【摘 要】
：
陆地生态系统碳、水通量估算是地球系统科学研究的基础和重要内容之一.当前部分碳、水通量模型在外推的过程中受到参数化结构和特征参数的限制,难以提升应用范围和结果精度.以生态水文最优性原理为理论工具,将基于该原理构建的C3植物普适性生产力模型P model推广至C4植物;在此基础上结合植物气孔行为的环境响应规律和水碳耦合原理,发展具有普适性的碳水通量耦合估算方法,协同计算我国总初级生产力(GPP,Gross Primary Production)和蒸散(ET,Evapotranspiration).基于Chin
【机 构】
：
清华大学地球系统科学系,北京100084;清华大学全球变化研究院,北京100875
论文部分内容阅读
陆地生态系统碳、水通量估算是地球系统科学研究的基础和重要内容之一.当前部分碳、水通量模型在外推的过程中受到参数化结构和特征参数的限制,难以提升应用范围和结果精度.以生态水文最优性原理为理论工具,将基于该原理构建的C3植物普适性生产力模型P model推广至C4植物;在此基础上结合植物气孔行为的环境响应规律和水碳耦合原理,发展具有普适性的碳水通量耦合估算方法,协同计算我国总初级生产力(GPP,Gross Primary Production)和蒸散(ET,Evapotranspiration).基于ChinaFLUX数据集的站点尺度验证结果表明,基于P model发展的的GPP和ET普适性估算方法精度表现良好:GPP估算结果与地面观测相比,相关系数R2=0.61,均方根误差RMSE=2.1gC/d,拟合斜率0.96;ET估算结果相关系数R2=0.66,RMSE=0.85mm/d,拟合斜率1.04.基于Google Earth Engine云平台实现了全国尺度GPP和ET计算,模拟结果与遥感太阳诱导叶绿素荧光观测、同类ET产品相比具有合理的空间分布,表明基于最优性原理构建的普适性碳水通量耦合估算模型在空间拓展的过程中稳定可靠.此外,与传统参数化导度模型的环境敏感性对比分析表明,采用的普适性通量计算方案能够在无法获取准确土地覆被信息或模型训练样本不足的情况下取得稳定的计算结果,具有良好的应用和发展前景.
其他文献
利用多普勒天气雷达和探空站等高分辨率多源观测资料,分析了多尺度母体风暴演变特征及其相互作用对2020年6月12日形成于江苏高邮地区的一次龙卷天气过程的影响.此次龙卷过程形成于有利的大尺度环境,龙卷母体风暴由中β尺度的飑线和中γ尺度的超级单体两个不同尺度的对流系统组成.中γ尺度超级单体形成于中β尺度飑线的前侧,形成之后一直维持缓慢增强的趋势.在中β尺度飑线发展成熟并形成显著的弓状回波之后,超级单体的中气旋开始迅速增强.单雷达和多雷达风场反演结果表明,与中β尺度飑线相关的中尺度切变线和对流尺度切变区增强了中γ
该研究基于中国生态系统研究网络(CERN)数据对传统CASA模型进行优化,对比两叶模型与优化CASA模型在站点尺度和像元尺度对于8个典型生态站点的植被净初级生产力(NPP)估算精度,选择在像元尺度表现更好的优化CASA模型,结合中国土地覆被数据(ChinaCover)开展2000-2019年中国陆地植被NPP监测与分析.研究结果表明:(1)基于FY2D PAR的优化方案能够有效避免空间插值导致的不确定性问题,显著提高了PAR估算精度;(2)在站点尺度上,两叶模型用于估算典型森林、草地生态系统的NPP表现更
西北地区生态脆弱,进行生态安全评估和驱动力分析具有重要意义.选取土地利用影像和植被净初级生产力产品叠加细化均衡因子和产量因子,利用三维生态足迹改进模型测算和空间刻画西北地区2009-2017年的足迹深度,足迹广度和区域三维生态足迹;然后基于上述结果计算生态压力指数、生态协调系数、生态足迹多样性指数、流量资本占用率和存量资本流量利用比描述生态安全变化;最后用STIRPAT扩展模型结合主成分回归模型分析三维生态足迹演变的主要驱动因素.结果 表明:(1)2009-2017年研究区的区域足迹广度总体上呈现为先升后
