近年来,全球植被动力学模式(Dynamic Global Vegetation Models,简称DGVMs)已逐渐发展为研究陆地植被生态系统过程及其与大气相互作用的重要工具之一,并成为地球系统动力学模式不可缺少的一个重要组成部分。
我国关于DGVM的研究起步较晚,但进步显著。目前,中国科学院大气物理研究所曾晓东课题组已完成了IAP-DGVM1.0的自主研发。目前,该模式能够较好地模拟出当前气候条件下自然植被的全球分布,并大致刻画出植被-气候的对应关系。然而,对未来气候条件下全球生态系统演变的模拟方面,模式结果存在较大不确定性。研究发现,引起这些不确定性的主要原因之一是模式对个体生长过程描述的不够合理和准确。在模式中,随着木本植物个体的增长,分配给叶子和茎的年净初级生产力(NPP)比例分别减少和增加;但观测资料的结果恰恰相反,即:较大的个体应该分配更高比例的NPP给叶子而不是茎。个体碳分配方案的偏差导致模式在模拟中国森林生态系统时,严重低估个体叶生物量,高估个体茎生物量,进而低估中国森林生态系统的总初级生产力(GPP),并高估了成熟林受干扰后恢复的时间尺度。
需要指出的是,国际广泛使用的其他DGMVs也采用了此参数化方案,如:LPJ-DGVM,CLM3.0-DGVM,IBIS等。因此,本文为这些模式的改进也提供了宝贵思路。
论文信息:Song, X., X. D. Zeng, and F. Li, 2016: Evaluation of the individual allocation scheme and its impacts in a dynamic global vegetation model. Atmospheric and Oceanic Science Letters, 9(1), 38-44, doi: 10.1080/16742834.2015.1128231.
图注:中国森林生态系统生物量(Ceco; kgC m?2)、净初级生产力(NPPeco; kgC m?2 yr?1),以及碳存留时间尺度(Teco; yr)随年平均温度(MAT; °C)和年总降水量(MAP; mm yr-1)的变化。其中,(a)、(c)、(e)是IAP-DGVM1.0的模拟结果,(b)、(d)、(f)是中国生态系统研究网络的观测数据。