科研进展

全球植被动力学模式中新萌衍方案的研发及其评估

发布时间:2016-04-21

自然界中,植物繁衍和扩张的方式有很多种。对于大多数树和灌木而言,种子生产、传播、储存和萌发以及幼苗的生长存活(以下简称萌衍过程)是其唯一有效的繁衍途径,是形成森林的主要方式。通常,光照、温度、土壤湿度等气候或环境因素通过种子的分布和数量两方面影响萌衍过程。

  全球植被动力学模式中的萌衍模块是负责描述萌衍过程的主要模块。由于萌衍机制较为复杂,且缺少相关观测数据,现有模式的萌衍方案往往根据生态机理对其进行不同程度的简化。例如,气候或环境因子只作为植被的生理阈值,即:仅仅决定种子的分布,并不参与新生幼苗数量的计算。虽然该简化有效地降低了模式的运算量,但使模式在模拟森林群体动力学及植被对气候变化的响应方面,存在较大偏差。

  为了减少模式的模拟偏差,中国科学院大气物理研究所宋翔博士、曾晓东研究员、朱家文博士和邵璞博士以IAP-DGVM1.0为实验平台,在萌衍方案中引入了土壤湿度对木本植被功能型萌衍率的影响。在全球离线模拟实验中,与原有方案相比,新方案在78.8%的格点上降低了森林覆盖度的模拟偏差,并使树、灌木、草和裸土的全球面积的相对模拟偏差分别从34.3%,27.6%,55.2%和37.6%下降到了4.8%,13.1%,9.2%和3.6% (图1)。此外,新方案使主导植被的全球分布更加合理。

图 1. 树、灌木、草和裸土的全球面积:Ctrl表示原方案的模拟结果,New表示新方案的模拟结果,Obs表示CLM4.0的地表观测数据。

  相关文献:

  Song, X., X. Zeng, J. Zhu, and P. Shao, 2016: Development of an establishment scheme for a DGVM, Adv. Atmos. Sci., doi: 10.1007/s00376-016-5284-y. (in press) http://159.226.119.58/aas/EN/10.1007/s00376-016-5284-y

 


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