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[科普中国]-EPPML模型

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景观尺度上的碳循环和碳平衡模型研究是从态系统尺度向全球尺度扩展的重要环节,但也当前碳循环和碳平衡研究中最不充分的部分,就我国的碳循环和碳平衡研究而言,至今尚缺乏大尺度的综合研究计划,大部分仍局限于某一树种、某一生态系统类型,且资料的系统性和一致性都显得不够,综合性研究成果尚未见报道。

鉴于以上现状,张娜等(2001,2003a,b,c,d,e)在 Century. Forest-BGC. BIOME-BGC 和 BEPS 等模型基础上建立了一个景观尺度的基于过程的生物地球化学循环模型——EPPML。

简介景观尺度上的碳循环和碳平衡模型研究是从态系统尺度向全球尺度扩展的重要环节,但也当前碳循环和碳平衡研究中最不充分的部分,就我国的碳循环和碳平衡研究而言,至今尚缺乏大尺度的综合研究计划,大部分仍局限于某一树种、某一生态系统类型,且资料的系统性和一致性都显得不够,综合性研究成果尚未见报道。

鉴于以上现状,张娜等(2001,2003a,b,c,d,e)在 Century. Forest-BGC. BIOME-BGC 和 BEPS 等模型基础上建立了一个景观尺度的基于过程的生物地球化学循环模型——EPPML。1

模型描述EPPML模型主要是用于模拟土壤-植物-大气系统中的碳流和水流的机理过程气孔导度将这两个循环过程紧密地联系在一起。整个模拟过程具有混合时间尺度,其中生态系统水循环过程、光合和呼吸过程以天为尺度来模拟,生态系统生产力的动态过程以年为尺度来模拟;模拟的空间尺度为30 m。EPPML结合遥感技术、GIS手段以及地面实测数据,从而提供了一个空间耦合的理论框架,包括景观空间数据的输人、景观网格上的模型参数估计以及模型的运行和输出。1

子模块EPPML模拟系统主要包括5个子模块:能量传输子模块、气孔导度子模块、光合作用强度子模块、净初级生产力子模块、土壤水分平衡子模块。模型需要输人每日观测的气象数据(降水量、最高气温、最低气温、平均气温、正午时的太阳高度角、大气压、风速等)及景观上每个网格的植被类型信息(叶面积指数、植被类型、植物主要器官的含碳量(叶、干、枝和根)、叶的含氮量)、立地信息(纬度、海拔高度、坡度、坡向)、生物量和LAI等。模拟过程比较简单,且容易理解和实现。模型在每个网格中运行并做累加,可以输出碳循环和水循环变量的空间分布图,包括NPP、蒸腾量、蒸散量、土壤水分含量等的从一天到一年的不同时间阶段的平均值或总量值。因此,EPPML模拟系统提供了一种将同质模型扩展到异质景观的综合方法,从而实现了由斑块尺度到景观尺度上生态过程的空间转换,实现景观尺度NPP和蒸散的模拟。1

本词条内容贡献者为:

杨刚 - 教授 - 西南大学