陆地碳循环模型的开放式对比系统构建方法研究
发布时间：2021-01-18 01:25
陆地碳循环模型是估计和预测不同尺度碳收支分布格局和变化趋势的重要手段。随着陆地碳循环模型的发展,其类型越来越多样,机理越来越复杂,在应用时往往难以选择。对此,国际上开展了多次陆地碳循环模型对比计划,一些研究机构针对陆地碳循环模型的对比发布了相关软件工具,陆地碳循环模型的对比成为当前研究的热点。但陆地碳循环模型的对比方案在公平公开性、可重现性和可重用性上仍然存在着一些不足,需要进一步研究。本文以陆地碳循环模型在网络环境下的开放式对比为导向,紧扣模型对比过程中的两个难点,即对比方案的公平公开和可重用,以陆地碳循环模型、数据和对比方法的服务化为切入点,通过科学工作流引擎驱动模型服务、数据服务和对比服务之间的集成调度,实现开放式网络环境下的模型对比,为陆地碳循环模型的对比提供了新的思路。本文主要研究内容和成果如下:（1）陆地碳循环模型开放式对比系统架构构建。面向陆地碳循环模型开放式对比的需求,设计了公平公开的、可重用的对比方案,包括“对比主题——对比工程——对比任务”三层。面向陆地碳循环模型和数据不断涌现和更新迭代的现状,设计了可扩展性高、灵活性强、稳定性强的分布式系统架构,支持新的陆地碳循环...
【文章来源】：南京师范大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：115 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１技术路线??１．５论文组织结构??第一章：绪论
２．１．１陆地碳循环过程??地球系统碳循环是指碳在岩石圈、水圈、大气圈和生物圈之间，以各种形式??相互转换和迁移的过程。如图２．１（ａ）所示，碳元素主要分布于陆地、海洋、大??气和化石燃料四个碳库，其中陆地碳库是含量最小的碳库，但由于它是人类活动??聚集的场所，所以又是最为活跃的碳库。它主要由植物光和器官碳库、植物支持??器官碳库、凋落物碳库和土壤有机物碳库四部分组成，如图２．１（ｂ）所示，植物??通过光合作用将大气中的ｃｏ２转换为碳水化合物，再通过自养呼吸、分配光合??作用产物和死亡凋落过程把碳输送到大气、植物支持器官碳库和凋落物碳库；植??物支持器官通过自养呼吸和死亡凋落把有机碳分别输送到大气和凋落物碳库；凋??落物碳库通过异养呼吸和分解作用分别把碳输送到大气和土壤有机物碳库中；土??壤有机物碳库最后通过异养呼吸把碳输送回大气碳库中（陈泮勤，２００４；毛留喜，??２００６）。碳在陆地生态系统中的转移路径为：大气——植物光合器官——植物支??持器官一一凋落物一一土壤——大气，形成了一个首尾相连的闭环。因此，可以??把陆地生态系统中碳的转
，行对比。??（２）未来预测：模拟未来气候变化情景下的陆地碳循环情况，这种情景下通??常需要和大气环流模式（ＧＣＭｓ）进行耦合，采用未来的气候因子（气??温、降水）和ｃｏ２浓度等数据作为驱动，预测未来的植被生产力和陆地??碳循环。??（３）参数的敏感性分析：敏感性分析是模型不确定分析的一种常用方法，它??用来研究和预测不确定性因素发生变化时，对模型结果影响程度的分析??方法（顾峰雪，２００７）。陆地碳循环模型的参数敏感性分析通过选取影响生??态系统碳交换的关键参数，对其取一定的变化百分比，通过对比参数变??化前后模拟值的变化比例来确定模型参数的敏感性。??（４）参数的校准：陆地碳循环模型模拟的精确度很大成分上依赖于模型参数??的设定，模型在特定的地区和尺度上应用时，往往需要进行参数的校准。??而对比实验是最常用的参数校准方法之一。??这些情景下的对比流程大致相同，可归纳为图２．２，主要包括模型计算和结??果对比两步，设计模型对比方案时需要在这些情景下能够重用。??
