数据和模型不确定性对样地和全球尺度总初级生产力模拟的影响研究

发布时间：2023-09-17 13:58

　　区域及全球尺度总初级生产力(GPP)的准确估计对理解陆地生态系统碳循环和及其生物化学过程具有重要的意义。已有大量研究揭示了现有GPP模型存在诸多不确定性,其中最为关键的是输入数据和模型不确定性,因此有必要就其对GPP模拟不确定性的影响进行深入研究。本研究首先比较了8个基于遥感数据的GPP模型,并分析了输入数据对GPP模拟精度的影响。进一步校正输入数据、优化模型参数和结构,运用全球通量塔数据开发了2个新的基于光能利用效率的GPP模型:LUE-EF模型—以蒸发份额(EF,Evaporative Fraction)驱动;LUE-NDWI模型—以归一化水体指数(NDWI,Normalized Difference Water Index)驱动。最后基于LUE-NDWI模型生成了新的全球GPP产品数据。本研究主要结果如下:(1)综合比较已有八个GPP模型发现,模型之间存在巨大差异,所有模型在各个通量站点的R2主要集中在0.46-0.57之间。通过模型比较发现云量对模型有较大影响,多数模型在严重多云情况下GPP会被低估;对模型结构进行分析发现不同模型结构影响着模型性能。(2)本研究开发了新的GPP...

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摘要
ABSTRACT
1 前言
    1.1 研究背景
    1.2 研究目标和内容
    1.3 国内外研究现状
2 数据来源与研究方法
    2.1 GPP模型介绍
        2.1.1 八个已有模型及模型结构的介绍
        2.1.2 新模型
    2.3 数据来源
        2.3.1 MODIS数据
        2.3.2 FLUXNET2015数据
        2.3.3 其他数据
    2.4 数据分析
        2.4.1 站点尺度对模型进行验证和比较
        2.4.2 遥感产品数据误差评估
        2.4.3 趋势分析
3 研究结果与分析
    3.1 站点尺度对八个已有模型的比较
        3.1.1 对已有模型进行整体比较
        3.1.2 对已有模型进行结构比较
    3.2 新模型的性能:与EC-LUE模型的比较
    3.3 新模型的性能:和其他模型的比较
        3.3.1 在站点尺度的比较
        3.3.2 在生物群区尺度的比较
        3.3.3 在不同纬度的比较
        3.3.4 在全球尺度对模型进行比较
        3.3.5 模型捕捉时空变异性的能力比较
    3.4 模型输入数据对GPP模拟的影响
        3.4.1 遥感产品数据评估
        3.4.2 遥感产品数据误差对GPP模拟的影响
    3.5 全球GPP产品分析
        3.5.1 数据矫正在全球尺度对GPP模拟的影响
        3.5.2 全球GPP趋势分析
    3.6 本章小结
4 结论与展望
    4.1 主要结论
    4.2 创新性与展望
参考文献
附录 攻读学位期间的主要学术成果
致谢



本文编号：3847566