CASA模型、CENTURY模型应用与案例分析

植被作为陆地生态系统的重要组成部分对于生态环境功能的维持具有关键作用。植被净初级生产力（Net Primary Productivity, NPP）是指单位面积上绿色植被在单位时间内由光合作用生产的有机质总量扣除自养呼吸的剩余部分。植被NPP是表征陆地生态系统功能及可持续性的重要参数之一，不仅直接反映生态系统在自然环境条件下的生产能力及质量状况，也是判定生态系统碳源/汇的重要因子。目前，基于多源遥感数据开展大尺度、长时间序列植被NPP估算并应用地理信息系统技术进行综合的空间格局和动态分析已经成为量化NPP的重要手段，对于我国实现2060“碳中和”目标具有重要意义。
考虑到CASA（Carnegie-Ames-Stanford Approach）模型是估算陆地生态系统植被净初级生产力NPP的经典模型，掌握经典NPP估算手段，采用“理论讲解+案例实战+动手实操+讨论互动”相结合的方式，抽丝剥茧、深入浅出地分析CASA模型应用时需要掌握的经验及编程技巧，以便解决陆地生态系统碳循环研究的相关科学问题。

/// CASA模型原理及实践应用

【专家】：主讲专家来自中国科学院资深专家，长期从事植被参数遥感反演与应用方面的研究和教学工作，拥有丰富的科研及上机操作经验，主要研究方向:定量遥感、植被参数遥感反演与数据同化、资源环境遥感。

专题（一）CASA模型原理详细解析
CASA模型计算公式剖析：

专题（二）CASA模型相关遥感数据讲解
1.NDVI、FPAR、辐射遥感产品（MODIS、GLASS…）获取途径
2.数据特点及注意事项
3.数据质量控制方法

专题（三）MODIS NDVI遥感产品预处理及代码实现
1.基于MODIS TOOL的HDF影像拼接/子区截取/格式转换
2.基于MODIS TOOL的长时序海量遥感数据的自动批处理程序
3.基于Matlab的长时序MODIS数据在线快速批处理提取

专题（四）MODIS FAPAR遥感产品预处理
1.处理方法
2.自动批处理技术
3.基于MATLAB代码实现快速批处理提取方法（具体流程见专题三）

专题（五）MODIS NDVI、FPAR遥感产品数据时序重建
1.基于MATLAB的遥感产品数值读取
2.基于MATLAB的产品质量控制信息读取及解读
3.遥感数据异常值/离群值检测方法
4.时间序列遥感数据重构

专题（六）气象数据预处理与空间插值
1.辐射
2.温度
3.降水…
4.空间插值（克里金…）

专题（七）CASA模型代码实现
1.Matlab平台及应用
2.基于上述遥感与气象数据实现CASA模型（讲解与实践操作）
3.区域制图

CENTURY模型，主要基于过程的陆地生态系统生物地球化学循环模型。主要用于模拟不同土壤-植被系统间C、N、P和S的长期动态。根据土壤有机质的分解速率，CENTURY模型将土壤总有机碳（TOC）分成了三个碳库，即活性、慢性和惰性有机碳库。
通过详细的讲解，熟练掌握CENTURY的基本操作，通过完整的案例分析，加深在实际项目中的理解应用。由于“碳中和”备受关注，案例的选择上，重点在内容上围绕碳方面展开，更符合大家的研究热点的需求。

/// CENTURY模型实践技术应用与案例分析

【专家】：刘老师（副教授），长期从事农林碳动态分析与模拟，对CENTURY模型有丰富的应用经验。

涉及编程语言：VB、R语言，提供代码（有无经验均可）

第1章 CENTURY模型介绍与安装

1.1 关系模型的构建与应用

1.2 CENTURY模型原理

1.3 CENTURY模型的结构

1.4 模型的安装及注意事项

1.1 讲解关系模型的特点、优势、构建过程、以及应用时的注意事项；

1.2 讲解CENTURY模型的开发及原理；

1.3 详细讲解CENTURY模型各个模块的结构，并根据结构解释内涵。

1.4 下载并安装CENTURY模型软件，进入安装目录；

第2章 CENTURY模型文件系统及运行

2.1 模型的文件系统

2.2 模型的运行

2.3 实践演练

2.1 详细讲解CENTURY模型安装目录下的文件系统；

2.2 进入模型操作界面，熟悉操作命令，运行模型；

2.3 设定特定生态系统的土地变化历史，使用CENTURY模型进行模拟实践。

第3章 CENTURY模型的参数系统

3.1 输入数据

3.2 参数设定

3.3 输出数据

3.4 情景演练

3.1 对模型的输入数据进行详细讲解，掌握如何按照要求的格式准备输入数据；

3.2 讲解如何根据待模拟生态系统的土地利用和管理历史，设定参数，进行模拟；

3.3 详细讲解模型的输出数据，并掌握输出结果提取方法

3.4 依据不同土地利用情景，调整参数，进行模拟实践。

第4章CENTURY模型应用实例

4.1 Switchgrass生物量的模拟

4.2 柠条灌木林生产力的模拟

4.3 CENTURY模型应用实践——以柠条灌木林生产力模拟为例

4.1 讲解相关文献中对Switchgrass生物量的模拟过程；

4.2 讲解文献中对柠条生产力的模拟过程；

4.3 熟悉CENTURY模型使用的全过程，包括数据整理、模型校正验证、模型预测：通过使用柠条生物量的数据，通过参数校正和验证，获得适合模拟柠条生产力的参数系统，并对柠条的生长进行预测。

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