基于模型数据融合的亚热带人工林碳循环模拟
发布时间：2021-11-03 19:15
对陆地生态系统碳循环的准确评估是预测气候变化及其对陆地生态系统影响的重要基础。经过长期的观测和模拟研究,人们在碳循环领域取得了比较大的进展,对其主要过程有了一定的认知。然而,由于生态系统的复杂性,以及观测和模型模拟方法的局限,陆地生态系统碳循环估算结果仍存在很大的不确定性。因此,如何充分利用现有的多尺度碳循环观测数据,辨别不同观测数据对模型的约束作用,获取典型生态系统关键参数信息,提高碳循环估算的精度,减少估算的不确定性,实现对碳循环过程的合理客观评价已成为碳循环研究领域迫切需要解决的问题。在本研究中,我们利用长期观测资料和模型数据融合方法（Model-Data Fusion,MDF）,对模型参数化以及模型的应用展开了研究。本文通过利用DALEC模型和会同亚热带人工针叶林（HTF）的长期碳循环观测数据（生物计量数据和通量数据）进行参数优化分析,系统探讨了不同类型的约束数据对参数估计和相关状态变量的约束作用;然后在此基础上,利用国内典型亚热带人工林生态系统的观测数据（会同亚热带人工针叶林（HTF）、千烟洲亚热带人工针叶林（QYZ）和鹤山亚热带人工阔叶林（HSF））,获取我国亚热带典型人工...
【文章来源】：中南林业科技大学湖南省
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 引言
1.1 研究背景与研究意义
1.2 模型数据融合的概念和组成
1.2.1 模型数据融合的概念
1.2.2 模型数据融合的基本组成
1.3 国内外研究进展
1.3.1 陆地生态系统碳循环研究
1.3.2 模型数据融合技术在碳循环领域研究中的应用
1.4 本研究的目的、内容和技术路线
1.4.1 研究目的
1.4.2 研究内容
1.4.3 技术路线
2 研究数据和方法
2.1 研究站点概况
2.2 研究数据
2.2.1 模型驱动数据
2.2.2 反演数据
2.3 陆地生态系统模型
2.3.1 DALEC模型
2.3.2 DALEC模型参数
2.3.3 DALEC模型关键过程
2.4 参数估计方法
2.4.1 贝叶斯定理
2.4.2 MCMC方法
2.5 模型模拟结果分析
3 不同类型的数据对模型的不同约束作用
3.1 材料和方法
3.1.1 研究站点和数据
3.1.2 模型描述和评价方法
3.1.3 试验设计
3.2 结果
3.2.1 多源数据对模型的约束作用
3.2.2 多源数据对模型模拟结果的影响
3.3 讨论
3.4 小结
4 我国亚热带典型人工林生态系统的碳循环模拟
4.1 材料和方法
4.1.1 研究站点和数据
4.1.2 模型描述和评价方法
4.2 结果
4.2.1 不同生态系统参数优化结果
4.2.2 不同生态系统模型模拟性能评价
4.3 讨论
4.4 小结
5 结论及展望
5.1 主要研究结论
5.2 本论文的创新点
5.3 研究中存在的不足及展望
参考文献
附录 攻读学位期间的主要学术成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]Improved simulation of carbon and water fluxes by assimilating multi-layer soil temperature and moisture into process-based biogeochemical model[J]. Min Yan,Zengyuan Li,Xin Tian,Li Zhang,Yu Zhou. Forest Ecosystems. 2019(02)
[2]极端气候事件对陆地生态系统碳循环的影响[J]. 朴世龙,张新平,陈安平,刘强,连旭,王旭辉,彭书时,吴秀臣. 中国科学:地球科学. 2019(09)
[3]2000—2015年中国陆地生态系统蒸散时空变化及其影响因素[J]. 牛忠恩,胡克梅,何洪林,任小丽,张黎,葛蓉,李攀,郑涵,朱晓波,曾纳. 生态学报. 2019(13)
[4]地理系统模型研究进展[J]. 彭书时,朴世龙,于家烁,刘永稳,汪涛,朱高峰,董金玮,缪驰远. 地理科学进展. 2018(01)
[5]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)
[6]2005～2015年CERN光合有效辐射数据集[J]. 刘慧,唐利琴,胡波,刘广仁,王跃思,白帆,陈永福,程一松,杜娟,杜明武,高美荣,高新连,高永平,官有军,郭永平,韩建梅,韩军,何其华,姜峻,蒋正德,李国振,李猛,李小丽,李玉霖,林静慧,刘文杰,刘允芬,娄金勇,孟泽,乔田华,宋星宇,孙聃,孙维,王可琴,王克林,武传胜,徐浩,徐文婷,尹春梅,张法伟,张秀永,赵永芳,朱广伟,朱元骏. 中国科学数据(中英文网络版). 2017(01)
[7]Integrating a model with remote sensing observations by a data assimilation approach to improve the model simulation accuracy of carbon flux and evapotranspiration at two flux sites[J]. ZHANG TingLong,SUN Rui,PENG ChangHui,ZHOU GuoYi,WANG ChunLing,ZHU QiuAn,YANG YanZheng. Science China（Earth Sciences）. 2016(02)
