CLM4.5模型生态系统呼吸模拟研究
发布时间：2021-03-11 09:16
生态系统呼吸（ecosystem respiration,RE）是除总初级生产力（gross primary productivity,GPP）之外,陆地生态系统与大气之间的第二大碳通量。然而,RE受复杂的物理、化学和生物相互作用过程的调控,具有很强的时空异质性,在全球尺度上尚未被准确估算,从而给全球陆地生态系统碳收支评估带来影响。因此,准确估算RE变化对全球碳循环研究至关重要。模型模拟是估算陆地RE变化的一种常用手段,目前陆地生态系统过程模型的RE模拟仍存在很大不确定性。本研究以FLUXNET和ChinaFLUX两组碳通量观测数据作为通用陆面模型（community land model version 4.5,CLM4.5）区域和站点RE模拟结果的验证数据,对区域和站点尺度RE模拟结果在空间、年际和季节变化上进行验证分析,主要探究不同时空格局RE模拟的误差原因,并在此基础上针对RE模拟误差的主要成因从模型参数角度提升CLM4.5模型RE的模拟精度。研究结论如下:（1）与FLUXNET的47个站点RE观测数据年值相比,CLM4.5捕捉RE空间格局模拟相关性较好（R=0.61,P<...
【文章来源】：甘肃农业大学甘肃省
【文章页数】：57 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
生态系统碳循环过程示意图
M4.5 站点尺度模拟 RE 数据的获取，将输入数据（ChinaFLUX 站点观测数据，包短波辐射（Wm 2）、长波辐射（Wm 2）、气温（K）、降水量（mm s 1）、大气（%）、空气比湿（Pa）、风速（m s 1）；土壤数据和土地利用变化数据[54]；CO2度和大气氮沉降数据[55]带入模型中，时间步长设置为半小时，通过模型运行得到 的站点模拟数据；（3）利用 FLUXNET 站点观测数据从空间格局、年际和季节变角度并按照不同植被性对 CLM4.5-RE 区域模拟结果分析验证，为进一步模型M4.5-RE 模拟优化提供思路；（4）利用 ChinaFLUX 站点观测数据从 CLM4.5-RE节变化角度对其模拟结果分析验证，也为进一步模型 CLM4.5-RE 模拟优化提供思；（5）根据 RE 模拟结构选取影响其模拟变化较大的参数，并参考 OAT 局部敏感分析方法对 CLM4.5-RE 模拟参数进行敏感性分析，旨在找出影响模拟 RE 较大的参，并结合文献资料整合分析其最优参数集，带入模型中再次模拟验证，以期提升M4.5 站点尺度 RE 的模拟精度。
甘肃农业大学 2019 届硕士学位论文保持不变，长白山森林站点的 R 值由原来的 0.90（P<0.001）提升至 0.9（8P<0.0来说，优化后的模拟效果其相关性提升较明显。同时草地站点的拟合度也提，海北和内蒙草地站点的拟合系数提升了 0.5 左右。Y=0.28X+43.49Y=0.87X+58.08R=0.98Y=0.98X+1.57R=0.98 P<0.001Y=1.18X+65.40R=0.96 P<0.001Y=0.96X-0.62R=0.98P<0.001Y=1.18X+65.41R=0.96P<0.001Y=0.78X+22.77R=0.90P<0.001Y=0.41X+144.40R=0.63 P<0.001
【参考文献】：
期刊论文
[1]不同生态系统呼吸模型在半干旱草原生长季碳循环研究中的比较及应用[J]. 姜海梅,张德广,王若静,何旭升,曹乐,王成刚. 北京大学学报(自然科学版). 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]基于陆面过程模式CLM4的中国区域植被总初级生产力模拟与评估[J]. 王媛媛,谢正辉,贾炳浩,于燕. 气候与环境研究. 2015(01)
[4]内蒙古锡林河流域羊草草原植物生长旺季呼吸的影响因素分析和区分(英文)[J]. 耿元波,罗光强. Journal of Geographical Sciences. 2011(01)
[5]千烟洲马尾松人工林生态系统的碳循环模拟及模型参数的敏感性分析[J]. 王媛,张娜,于贵瑞. 应用生态学报. 2010(07)
[6]南亚热带森林凋落物对土壤呼吸的贡献及其影响因素[J]. 邓琦,刘世忠,刘菊秀,孟泽,张德强. 地球科学进展. 2007(09)
[7]内蒙古锡林河流域土壤呼吸的温度敏感性[J]. 刘立新,董云社,齐玉春,周凌晞. 中国环境科学. 2007(02)
[8]西藏高原草原化小嵩草草甸生长季土壤微生物呼吸测定[J]. 张东秋,石培礼,何永涛,徐玲玲,张宪洲,钟志明. 自然资源学报. 2006(03)
