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利用Biome-BGC模型模拟黄土区沙棘人工林碳通量时的生理生态参数敏感性

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[目的]分析生态过程模型模拟结果对植被生理生态参数的敏感性,通过优化此类参数提高模型模拟的准确性.[方法]基于黄土丘陵区沙棘人工林 2016-2018 年的碳通量观测数据,对 Biome-BGC模型进行参数优化及模型结果验证.采用扩展傅里叶幅度敏感性检验方法,分析该模型中 27 个生理生态参数的一阶和总敏感性,探讨不同参数单独或相互作用对模型模拟结果精度的影响,并筛选出高(>0.2)、中(0.1～0.2)等级的总敏感性参数.同时,使用通径分析计算上述敏感性参数对模型模拟碳通量的正、负影响.[结果]参数优化后的 Biome-BGC 模型能很好地模拟黄土区沙棘人工林碳通量季节动态.敏感性分析表明,新生长的细根碳含量与新生长的叶碳含量比和阴生叶与阳生叶比叶面积比例对该人工林总生态系统生产力(GEP)、生态系统呼吸(RE)和净生态系统生产力(NEP)均具有高的总敏感性,且新生长的细根碳含量与新生长的叶碳含量比对碳通量的一阶敏感性也较高.通径分析表明,新生长的细根碳含量与新生长的叶碳含量比对该人工林GEP、RE和NEP 均具有显著的负影响(P<0.001),其主要通过影响叶片和细根碳氮的总量和分配比例来影响光合和呼吸作用.而阴生叶与阳生叶比叶面积比则主要通过影响叶片接收的光照面积和光照强度来影响植物光合和呼吸作用,因而其对沙棘人工林 GEP、RE 和 NEP 均有显著的正影响(P<0.001).[结论]在利用Biome-BGC模型模拟黄土丘陵区沙棘人工林的碳通量时,新生长的细根碳含量与新生长的叶碳含量比和阴生叶与阳生叶比叶面积比是高敏感性参数,优化上述参数能提高Biome-BGC模型模拟的准确性.
Sensitivity Analysis of Ecophysiological Parameters for the Simulated Carbon Flux Using the Biome-BGC Model in a Hippophae rhamnoides Plantation in the Loess Region

贾畅、王丽娜、唐亚坤

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西北农林科技大学林学院 杨凌 712100

西北农林科技大学水土保持研究所 杨凌 712100

Biome-BGC模型 碳通量 沙棘人工林 敏感性分析

国家自然科学基金国家重点研发计划项目子课题

419774252017YFA0604801

2022

10.11707/j.1001-7488.20221105

林业科学
中国林学会

林业科学

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子：1.272
ISSN：1001-7488
年,卷(期)：2022.58(11)
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