應(yīng)用BIOME-BGC模型研究典型生態(tài)系統(tǒng)的碳、水汽通量——半干旱地區(qū)吉林通榆的模擬.pdf

1、碳是最重要的生命元素之一，它在大氣和生物間的交換過程構(gòu)成了生態(tài)學(xué)上最重要的過程之一——生產(chǎn)力形成過程。碳循環(huán)是全球生物地球化學(xué)循環(huán)的重要組成部分，是維持人類生存的物質(zhì)基礎(chǔ)。年降雨量和年蒸發(fā)量在某種程度上反映了區(qū)域內(nèi)水資源的豐富程度。隨著社會和經(jīng)濟的發(fā)展，我國東北西部半干旱區(qū)的水資源供需矛盾日益突出。 應(yīng)用BIOME-BGC模型模擬了國際協(xié)同強化觀測計劃(CEOP)亞洲季風(fēng)比較研究(cAMP)的一個地面觀測基準(zhǔn)站半干旱地區(qū)通榆20

2、02年10月～2003年9月草地和農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的CO<,2>和潛熱通量，并將模擬結(jié)果與通榆“干旱化和有序人類活動”長期觀測站渦度相關(guān)法測定的觀測值進行了比較。 本文的主要結(jié)果為： 1.BIOME-BGC模型對草地生態(tài)系統(tǒng)CO<,2>通量的模擬不夠理想。就草地生態(tài)系統(tǒng)而言，植物根系和土壤微生物呼吸速率及其季節(jié)變化主要受土壤溫度和水分條件的控制。模擬的年最大葉面積指數(shù)2.9偏小，導(dǎo)致全年的總初級生產(chǎn)力GPP偏小，扣除植物呼吸

3、作用R<,a>后，凈初級生產(chǎn)力NPP為278.9 gC m<'-2>·a<'-1>，最終扣除異養(yǎng)呼吸R<,h>后的凈生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力NEP為43.9 gC m<'-2>·a<'-1>。 2.與草地相比，農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的NPP較小。主要是由于在非生長季(2002年10月～2003年3月，干季)，2個觀測點觀測到的降雨(降雨不包括降雪，降雪量沒有觀測)量有差別。這說明在半干旱地區(qū)水分是植被生長最重要的限制因子之一。年最大葉面積指數(shù)2.3

4、也偏小，導(dǎo)致全年的GPP偏小，NPP為267.2 gC m<'-2>·a<'-1>，NEP為78.5gC m<'-2>·a<'-1>。 3.在所模擬時段內(nèi)，草地潛熱通量模擬值總體上略大于其觀測值，但主要趨勢比較吻合，模擬值和觀測值均呈單峰型，峰值均出現(xiàn)在2003年8月，其次是7月。由觀測值知，草地在觀測期內(nèi)的總降雨量為379.8 mm，年蒸散量ET的模擬值為379.2mm，產(chǎn)流為0。潛熱通量模擬值的年累加總量為10296.28

5、W.m<'-2>，比觀測值年累積總量9038.94 W·m<'-2>偏大了13.9％。 4.農(nóng)田潛熱模擬值和觀測值的峰值均出現(xiàn)在2003年8月，其次在3月有一個次高峰。農(nóng)田在模擬時段內(nèi)的總降水量為349.4 mm，ET的模擬值為349.3 mm，產(chǎn)流為0。潛熱通量模擬值的年累加總量為9515.47 W·m<'-2>，比觀測值年累積總量9687.56 w·m<'-2>偏小了1.8％。 本文的主要結(jié)論為：BIOME-BGC模型對半