青藏高原是陆地碳循环研究中的热点地区。在全球气候变化背景下,其总初级生产力(gross primary production,GPP)在区域碳循环过程中发挥着重要作用。结合遥感数据使用模型模拟有助于了解青藏高原区域尺度上生态系统生产力的变化过程,以...青藏高原是陆地碳循环研究中的热点地区。在全球气候变化背景下,其总初级生产力(gross primary production,GPP)在区域碳循环过程中发挥着重要作用。结合遥感数据使用模型模拟有助于了解青藏高原区域尺度上生态系统生产力的变化过程,以及预测其未来的变化趋势。本研究使用6种常见的遥感GPP产品(GLASS、MODIS MOD17A2、FLUXCOM、VODCA2、改进的EC-LUE数据及VPM数据),结合涡度协方差通量观测数据(海北灌丛、海北湿地和当雄)进行验证后,对青藏高原2001—2015年生态系统GPP空间分布格局及时间变化趋势进行分析。结果表明:不同生态遥感产品得到的青藏高原年平均GPP、区域年均GPP时空分布格局与变化趋势存在较大差异,6套产品得到的2001—2015年变化趋势分别-0.77 g C·m^(-2)·a^(-1)(GLASS)、3.63 g C·m^(-2)·a^(-1)(MOD17A2)、-1.21 g C·m^(-2)·a^(-1)(FLUXCOM)、1.53 g C·m^(-2)·a^(-1)(VODCA2)、4.73 g C·m^(-2)·a^(-1)(VPM)和-0.81 g C·m^(-2)·a^(-1)(改进的EC-LUE);在空间分布上多年平均GPP总体呈现“东南高、西北低”的特点,区域差异较大;在青藏高原生态系统中,GLASS产品区域平均年GPP最高(827.78 Tg C·a^(-1)),MOD17A2产品最低(484.04 Tg C·a^(-1)),2001—2015年青藏高原生态系统GPP变化程度分布区域基本相同,东南部最剧烈,而西部最为稳定;经过站点数据验证,MOD17A2在8天尺度上结果相对更好,而FLUXCOM数据集在月尺度上结果相对更好,结合在区域尺度上的表现,MOD17A2数据集更加适用于青藏高原地区。展开更多
总初级生产力(GPP)是碳循环的重要参数,它的准确估算对碳循环及全球气候变化研究有重要作用.利用VPM模型及2000—2015年MOD09A1数据/气候因子的空间数据,对长白山自然保护区的植被GPP进行模拟.结果表明:2000—2015年,保护区GPP年均值为1...总初级生产力(GPP)是碳循环的重要参数,它的准确估算对碳循环及全球气候变化研究有重要作用.利用VPM模型及2000—2015年MOD09A1数据/气候因子的空间数据,对长白山自然保护区的植被GPP进行模拟.结果表明:2000—2015年,保护区GPP年均值为1203 g C·m^(-2)·a^(-1),GPP呈极显著趋势增长.森林植被GPP年际增长变化在不同植被垂直带下没有显著区别,但从高山苔原带往上,GPP年际增长明显减小.GPP与降水的年际相关性不显著,与温度的正相关关系集中分布在阔叶红松林带和高山苔原带.春季气温对GPP影响最大,有80%像元显示与气温呈正相关.GPP与温度的年际相关性明显高于降水.展开更多
基于光能利用率模型(vegetation photosynthesis model,VPM)对2005—2017年甘肃省植被总初级生产力(gross primary productivity,GPP)进行估算,并对植被GPP的时空变化特征、不同植被区划的GPP变化趋势以及影响因素等进行探究。结果表明:...基于光能利用率模型(vegetation photosynthesis model,VPM)对2005—2017年甘肃省植被总初级生产力(gross primary productivity,GPP)进行估算,并对植被GPP的时空变化特征、不同植被区划的GPP变化趋势以及影响因素等进行探究。结果表明:(1)2005—2017年甘肃植被GPP呈显著增加态势,平均变化率为6.53 g C·m^(-2)·a^(-1);不同植被区划GPP存在显著差异,亚热带常绿阔叶林最高,为1056.03 g C·m^(-2)·a^(-1),温带荒漠最低,为164.4 g C·m^(-2)·a^(-1)。(2)空间分布上,GPP呈东南向西北递减的趋势,祁连山地、庆阳和甘肃南部为高值区域,GPP大于500 g C·m^(-2)·a^(-1)的区域占总面积的40.15%,GPP持续增长区域占比83.65%;GPP稳定性较差和差的区域占总面积的30.41%,主要分布在酒泉、武威、兰州和白银;GPP高高聚集类型占比由29.53%升至30.14%,陇南和庆阳高值增多且更加集中。(3)祁连山地、白银和陇南等地林地面积显著增加,酒泉和张掖的草地面积明显增加而裸地面积显著减少,草地和林地的增加以及裸地的减少是甘肃植被GPP增长的主要原因。(4)甘肃中部地区GPP随气温和降水的增加而增长;降雨对甘肃北部GPP的增长起积极作用,而气温对甘肃北部GPP增长起消极作用,甘肃南部与之相反。展开更多
