算法

BEPS是遥感驱动的机理性生态模型，根据植被冠层辐射传输原理，顾及冠层内不同位置叶片在可利用的光合有效辐射方面的差异，将冠层分为阳叶和阴叶两大类，分别计算其GPP。NPP 等于GPP 与植被自养呼吸的差值。
冠层总的GPP 计算为：

其中，GPPsun 和 GPPshaded 分别为单位面积阳叶和阴叶的 GPP；LAIsun和 LAIshaded 分别为阴叶和阳叶的LAI:

其中，Ω为聚集度指数，cos θ为日平均太阳天顶角。
植被的自养呼吸包括了生长呼吸和维持呼吸两部分，其中生长呼吸等于0.25×GPP，维持呼吸等于4 个植被碳库维持呼呼之和，每个碳库的维持呼吸根据其大下、温度和参考呼吸速率估算。每日的 NPP 将根据设定的分配系数分配到4 个植被碳库。

2）模型的初始化

BEPS 模型采用 Century 模型的方法模拟土壤碳氮循环过程，它将植被生物量分为4 个碳库，包括：

① 叶、② 茎干、③ 粗根和④ 细根碳库，土壤碳分为 9 个碳库，包括: ① 地表凋落物结构性部分碳库、② 地表凋落物易分解部分碳库、③> 土壤中凋落物结构性部分碳库、④ 土壤中凋落物易分解部分碳库、⑤ 木质凋落物碳库、⑥ 地表微生物碳库、⑦ 土壤微生物碳库、⑧ 慢分解碳库和⑨> 惰性碳库。

基于1901 年时生态系统处于碳平衡(每年各碳库的大小不变、净生态系统生产力（NEP）年值等于0)的假设，确定各个碳库的初始值。1901-1980 年期间，利用随时间变化的气候和CO2 浓度数据、1981-1985 年的平均LAI（具有季节变化）驱动模型；1981-1999 年期间，利用随时间变化的气候、CO2 浓度数据和 LAI 驱动模型。由于 1981 年之前没有遥感数据，所以仅提供1981 年之后的NPP 数据产品。

注意：
请数据使用者在基于本数据所产生的研究成果中标注数据来源，并按照[文献引用方式]标注需引用的参考文献。

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