本研究以数据同化和尺度转化为数据桥梁,将CLM陆面模式和遥感反演技术结合,以定点野外观测数据为标准,借助于自下而上(Bottom-up)和自上而下(Top-down)的方式方法,基于遥感技术提取研究区域的近20年多期土地利用/土地覆盖变化信息,结合中国近50年气象观测的数据和遥感反演参数,模拟分析研究区域多年的土地利用变化对生态环境的影响。本研究将陆面模式和遥感技术结合,发挥陆面模式和遥感技术的优势,研究土地利用变化对地表参量影响的时空变化规律,协调人地关系,保证经济可持续发展,为区域环境保护和生态规划提供参考依据。借此探讨地理科学从状态描述到地理过程模拟及其陆面诸要素相互作用的机理及预测中的关键技术问题,研究自下而上(Bottom-up)途径和自上而下(Top-down)方法在土地利用变化中的有机结合方法,为"变化过程的格局及格局的变化过程"的新的地理时空结合理论提供验证。
本项目基于定量遥感和地表过程模拟技术,以遥感反演和模式模拟技术的实现及方法验证为核心,以土地利用变化响应研究为目标,经过三年的执行,基于设计成功了GEOPRO(软件著作权号2007SRBJ1089)陆面过程模式、GEOLUE(软件著作权号2007SRBJ1072)光合效率模式、水热过程遥感反演模型GEORS(TM,MODIS)(软件著作权号2007SRBJ1071)的基础上,在对遥感反演及模式模拟验证基础上,利用GEORS(TM,MODIS)在选定的研究区域(内蒙锡林郭勒河流域和山东黄河三角洲)进行遥感模型反演和反演指标的验证,同时进行了土地利用变化的响应的研究;基于对全国的水热过程及生物量进行了多年模拟的基础上,利用多模式模拟的方法,利用三个光能利用率模式(CASA、GLOPEM 和GEOLUE)和两个生态过程机理模式(CEVSA、GEOPRO)以不同空间分辨率和不同输入参数对中国植被净生产力NPP进行长时间序列模拟,通过模式对比进一步验证了GEOLUE模式,为在此领域的研究奠定了基础。