长白山自然保护区是典型的温带原始森林生态系统,其植被总初级生产力(GPP)与地形和气候变化密切相关,开展长白山自然保护区GPP的时空变化特征以及影响因子研究,对于了解植被生长状况和生态环境质量具有重要意义。本研究采用光能利用率模...长白山自然保护区是典型的温带原始森林生态系统,其植被总初级生产力(GPP)与地形和气候变化密切相关,开展长白山自然保护区GPP的时空变化特征以及影响因子研究,对于了解植被生长状况和生态环境质量具有重要意义。本研究采用光能利用率模型(VPM)对长白山自然保护区GPP进行估算,并分析坡度、海拔、气温、降水、总辐射对其的影响。结果表明:2000—2020年,长白山自然保护区GPP多年平均值为63~1706 g C·m^(-2)·a^(-1),GPP随海拔的增加而减小。气温是影响长白山自然保护区植被GPP空间分布差异的主要因素,其与GPP之间存在显著正相关性。研究期间,长白山自然保护区年GPP整体呈极显著增加趋势,年均增加值为13 g C·m^(-2)·a^(-1)。年GPP增加的区域占总区域的79.9%,且各植物功能型年GPP增加面积的比例存在差异。年降水与长白山自然保护区43.2%区域的GPP呈显著负相关,而年均温和年总辐射分别与长白山自然保护区47.2%和82.4%区域的GPP呈显著正相关。在未来全球气候变暖的背景下,长白山自然保护区GPP将会持续增加。展开更多
为实现波浪的超长距离传播和调制演变过程,该文提出一种高保真基于黏性流理论的数值波浪水槽。分别采用包含单元均值和点值(VPM, volume-average and point-value method)的有限体积法求解纳维斯托克斯方程及具有二次曲面性质和高斯积...为实现波浪的超长距离传播和调制演变过程,该文提出一种高保真基于黏性流理论的数值波浪水槽。分别采用包含单元均值和点值(VPM, volume-average and point-value method)的有限体积法求解纳维斯托克斯方程及具有二次曲面性质和高斯积分的双曲正切函数(THINC/QQ, the tangent of hyperbola for interface capturing with quadratic surface representation and Gaussian quadrature)方法来重构自由面,建立以OpenFOAM底层函数库为基础的VPM-THINC/QQ模型。依据推板造波理论,在VPM-THINC/QQ模型中实现了波浪产生功能。在300 m的超长水槽中对深水波列进行模拟,得到波群的长时间非线性演化过程,并与文献结果进行了对比,结果表明:所开发的高精度数值波浪水槽可有效模拟深水波列的长时间传播和演变过程。展开更多
文摘为实现波浪传播的高保真数值模拟,采用包含单元均值和点值(volume-average/point-value method,VPM)的有限体积法求解纳维-斯托克斯方程和具有二次曲面性质和高斯积分的双曲正切函数(THINC method with quadratic surface representation and Gaussian quadrature,THINC/QQ)方法来重构自由面,建立以开源求解库OpenFOAM底层函数库为基础的VPM-THINC/QQ模型.在本模型中添加推板造波法实现波浪的产生功能,采用松弛法实现消波功能,构建高精度黏性流数值波浪水槽.分别采用VPM-THINC/QQ模型和InterFoam求解器(OpenFOAM软件包中广泛使用的多相流求解器)开展规则波的数值模拟,重点探究网格大小和时间步长等因素对波浪传播过程的影响,定量地分析波高衰减程度;为验证本模型的适应性,对长短波进行模拟.结果表明,在相同网格大小或时间步长条件下,VPM-THINC/QQ模型的预测结果与参考值吻合较好,波高衰减较少,且无相位差,在波浪传播过程的模拟中呈现出良好的保真性.本文工作为波浪传播的模拟研究提供了一种高精度的黏性数值波浪水槽模型.