[9]中国亚热带和温带典型森林生态系统呼吸的季节模式及环境响应特征[J]. 于贵瑞,温学发,李庆康,张雷明,任传友,刘允芬,关德新. 中国科学（D辑:地球科学）. 2004(S2)
[10]鼎湖山森林地表CO2通量及其影响因子的研究[J]. 周存宇,周国逸,张德强,王迎红,刘世忠. 中国科学（D辑:地球科学）. 2004(S2)
硕士论文
[1]落叶松和水曲柳人工林土壤呼吸比较研究[D]. 贾淑霞.东北林业大学 2006
[2]东北地区落叶松人工林土壤呼吸的时空异质性研究[D]. 张宪权.华东师范大学 2005
本文编号：3076238
【文章来源】：甘肃农业大学甘肃省
【文章页数】：57 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
生态系统碳循环过程示意图
M4.5 站点尺度模拟 RE 数据的获取，将输入数据（ChinaFLUX 站点观测数据，包短波辐射（Wm 2）、长波辐射（Wm 2）、气温（K）、降水量（mm s 1）、大气（%）、空气比湿（Pa）、风速（m s 1）；土壤数据和土地利用变化数据[54]；CO2度和大气氮沉降数据[55]带入模型中，时间步长设置为半小时，通过模型运行得到 的站点模拟数据；（3）利用 FLUXNET 站点观测数据从空间格局、年际和季节变角度并按照不同植被性对 CLM4.5-RE 区域模拟结果分析验证，为进一步模型M4.5-RE 模拟优化提供思路；（4）利用 ChinaFLUX 站点观测数据从 CLM4.5-RE节变化角度对其模拟结果分析验证，也为进一步模型 CLM4.5-RE 模拟优化提供思；（5）根据 RE 模拟结构选取影响其模拟变化较大的参数，并参考 OAT 局部敏感分析方法对 CLM4.5-RE 模拟参数进行敏感性分析，旨在找出影响模拟 RE 较大的参，并结合文献资料整合分析其最优参数集，带入模型中再次模拟验证，以期提升M4.5 站点尺度 RE 的模拟精度。
甘肃农业大学 2019 届硕士学位论文保持不变，长白山森林站点的 R 值由原来的 0.90（P<0.001）提升至 0.9（8P<0.0来说，优化后的模拟效果其相关性提升较明显。同时草地站点的拟合度也提，海北和内蒙草地站点的拟合系数提升了 0.5 左右。Y=0.28X+43.49Y=0.87X+58.08R=0.98Y=0.98X+1.57R=0.98 P<0.001Y=1.18X+65.40R=0.96 P<0.001Y=0.96X-0.62R=0.98P<0.001Y=1.18X+65.41R=0.96P<0.001Y=0.78X+22.77R=0.90P<0.001Y=0.41X+144.40R=0.63 P<0.001
【参考文献】：
期刊论文
[1]不同生态系统呼吸模型在半干旱草原生长季碳循环研究中的比较及应用[J]. 姜海梅,张德广,王若静,何旭升,曹乐,王成刚. 北京大学学报(自然科学版). 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]基于陆面过程模式CLM4的中国区域植被总初级生产力模拟与评估[J]. 王媛媛,谢正辉,贾炳浩,于燕. 气候与环境研究. 2015(01)
[4]内蒙古锡林河流域羊草草原植物生长旺季呼吸的影响因素分析和区分(英文)[J]. 耿元波,罗光强. Journal of Geographical Sciences. 2011(01)
[5]千烟洲马尾松人工林生态系统的碳循环模拟及模型参数的敏感性分析[J]. 王媛,张娜,于贵瑞. 应用生态学报. 2010(07)
[6]南亚热带森林凋落物对土壤呼吸的贡献及其影响因素[J]. 邓琦,刘世忠,刘菊秀,孟泽,张德强. 地球科学进展. 2007(09)
[7]内蒙古锡林河流域土壤呼吸的温度敏感性[J]. 刘立新,董云社,齐玉春,周凌晞. 中国环境科学. 2007(02)
[8]西藏高原草原化小嵩草草甸生长季土壤微生物呼吸测定[J]. 张东秋,石培礼,何永涛,徐玲玲,张宪洲,钟志明. 自然资源学报. 2006(03)
[9]中国亚热带和温带典型森林生态系统呼吸的季节模式及环境响应特征[J]. 于贵瑞,温学发,李庆康,张雷明,任传友,刘允芬,关德新. 中国科学（D辑:地球科学）. 2004(S2)
[10]鼎湖山森林地表CO2通量及其影响因子的研究[J]. 周存宇,周国逸,张德强,王迎红,刘世忠. 中国科学（D辑:地球科学）. 2004(S2)
硕士论文
[1]落叶松和水曲柳人工林土壤呼吸比较研究[D]. 贾淑霞.东北林业大学 2006
[2]东北地区落叶松人工林土壤呼吸的时空异质性研究[D]. 张宪权.华东师范大学 2005
本文编号：3076238
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