基于CLM5.0的内蒙古呼伦贝尔草地生产力模拟参数优化

• Published in: 农业工程学报 Vol. 39; no. 6; pp. 139 - 148
• Main Authors: 杨倩, 朱小华, 欧阳光洲, 马灵玲, 刘伟, 王昆
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 中国科学院定量遥感信息技术重点实验室,北京 100094%中国科学院植物研究所,北京 100094%中国科学院空天信息创新研究院,北京 100094 01.03.2023; 中国科学院空天信息创新研究院,北京 100094; 中国科学院数字地球重点实验室,北京 100049; 中国科学院定量遥感信息技术重点实验室,北京 100094%中国科学院空天信息创新研究院,北京 100094; 中国科学院大学电子电气与通信工程学院,北京 100049
• Subjects: 草地NPP; 敏感性分析; 呼伦贝尔草地; 参数优化; 模型
• ISSN: 1002-6819
• DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.202211161

S283; 草地净初级生产力(net primary productivity,NPP)作为评估生态系统结构和功能以及植被质量的重要指标,其精准估算对于草地生态系统保护有着重要作用.陆面过程模型可对大范围NPP进行时序模拟,但受限于对植被生理生化特性的认知,应用于目标区域时,模型参数的默认设定会引起模拟偏差.为了使模型适用于呼伦贝尔草地生产力模拟,该研究基于CESM(community earth system model)框架下的最新陆面过程模型CLM5.0(the community land model 5.0)开展模型参数敏感性分析,并采用DREAM(differential evolution adaptive metropolis)算法对最敏感的10个参数进行优化调整,最后将参数优化后的模型应用于呼伦贝尔草地NPP模拟.结果表明:1)对草地NPP模拟最敏感的是呼吸作用类参数,如冠层叶顶维持呼吸基率的截距参数、凋落池到土壤有机质池转移的呼吸分数,其次是碳循环类参数,如叶片碳氮比、细根碳氮比.2)叶片碳氮比与气孔导度参数优化后的后验概率分布为高斯分布,表明该优化为良性约束,反映了碳氮关联参数与呼吸作用参数对于优化模型模拟的有效性.3)参数针对性优化有效提升了CLM5.0对呼伦贝尔草地生产力的模拟性能,NPP年总量相对误差由 33.82％降低至 10.97％,且应用于在不同类型草地NPP模拟时,其相对误差分别降低了 5.62％、8.06％、9.03％.该研究结果可为 CLM5.0 应用于呼伦贝尔地区的草地生产力模拟提供参考,对合理评估草地生态系统碳循环研究具有积极作用.