气溶胶辐射强迫与总初级生产力的关系研究

气溶胶光学厚度(AOD)对光合有效辐射(PAR)有重要影响,而PAR又在极大程度上影响着总初级生产力(GPP)。为更深入了解AOD对GPP的影响,根据实测数据,采用MOD17模型和PAR驱动的TL-LUE模型对GPP进行模拟。分析2001年~2020年ChinaFLUX 8个站点AOD和PARdir、PARdif、PARtotal以及DF(散射分数)的趋势,以研究AOD-radiation-GPP之间的相互关系。模拟结果表明,TL-LUE模型在GPP模拟中具有较好的性能以及不同站点的AOD对GPP的影响不尽相同,其影响机理需要进行进一步的研究。

日光诱导叶绿素荧光估算中国典型生态系统总初级生产力的能力

陆地生态系统总初级生产力(GPP,Gross Primary Productivity)是陆地生态系统碳循环的重要分量,提高其估算精度具有重要的科学意义。由于受多种因子的影响,GPP的时空变异明显,其估算结果存在较大的不确定性。日光诱导叶绿素荧光(SIF,Sun-Induced Chlorophyll Fluorescence)与GPP密切相关,近年来被应用于估算区域和全球GPP,但其在中国生态系统的适用性尚不清楚。以中国8个典型植被生态系统为研究对象,驱动两叶光能利用率模型(TL-LUE,TwoLeaf Light Use Efficiency Model)模拟以站点为中心0.5°×0.5°区域内的月GPP,验证SIF估算GPP的能力。结果表明,SIF具有监测中国典型植被生态系统GPP的能力,月SIF与TL-LUE模拟的月GPP之间显著相关,其中5个生态系统中两者的R2高于0.8,最高达到0.91,GPP与SIF变化的斜率随生态系统类型变化。模拟的GPP与SIF遥感数据的季节变化特征相同,两者之间的一致性在生长季节好于非生长季节;SIF能更好地监测农田GPP的季节变化。

不同叶面积指数遥感数据模拟中国总初级生产力的时空差异

陆地生态系统总初级生产力(GPP)反映了植物吸收固定大气中CO2的能力,是碳循环过程中的重要环节。光能利用率(LUE)模型被广泛应用于GPP模拟。叶面积指数(LAI)数据是LUE模型的重要输入数据,不同的LAI数据差异较大,从而导致GPP模拟存在很大差异。利用3种常用的卫星遥感LAI数据(MCD15、GLASS和GlobMap)和气象数据模拟中国2003~2017年的GPP,比较了3种LAI数据在中国区域的时空差异,分析不同LAI数据模拟的中国GPP的时空差异。研究结果表明:3种LAI数据在中国区域的年平均值和LAI变化趋势的空间分布格局存在明显差异,森林区域的差异较大;2003~2017年间,中国区域3种LAI年平均值均呈显著增加趋势(p<0.01),但不同LAI数据年平均值的年际变化差异明显;站点尺度GLASS LAI模拟的GPP与观测值相关性较好;不同LAI数据模拟的中国GPP总量多年平均值差异明显,最大值为7.46 Pg C a-1(GLASS),最小值为6.39 Pg C a-1(GlobMap);3种LAI数据模拟的中国GPP总量在2003~2017年呈显著增加趋势(p<0.05),但不同的LAI数据模拟的中国GPP年总量的年际变化差异明显;不同LAI数据模拟的年均GPP和GPP变化趋势的空间分布格局存在明显差异,森林和农田区域的差异较大。研究结果有助于评估由于LAI数据造成的区域GPP模拟结果的不确定性。