全球植被动力学模式(DGVM)主要模拟自然界植被的分布、结构及其演变，以及植被与气候的相互作用。

中心成员自主研发了全球植被动力学模式IAP DGVM。它由生物地球化学、植物个体发育、群体生态动力学、环境扰动、植物生态地理五个主要模块组成(图1)，考虑了包括跨越多个时空尺度的生物物理、生物化学和生态动力学过程，如光合和呼吸作用、凋落物的分解、生物量分配与个体发育、物候、繁殖与死亡、光竞争、生物群落的结构演化与演替、生态系统火过程和影响等。

该分系统模式的主要特色模块包括：全球灌木林模块、火干扰参数化方案、萌衍及竞争参数化方案等。其中灌木林模块设定了灌木的生理、生态学特性参数及森林/草原/灌木竞争法则，首次能正确地模拟出全球灌木林的分布及其与草原的区分;火干扰参数化方案考虑了火发生、传播和影响等过程，不仅消除了国际上已有模式在模拟全球燃烧面积的显著偏差问题，还首次引入了生物量燃烧引起的痕量气体和气溶胶排放估算;而萌衍方案基于生态学原理及数学约束，重点改进了不同植物类型对萌衍的竞争的表达，能更好反映植被类型分布的变化。

IAP-DGVM可很好地模拟出观测到的主要自然植被类型的全球分布格局(图2)，并可很好地刻画气候与植被分布的映射关系。

　　图1 IAP-DGVM框架示意图

　　图2 IAP DGVM模拟(左栏)和观测(右栏)的树、灌木、草及荒漠的覆盖度分布。

萌衍方案基于生态学原理及数学约束，重点改进了不同植物类型对萌衍的竞争的表达，该方案能更好反映植被类型分布的变化，改善对植被生态格局和结构的模拟，尤其是个体密度以及树个体大小的谱形(图4)，优于国外的模拟结果;并对植被分类方案也具有较好的自洽性。光竞争方案考虑植物个体受其它植物的遮荫系数与植物高度成指数反比，并对光分配进行归一，同时取光竞争强度随系统封闭程度而变化。该方案可以体现高大个体/物种在光竞争中的优势，以及由生态系统物种的不同高度竞争策略(如冠层形状差异)形成的结构演变，并易于求解。

　　图3 IAP DGVM新萌衍方案(上)和旧方案(下)模拟的树植株冠层面积的谱密度分布

新研发的火干扰参数化方案不仅可解决已有火模式模拟的全球燃烧面积不足观测一半的大问题;并且可考虑大量观测资料已证实的风速对火蔓延速度的影响。其次，该方案还首次实现了火发生相关参数的客观估算。此外，首次引入了生物量燃烧引起的痕量气体和气溶胶排放估算，为地球系统模式中生态模式与大气化学与气溶胶模式的耦合提供重要接口，使地球系统模式首次实现对火干扰与痕量气体和气溶胶间相互作用的模拟以及对火通过影响痕量气体和气溶胶进而影响气候的模拟。该火方案可合理模拟燃烧面积和生物量燃烧引起的碳排放的全球总量和时空分布，模拟技巧均远高于其他火方案;模拟的生物量燃烧引起的痕量气体和气溶胶全球排放总量与基于卫星观测的火产品GFED3的平均相对误差仅为6%(图4)。

　　图4 GFED3和模拟的火灾引起的痕量气体/气溶胶排放的全球总量