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基于参数优化的人工灌丛生态系统碳水通量模拟

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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.
Simulation of carbon and water fluxes of planted shrub ecosystem in desert steppe biome zone based on parameter optimization

desert steppeplanted shrub ecosystemcarbon and water cycleBiome-BGC modelparameter optimization

袁洪艺、杜灵通、潘海珠、乔成龙、田静、易志远、吴宏玥、张祎、施光耀、Irumva Olivier

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宁夏大学西北土地退化与生态恢复省部共建国家重点实验室培育基地,银川 750021

宁夏大学西北退化生态系统恢复与重建教育部重点实验室,银川 750021

宁夏大学生态环境学院,银川 750021

荒漠草原 人工灌丛生态系统 碳水循环 Biome-BGC模型 参数优化

宁夏回族自治区自然科学基金重点项目宁夏生态状况遥感监测与评价项目国家自然科学基金宁夏回族自治区重点研发计划

2022AAC02011NXCZ20220203419670272022BEG02051

2023

10.5846/stxb202207031892

生态学报
中国生态学学会,中国科学院生态环境研究中心

生态学报

CSTPCDCSCDCHSSCD北大核心
影响因子：2.191
ISSN：1000-0933
年,卷(期)：2023.43(13)
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