【参考文献】：
期刊论文
[1]微服务组合方法研究进展[J]. 辛园园,李俊晖,李阵. 无线通信技术. 2018(03)
[2]大尺度森林碳循环过程模拟模型综述[J]. 谢馨瑶,李爱农,靳华安. 生态学报. 2018(01)
[3]地理模型的服务化封装方法研究[J]. 胡迪. 测绘学报. 2015(11)
[4]陆地生态系统植被生产力遥感模型研究进展[J]. 袁文平,蔡文文,刘丹,董文杰. 地球科学进展. 2014(05)
[5]基于数据同化的哈佛森林地区水、碳通量模拟[J]. 张廷龙,孙睿,张荣华,张蕾. 应用生态学报. 2013(10)
[6]科学工作流技术研究综述[J]. 张卫民,刘灿灿,骆志刚. 国防科技大学学报. 2011(03)
[7]数据起源技术发展研究综述[J]. 戴超凡,王涛,张鹏程. 计算机应用研究. 2010(09)
[8]陆地生态系统碳循环模型研究概述[J]. 毛留喜,孙艳玲,延晓冬. 应用生态学报. 2006(11)
[9]陆地碳循环模型的比较分析[J]. 宋燕燕,王敬国,齐鑫,金红岩. 甘肃农业. 2006(05)
[10]陆地植被净初级生产力计算模型研究进展[J]. 朱文泉,陈云浩,徐丹,李京. 生态学杂志. 2005(03)
本文编号：2983985
【文章来源】：南京师范大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：115 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１技术路线??１．５论文组织结构??第一章：绪论
２．１．１陆地碳循环过程??地球系统碳循环是指碳在岩石圈、水圈、大气圈和生物圈之间，以各种形式??相互转换和迁移的过程。如图２．１（ａ）所示，碳元素主要分布于陆地、海洋、大??气和化石燃料四个碳库，其中陆地碳库是含量最小的碳库，但由于它是人类活动??聚集的场所，所以又是最为活跃的碳库。它主要由植物光和器官碳库、植物支持??器官碳库、凋落物碳库和土壤有机物碳库四部分组成，如图２．１（ｂ）所示，植物??通过光合作用将大气中的ｃｏ２转换为碳水化合物，再通过自养呼吸、分配光合??作用产物和死亡凋落过程把碳输送到大气、植物支持器官碳库和凋落物碳库；植??物支持器官通过自养呼吸和死亡凋落把有机碳分别输送到大气和凋落物碳库；凋??落物碳库通过异养呼吸和分解作用分别把碳输送到大气和土壤有机物碳库中；土??壤有机物碳库最后通过异养呼吸把碳输送回大气碳库中（陈泮勤，２００４；毛留喜，??２００６）。碳在陆地生态系统中的转移路径为：大气——植物光合器官——植物支??持器官一一凋落物一一土壤——大气，形成了一个首尾相连的闭环。因此，可以??把陆地生态系统中碳的转
，行对比。??（２）未来预测：模拟未来气候变化情景下的陆地碳循环情况，这种情景下通??常需要和大气环流模式（ＧＣＭｓ）进行耦合，采用未来的气候因子（气??温、降水）和ｃｏ２浓度等数据作为驱动，预测未来的植被生产力和陆地??碳循环。??（３）参数的敏感性分析：敏感性分析是模型不确定分析的一种常用方法，它??用来研究和预测不确定性因素发生变化时，对模型结果影响程度的分析??方法（顾峰雪，２００７）。陆地碳循环模型的参数敏感性分析通过选取影响生??态系统碳交换的关键参数，对其取一定的变化百分比，通过对比参数变??化前后模拟值的变化比例来确定模型参数的敏感性。??（４）参数的校准：陆地碳循环模型模拟的精确度很大成分上依赖于模型参数??的设定，模型在特定的地区和尺度上应用时，往往需要进行参数的校准。??而对比实验是最常用的参数校准方法之一。??这些情景下的对比流程大致相同，可归纳为图２．２，主要包括模型计算和结??果对比两步，设计模型对比方案时需要在这些情景下能够重用。??
【参考文献】：
期刊论文
[1]微服务组合方法研究进展[J]. 辛园园,李俊晖,李阵. 无线通信技术. 2018(03)
[2]大尺度森林碳循环过程模拟模型综述[J]. 谢馨瑶,李爱农,靳华安. 生态学报. 2018(01)
[3]地理模型的服务化封装方法研究[J]. 胡迪. 测绘学报. 2015(11)
[4]陆地生态系统植被生产力遥感模型研究进展[J]. 袁文平,蔡文文,刘丹,董文杰. 地球科学进展. 2014(05)
[5]基于数据同化的哈佛森林地区水、碳通量模拟[J]. 张廷龙,孙睿,张荣华,张蕾. 应用生态学报. 2013(10)
[6]科学工作流技术研究综述[J]. 张卫民,刘灿灿,骆志刚. 国防科技大学学报. 2011(03)
[7]数据起源技术发展研究综述[J]. 戴超凡,王涛,张鹏程. 计算机应用研究. 2010(09)
[8]陆地生态系统碳循环模型研究概述[J]. 毛留喜,孙艳玲,延晓冬. 应用生态学报. 2006(11)
[9]陆地碳循环模型的比较分析[J]. 宋燕燕,王敬国,齐鑫,金红岩. 甘肃农业. 2006(05)
[10]陆地植被净初级生产力计算模型研究进展[J]. 朱文泉,陈云浩,徐丹,李京. 生态学杂志. 2005(03)
本文编号：2983985
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