Spectral Calibration for High Arctic Primary Production Estimation

www2.dmu.dk

Spectral Calibration for High Arctic Primary Production Estimation

Spectral Calibration for High-Arctic Primary Production Estimation

Indledning

Følgende projektmanual er baseret dels på resultaterne fra pilotprojektet som blev udført i august 2002 samt

på diskussioner blandt hovedforfatterne til DMU’s temarapport: Sne, is og 35 graders kulde. Hvad er

effekterne af klimaændringer i Nordøstgrønland. Temarapporten bygger på de første 6-7 års resultater fra

Biobasis overvågningsprogrammet ved Zackenberg i NØ-Grønland og diskussionerne fandt sted ved en

workshop d. 8. april 2002, afholdt i forbindelse med udgivelsen af temarapporten. En af

hovedkonklusionerne ved denne workshop var at der for at øge værdien af overvågningen skal findes en

måde hvormed primærproduktionen løbende kan estimeres. Dette projekt har således også været til høring

hos: Hans Meltofte (DMU/AM), Morten Rasch (DPC), Svend Jonasson, Anders Michelsen og Helge Ro

Poulsen (Bot.Inst./KU), Birger U. Hansen og Thomas Friborg (Geogr. Inst. / KU), Christian Bay (Bot.

Museum / KU), Thomas Berg og Mads Forchhammer (Zoo. Inst. / KU).

Projektet præsenterer en metode til at kalibrere spektrale målinger til biomassen således at man ikke bare

fremover kan estimere primærproduktionen men også udnytte tidligere spektrale målinger. Dermed kan

løbende estimeringer af primærproduktionen fra 1996 og frem anvendes til analyser af de biologiske

processer ved Zackenberg.

Pilotprojektet blev gennemført i august 2002 således at hovedprojektet kan gennemføres i 2003 fra

slutningen af juni til slutningen af august.

Denne rapport er ment dels som en projektbeskrivelse for de relevante myndigheder men også som første

udkast til en feltmanual der skal bruges af forskere og studerende under hovedprojektet i 2003.

Projektbeskrivelse

Indledning

Primærproduktionen er en væsentlig parameter for terrestriske økosystemer i Arktis og er tæt knyttet til

udviklingen i CO2 flux, vandtilgængelighed og temperatur (Oechel og Vourlitis, 1996). En estimering af

primærproduktionen vil medføre en væsentlig styrkelse af analyser af sammenhænge med relation til

jordbundsforhold, flora- og fauna-forhold samt climate change og det er derfor vigtigt at kende

primærproduktionen ved climate change-relaterede studier.

Zackenberg Forskningsstation i NØ-Grønland har siden 1995 dannet ramme for BioBasisprogrammet, hvis

formål er gennem et langsigtet studie at monitere dynamikken og koblingen mellem organismer og de

biologiske processer i et højarktisk økosystem. Studierne kan danne grundlag for forskning, der relaterer til

både regionale og globale klimaændringer, og her er primærproduktionen en vigtig parameter. Hidtil har det

ikke været muligt at måle primærproduktionen uden at det ville medføre at vegetationen blev klippet af og

analyseret og det kan derfor kun udføres én gang for samme felt. For at muliggøre løbende estimater af

primærproduktionen i samme felter er det nødvendigt med ikke-destruktive metoder.

Udvikling i primærproduktionen bliver ofte udtrykt ved udviklingen af den overjordiske plantebiomasse.

Denne biomasse betinger blandt andet på grund af klorofylindhold og cellestruktur refleksionen af sollys i

det røde og nærinfrarøde spektrum. Dette forhold har ført til udviklingen af vegetationsindeks (VI) i midten

af 1970’erne og har siden været anvendt til monitering af vegetationstilstand og -ændringer (Gitelson et al.,

2002). Mange studier har således med høj signifikans estimeret vækstparametre for vegetation (f.eks.

biomasse, dækningsgrad, leaf area index (LAI) og klorofylindhold) udfra VI. Desværre eksisterer kun

relativt få studier af sammenhængen mellem biomasse og VI/primær produktion og målbar reflektion i

arktiske egne (Hope et al., 1993, Jacobsen og Hansen, 1996, Riedel et al., submitted, Shippert et al., 1995).

Der er ingen detaljerede studier, i hvilke både biomasse og klorofylindhold er relateret til VI på baggrund af

store datasæt. I et studie i Alaska er der dog blevet foretaget et omfattende studie af sammenhængene mellem

VI, biomasse, CO2-fluxe i to for Alaska typiske vegetationstyper (Walker et al., 1999). Det forventes at dette

studie vil fortsætte langs en transekt gennem arktisk Canada, hvor der måles biomasse, LAI og normalised

difference vegetation index (NDVI).

Vers. 13.november 2002 5

More magazines by this user
Similar magazines