[8]全球变化与陆地生态系统碳循环研究进展[J]. 宋冰,牛书丽. 西南民族大学学报(自然科学版). 2016(01)
[9]森林生态系统碳水关系及其影响因子研究进展[J]. 宋春林,孙向阳,王根绪. 应用生态学报. 2015(09)
[10]中国人工林发展现状、问题与对策[J]. 陈幸良,巨茜,林昆仑. 世界林业研究. 2014(06)
博士论文
[1]亚热带杉木林生态系统与大气间的碳通量研究[D]. 赵仲辉.中南林业科技大学 2011
本文编号：3474202
【文章来源】：中南林业科技大学湖南省
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 引言
1.1 研究背景与研究意义
1.2 模型数据融合的概念和组成
1.2.1 模型数据融合的概念
1.2.2 模型数据融合的基本组成
1.3 国内外研究进展
1.3.1 陆地生态系统碳循环研究
1.3.2 模型数据融合技术在碳循环领域研究中的应用
1.4 本研究的目的、内容和技术路线
1.4.1 研究目的
1.4.2 研究内容
1.4.3 技术路线
2 研究数据和方法
2.1 研究站点概况
2.2 研究数据
2.2.1 模型驱动数据
2.2.2 反演数据
2.3 陆地生态系统模型
2.3.1 DALEC模型
2.3.2 DALEC模型参数
2.3.3 DALEC模型关键过程
2.4 参数估计方法
2.4.1 贝叶斯定理
2.4.2 MCMC方法
2.5 模型模拟结果分析
3 不同类型的数据对模型的不同约束作用
3.1 材料和方法
3.1.1 研究站点和数据
3.1.2 模型描述和评价方法
3.1.3 试验设计
3.2 结果
3.2.1 多源数据对模型的约束作用
3.2.2 多源数据对模型模拟结果的影响
3.3 讨论
3.4 小结
4 我国亚热带典型人工林生态系统的碳循环模拟
4.1 材料和方法
4.1.1 研究站点和数据
4.1.2 模型描述和评价方法
4.2 结果
4.2.1 不同生态系统参数优化结果
4.2.2 不同生态系统模型模拟性能评价
4.3 讨论
4.4 小结
5 结论及展望
5.1 主要研究结论
5.2 本论文的创新点
5.3 研究中存在的不足及展望
参考文献
附录 攻读学位期间的主要学术成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]Improved simulation of carbon and water fluxes by assimilating multi-layer soil temperature and moisture into process-based biogeochemical model[J]. Min Yan,Zengyuan Li,Xin Tian,Li Zhang,Yu Zhou. Forest Ecosystems. 2019(02)
[2]极端气候事件对陆地生态系统碳循环的影响[J]. 朴世龙,张新平,陈安平,刘强,连旭,王旭辉,彭书时,吴秀臣. 中国科学:地球科学. 2019(09)
[3]2000—2015年中国陆地生态系统蒸散时空变化及其影响因素[J]. 牛忠恩,胡克梅,何洪林,任小丽,张黎,葛蓉,李攀,郑涵,朱晓波,曾纳. 生态学报. 2019(13)
[4]地理系统模型研究进展[J]. 彭书时,朴世龙,于家烁,刘永稳,汪涛,朱高峰,董金玮,缪驰远. 地理科学进展. 2018(01)
[5]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)
[6]2005～2015年CERN光合有效辐射数据集[J]. 刘慧,唐利琴,胡波,刘广仁,王跃思,白帆,陈永福,程一松,杜娟,杜明武,高美荣,高新连,高永平,官有军,郭永平,韩建梅,韩军,何其华,姜峻,蒋正德,李国振,李猛,李小丽,李玉霖,林静慧,刘文杰,刘允芬,娄金勇,孟泽,乔田华,宋星宇,孙聃,孙维,王可琴,王克林,武传胜,徐浩,徐文婷,尹春梅,张法伟,张秀永,赵永芳,朱广伟,朱元骏. 中国科学数据(中英文网络版). 2017(01)
[7]Integrating a model with remote sensing observations by a data assimilation approach to improve the model simulation accuracy of carbon flux and evapotranspiration at two flux sites[J]. ZHANG TingLong,SUN Rui,PENG ChangHui,ZHOU GuoYi,WANG ChunLing,ZHU QiuAn,YANG YanZheng. Science China（Earth Sciences）. 2016(02)
[8]全球变化与陆地生态系统碳循环研究进展[J]. 宋冰,牛书丽. 西南民族大学学报(自然科学版). 2016(01)
[9]森林生态系统碳水关系及其影响因子研究进展[J]. 宋春林,孙向阳,王根绪. 应用生态学报. 2015(09)
[10]中国人工林发展现状、问题与对策[J]. 陈幸良,巨茜,林昆仑. 世界林业研究. 2014(06)
博士论文
[1]亚热带杉木林生态系统与大气间的碳通量研究[D]. 赵仲辉.中南林业科技大学 2011
本文编号：3474202
本文链接：https://www.wllwen.com/nykjlw/lylw/3474202.html
