森林生态系统模型已经成为一门新兴的科学,可以为森林资源的管理利用、森林最大收益的获取提供科学依据。PnET模型是美国复杂系统研究中心(Complex System Research Center)开发研制的,最初是为了模拟森林生态系统碳水平衡而创建,目前...森林生态系统模型已经成为一门新兴的科学,可以为森林资源的管理利用、森林最大收益的获取提供科学依据。PnET模型是美国复杂系统研究中心(Complex System Research Center)开发研制的,最初是为了模拟森林生态系统碳水平衡而创建,目前该模型可以模拟完整的氮循环过程。PnET模型已经在美洲、欧洲以及亚洲的一些地区得到了验证和运用,可用于森林乃至陆地生态系统的模拟。PnET模型可用来分析森林林木生长规律,不同土壤类型及气候条件对森林生态系统碳氮通量变化的影响;还可用于估算森林生态系统最大生产潜力,对生长在不利条件以及地区的林木生长进行预测等。该模型对可持续林业的发展具有积极的指导作用。展开更多
荒漠草原是陆地生态系统中最为脆弱且受人类干扰较为严重的生态类型之一,精准模拟其碳水通量及对人为干扰的响应,不仅能够揭示其复杂的生态学过程,而且还可为人为生态修复和保护提供决策依据。生态模型能够有效地模拟陆地生态系统的碳...荒漠草原是陆地生态系统中最为脆弱且受人类干扰较为严重的生态类型之一,精准模拟其碳水通量及对人为干扰的响应,不仅能够揭示其复杂的生态学过程,而且还可为人为生态修复和保护提供决策依据。生态模型能够有效地模拟陆地生态系统的碳水循环过程,但模型众多的参数及其取值的合理性限制了其普遍应用,故探索参数优化是提升生态模型应用的有效途径。利用PEST参数优化方法和涡度相关观测数据对Biome-BGC模型的生理生态参数进行优化,在评估参数优化效果的基础上模拟了1986—2018年宁夏盐池荒漠草原区人工灌丛生态系统的总初级生产力(Gross primary productivity,GPP)和蒸散(Evapotranspiration,ET)。结果表明:(1)参数优化可以改善Biome-BGC模型对荒漠草原区人工灌丛生态系统GPP和ET的模拟效果,参数优化后模拟的GPP和ET均更接近于观测值,其中月尺度的模拟效果更佳;(2)基于PEST的Biome-BGC模型参数优化方法具有较强的普适性,优化后的参数可推广应用于荒漠草原区人工灌丛生态系统长时间序列的GPP和ET模拟;(3)宁夏盐池荒漠草原区人工灌丛生态系统的GPP在1986—2018年呈缓慢上升趋势,增幅为1.47 g C m^(-2)a^(-1),但ET的年际变化率较大,且无显著变化趋势。展开更多
生态过程模型已经被广泛用于模拟总初级生产力(Gross Primary Productivity,GPP)和蒸散发(Evapotranspiration,ET)。本研究使用BEPS(Biosphere-atmosphere Exchange Process Simulator)模型两个不同时间尺度的版本,即日步长(BEPS-Daily...生态过程模型已经被广泛用于模拟总初级生产力(Gross Primary Productivity,GPP)和蒸散发(Evapotranspiration,ET)。本研究使用BEPS(Biosphere-atmosphere Exchange Process Simulator)模型两个不同时间尺度的版本,即日步长(BEPS-Daily)和小时步长(BEPS-Hourly),比较两种模型模拟结果的差异,并分析误差来源。结果表明:1)叶面积指数(Leaf Area Index,LAI)是驱动陆地生态系统模型的重要植被结构参数。BEPS-Daily模拟的阳叶LAI会大于BEPS-Hourly,而模拟的阴叶LAI会更小;2)植被的气孔控制着CO 2和水汽的交换,气孔导度表征气孔对环境因子的响应程度。BEPS-Daily计算的气孔导度对环境因子的敏感度高于BEPS-Hourly。因此,当受到辐射、气温以及土壤水分等环境因子的限制时,BEPS-Daily模型计算得到的气孔导度会出现低估的情况,这会导致BEPS-Daily模拟的GPP和蒸腾也出现了低估的模拟值;3)总体来说,两模型的模拟精度差别不大,BEPS-Hourly的模拟精度略高,而BEPS-Daily则具备更高的运算效率,因此,在应用中可根据实际需求选择模型。展开更多
