基于模型数据融合的中国温带和亚热带典型森林生态系统碳通量模拟

摘要：

生态系统碳循环过程对水分响应的研究已成为全球变化关注的焦点问题之一.基于长白山温带针阔混交林与千烟洲亚热带人工针叶林观测站2003-2009年生长季的碳通量(NEE)和气象观测数据,综合考虑水分对光合、呼吸作用的影响,构建不同的NEE模型,并应用模型数据融合方法优化模型参数、遴选最适模型,系统分析了水分因子对不同森林生态系统碳循环的影响.结果表明:(1)优化后的模型参数均能被NEE实测数据较好约束.长白山生长季的光合、呼吸参数值均高于千烟洲,未考虑空气饱和水汽压差(VPD)的模型高估了千烟洲温度敏感性参数(Q10)值、低估了千烟洲基础呼吸速率参数(BR)值;(2)仅考虑VPD对光合作用影响的模型是长白山生长季碳通量模拟的最优模型,但模拟精度提高不显著.不同模型间碳通量组分模拟结果差异较小;(3)考虑VPD和土壤含水量对光合、呼吸作用共同影响的模型是千烟洲生长季碳通量模拟的最优模型,并且显著提高了模拟精度.未考虑水分的模型在生长季高估了总生态系统生产力(GEP)总量2.0％(21.85 9 C/m2),同时更大幅度地高估了生态系统呼吸(RE)总量4.4％(38.02 9 C/m2),从而导致NEE总量低估于实测值7.8％(18.55 9 C/m2).

关键词：水分、碳循环、模型数据融合、参数优化、模型选择

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分类号：TP2;V47

资助基金：中国科学院战略性先导科技专项XDA05050600;国家科技支撑计划2013BAC03B00;中国科学院科研信息化“科技领域云”项目XXH12503-05-03

在线出版日期：2017-04-17（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共12页

页码：1409-1420