文摘青藏高原是陆地碳循环研究中的热点地区。在全球气候变化背景下,其总初级生产力(gross primary production,GPP)在区域碳循环过程中发挥着重要作用。结合遥感数据使用模型模拟有助于了解青藏高原区域尺度上生态系统生产力的变化过程,以及预测其未来的变化趋势。本研究使用6种常见的遥感GPP产品(GLASS、MODIS MOD17A2、FLUXCOM、VODCA2、改进的EC-LUE数据及VPM数据),结合涡度协方差通量观测数据(海北灌丛、海北湿地和当雄)进行验证后,对青藏高原2001—2015年生态系统GPP空间分布格局及时间变化趋势进行分析。结果表明:不同生态遥感产品得到的青藏高原年平均GPP、区域年均GPP时空分布格局与变化趋势存在较大差异,6套产品得到的2001—2015年变化趋势分别-0.77 g C·m^(-2)·a^(-1)(GLASS)、3.63 g C·m^(-2)·a^(-1)(MOD17A2)、-1.21 g C·m^(-2)·a^(-1)(FLUXCOM)、1.53 g C·m^(-2)·a^(-1)(VODCA2)、4.73 g C·m^(-2)·a^(-1)(VPM)和-0.81 g C·m^(-2)·a^(-1)(改进的EC-LUE);在空间分布上多年平均GPP总体呈现“东南高、西北低”的特点,区域差异较大;在青藏高原生态系统中,GLASS产品区域平均年GPP最高(827.78 Tg C·a^(-1)),MOD17A2产品最低(484.04 Tg C·a^(-1)),2001—2015年青藏高原生态系统GPP变化程度分布区域基本相同,东南部最剧烈,而西部最为稳定;经过站点数据验证,MOD17A2在8天尺度上结果相对更好,而FLUXCOM数据集在月尺度上结果相对更好,结合在区域尺度上的表现,MOD17A2数据集更加适用于青藏高原地区。
文摘总初级生产力(GPP)是碳循环的重要参数,它的准确估算对碳循环及全球气候变化研究有重要作用.利用VPM模型及2000—2015年MOD09A1数据/气候因子的空间数据,对长白山自然保护区的植被GPP进行模拟.结果表明:2000—2015年,保护区GPP年均值为1203 g C·m^(-2)·a^(-1),GPP呈极显著趋势增长.森林植被GPP年际增长变化在不同植被垂直带下没有显著区别,但从高山苔原带往上,GPP年际增长明显减小.GPP与降水的年际相关性不显著,与温度的正相关关系集中分布在阔叶红松林带和高山苔原带.春季气温对GPP影响最大,有80%像元显示与气温呈正相关.GPP与温度的年际相关性明显高于降水.
文摘基于光能利用率模型(vegetation photosynthesis model,VPM)对2005—2017年甘肃省植被总初级生产力(gross primary productivity,GPP)进行估算,并对植被GPP的时空变化特征、不同植被区划的GPP变化趋势以及影响因素等进行探究。结果表明:(1)2005—2017年甘肃植被GPP呈显著增加态势,平均变化率为6.53 g C·m^(-2)·a^(-1);不同植被区划GPP存在显著差异,亚热带常绿阔叶林最高,为1056.03 g C·m^(-2)·a^(-1),温带荒漠最低,为164.4 g C·m^(-2)·a^(-1)。(2)空间分布上,GPP呈东南向西北递减的趋势,祁连山地、庆阳和甘肃南部为高值区域,GPP大于500 g C·m^(-2)·a^(-1)的区域占总面积的40.15%,GPP持续增长区域占比83.65%;GPP稳定性较差和差的区域占总面积的30.41%,主要分布在酒泉、武威、兰州和白银;GPP高高聚集类型占比由29.53%升至30.14%,陇南和庆阳高值增多且更加集中。(3)祁连山地、白银和陇南等地林地面积显著增加,酒泉和张掖的草地面积明显增加而裸地面积显著减少,草地和林地的增加以及裸地的减少是甘肃植被GPP增长的主要原因。(4)甘肃中部地区GPP随气温和降水的增加而增长;降雨对甘肃北部GPP的增长起积极作用,而气温对甘肃北部GPP增长起消极作用,甘肃南部与之相反。
文摘长白山自然保护区是典型的温带原始森林生态系统,其植被总初级生产力(GPP)与地形和气候变化密切相关,开展长白山自然保护区GPP的时空变化特征以及影响因子研究,对于了解植被生长状况和生态环境质量具有重要意义。本研究采用光能利用率模型(VPM)对长白山自然保护区GPP进行估算,并分析坡度、海拔、气温、降水、总辐射对其的影响。结果表明:2000—2020年,长白山自然保护区GPP多年平均值为63~1706 g C·m^(-2)·a^(-1),GPP随海拔的增加而减小。气温是影响长白山自然保护区植被GPP空间分布差异的主要因素,其与GPP之间存在显著正相关性。研究期间,长白山自然保护区年GPP整体呈极显著增加趋势,年均增加值为13 g C·m^(-2)·a^(-1)。年GPP增加的区域占总区域的79.9%,且各植物功能型年GPP增加面积的比例存在差异。年降水与长白山自然保护区43.2%区域的GPP呈显著负相关,而年均温和年总辐射分别与长白山自然保护区47.2%和82.4%区域的GPP呈显著正相关。在未来全球气候变暖的背景下,长白山自然保护区GPP将会持续增加。
文摘为实现波浪的超长距离传播和调制演变过程,该文提出一种高保真基于黏性流理论的数值波浪水槽。分别采用包含单元均值和点值(VPM, volume-average and point-value method)的有限体积法求解纳维斯托克斯方程及具有二次曲面性质和高斯积分的双曲正切函数(THINC/QQ, the tangent of hyperbola for interface capturing with quadratic surface representation and Gaussian quadrature)方法来重构自由面,建立以OpenFOAM底层函数库为基础的VPM-THINC/QQ模型。依据推板造波理论,在VPM-THINC/QQ模型中实现了波浪产生功能。在300 m的超长水槽中对深水波列进行模拟,得到波群的长时间非线性演化过程,并与文献结果进行了对比,结果表明:所开发的高精度数值波浪水槽可有效模拟深水波列的长时间传播和演变过程。