文摘森林生态系统模型已经成为一门新兴的科学,可以为森林资源的管理利用、森林最大收益的获取提供科学依据。PnET模型是美国复杂系统研究中心(Complex System Research Center)开发研制的,最初是为了模拟森林生态系统碳水平衡而创建,目前该模型可以模拟完整的氮循环过程。PnET模型已经在美洲、欧洲以及亚洲的一些地区得到了验证和运用,可用于森林乃至陆地生态系统的模拟。PnET模型可用来分析森林林木生长规律,不同土壤类型及气候条件对森林生态系统碳氮通量变化的影响;还可用于估算森林生态系统最大生产潜力,对生长在不利条件以及地区的林木生长进行预测等。该模型对可持续林业的发展具有积极的指导作用。
文摘荒漠草原是陆地生态系统中最为脆弱且受人类干扰较为严重的生态类型之一,精准模拟其碳水通量及对人为干扰的响应,不仅能够揭示其复杂的生态学过程,而且还可为人为生态修复和保护提供决策依据。生态模型能够有效地模拟陆地生态系统的碳水循环过程,但模型众多的参数及其取值的合理性限制了其普遍应用,故探索参数优化是提升生态模型应用的有效途径。利用PEST参数优化方法和涡度相关观测数据对Biome-BGC模型的生理生态参数进行优化,在评估参数优化效果的基础上模拟了1986—2018年宁夏盐池荒漠草原区人工灌丛生态系统的总初级生产力(Gross primary productivity,GPP)和蒸散(Evapotranspiration,ET)。结果表明:(1)参数优化可以改善Biome-BGC模型对荒漠草原区人工灌丛生态系统GPP和ET的模拟效果,参数优化后模拟的GPP和ET均更接近于观测值,其中月尺度的模拟效果更佳;(2)基于PEST的Biome-BGC模型参数优化方法具有较强的普适性,优化后的参数可推广应用于荒漠草原区人工灌丛生态系统长时间序列的GPP和ET模拟;(3)宁夏盐池荒漠草原区人工灌丛生态系统的GPP在1986—2018年呈缓慢上升趋势,增幅为1.47 g C m^(-2)a^(-1),但ET的年际变化率较大,且无显著变化趋势。
文摘生态过程模型已经被广泛用于模拟总初级生产力(Gross Primary Productivity,GPP)和蒸散发(Evapotranspiration,ET)。本研究使用BEPS(Biosphere-atmosphere Exchange Process Simulator)模型两个不同时间尺度的版本,即日步长(BEPS-Daily)和小时步长(BEPS-Hourly),比较两种模型模拟结果的差异,并分析误差来源。结果表明:1)叶面积指数(Leaf Area Index,LAI)是驱动陆地生态系统模型的重要植被结构参数。BEPS-Daily模拟的阳叶LAI会大于BEPS-Hourly,而模拟的阴叶LAI会更小;2)植被的气孔控制着CO 2和水汽的交换,气孔导度表征气孔对环境因子的响应程度。BEPS-Daily计算的气孔导度对环境因子的敏感度高于BEPS-Hourly。因此,当受到辐射、气温以及土壤水分等环境因子的限制时,BEPS-Daily模型计算得到的气孔导度会出现低估的情况,这会导致BEPS-Daily模拟的GPP和蒸腾也出现了低估的模拟值;3)总体来说,两模型的模拟精度差别不大,BEPS-Hourly的模拟精度略高,而BEPS-Daily则具备更高的运算效率,因此,在应用中可根据实际需求选择模型。