合理快速地评估红树林及其生态系统服务价值不仅是立法和管理的迫切需要,也是一个重要理论问题.迄今,89.19％的国内相关文献为个案研究,缺少国家层面的系统分析.经过文献梳理,形成了由24个指标组成的中国红树林价值评估指标体系.通过贴现折算各指标、定义红树林影响率函数,评估了中国红树林生态系统基准价值(BVE)和红树林基准价值(BVM).结果 表明,2019年BVE和BVM分别为98.74万元hm-2 a-1和216.79万元hm-2 a-1.在BVM中,红树林自身直接产生的价值占57.12％,红树林对林外湿
通过对2020年7月22日安徽省宿州市龙卷的现场灾情调查,并利用地面区域自动气象站、探空资料、欧洲中心再分析资料、蚌埠和阜阳站S波段双偏振雷达资料,分析此次超级单体龙卷风暴的天气背景条件,并探讨龙卷发生时双偏振雷达观测特征.(1)此次龙卷自西向东移动,路径长约60 km,持续时间约1小时,强度为EF2级.(2)龙卷发生于梅雨期,在地面锋面和高空急流围成的区域内,位于超低空急流和高空急流交界的西北象限.探空显示,除了具有2243 J/kg的对流有效位能(CAPE),底层丰富水汽之外,环境风速强并且垂直风切变
大气氮沉降对草地生态系统结构和功能的影响已成为全球变化生物学研究重点.大气氮沉降导致草地群落物种多样性降低已成为全球普遍现象,但其生物学机制还不清楚,因此有必要系统梳理大气氮沉降对全球不同草地生态系统的研究结果,以便在氮沉降背景下为我国草地生态系统的研究和管理制定科学决策.系统综述了氮沉降降低草地群落物种多样性的可能机制,主要包括资源竞争排斥、群落更新限制、土壤酸化及其离子毒害、养分失衡、氮素本身的毒害、次生胁迫.氮沉降导致草地物种多样性降低是多种机制综合作用的结果,每种机制在不同时空具有不同的相对贡献.
中国沙棘主要分布于我国华北、西北、西南等地森林—草原过渡地带,是我国北方地区退耕还林、生态修复等工程的重要造林树种,对维持干旱、半干旱地区的生态环境稳定具有重要意义.探讨限制中国沙棘分布的主导气候因子,模拟其潜在适宜分布区,以期为中国沙棘在林业生态工程和生态经济林建设中的合理种植和推广提供理论依据.基于中国沙棘自然分布的328个地理样点,利用最大熵(MaxEnt)模型对中国沙棘的潜在分布区的主导气候因子进行分析,并预测中国沙棘的潜在分布范围.结果 表明,基于气候变量的MaxEnt模型训练集和测试集受试者工
景观连通性是区域生态系统功能完整的重要表征.连通性的评估对生态系统管理和保护规划有重要意义.综合常用的景观连通性评估模型,即最小耗费距离模型与电路理论模型,根据生态网络构建的一般范式,采取两种不同阻力面赋值方案,对黄河三角洲的湿地景观连通性进行评估,并对比分析了两种模型的基本原理、工作性能、分析尺度等.结果 表明:最小耗费距离模型能够识别最优生态廊道,为景观连通性评估提供基本模式.电路理论则能扩展到潜在生态廊道和关键生态点的量化识别,能确定具有生态功能的“夹点”和障碍区的空间位置.综合两种模型,可以量化评
2017年起,农业部连续多年出台化肥减量增效行动工作方案,要求适当增加有机肥投入,发展循环农业.但连续施用的有机肥进入土壤后,会对土壤pH、有机质和重金属含量等产生影响,改变土壤重金属行为.科学评估有机肥料施用的影响至关重要.仅通过总含量评估重金属污染风险被认为是片面的,不同化学提取剂提取的重金属含量不能完全代表实际污染状况.地球化学模型具有良好的适用性,比传统的提取方法能够更全面地解释重金属的行为.在集约化农业种植区黄淮海平原,多次施用不同比例的粪源有机肥于旱地菜田,并引入地球化学模型,结合pH依赖性浸
基于长江口3个区域潮间带(崇明东滩、南汇边滩和嵊山岛)监测数据,对长江口区域潮间带底栖生物生态现状及变化趋势进行评价.结果 表明,2019年长江口海域泥相和岩相潮间带共鉴定大型底栖生物9门57种,软体动物、甲壳类和多毛类构成主要类群.崇明东滩、南汇边滩两个泥相潮间带底栖生物平均栖息密度分别为96.4个/m2和160.4个/m2,平均生物量分别为68.42 g/m2和45.719/m2;嵊山岛岩相潮间带平均栖息密度和生物量分别为488.9个/m2和763.72g/m2.各断面多样性、丰富度和均匀度指数分别位