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亚热带常绿针叶林光能利用率模型优化与总初级生产力估算

作  者：
徐珂;邢艳秋;常晓晴
单  位：
东北林业大学森林作业与环境研究中心
关键词：
光能利用率模型;千烟洲通量观测站;亚热带常绿针叶林;模型优化;敏感性分析;
摘  要：
为使光能利用率模型在亚热带常绿针叶林区得到更好的应用,以江西省太和县千烟洲为例,利用2003—2005年卫星遥感数据（GLASS LAI叶面积指数产品数据集、MODIS地表反射率产品数据集（MOD09A1）和MODIS GPP产品（MOD17A2））及中国陆地生态系统通量研究网络（ChinaFLUX）千烟洲常绿针叶林的通量观测数据,对13种不同光能利用率模型中的光合有效辐射吸收比率（Fraction of absorbed photosynthetically active radiation, FPAR）、7种水分限制因子（fθ）和3种温度限制因子（ft）进行模型重组,通过对比通量站观测值与273种模型组合的估算值的决定系数及均方根误差（RMSE）得到更优的模型组合。同时使用该优化模型进行总初级生产力（Gross Primary Productivity, GPP）估算,并进行敏感性分析。结果表明,优化所得到的优选模型组合:用EVI表示的光合有效辐射吸收比率FPAREVI、3PG模型中的水分影响因子fθ-3PG、TEM模型中的温度影响因子ft-TEM（R2=0.86,RMSE=0.47μmol/（m2·s））的模拟效果最好。优化模型的GPP模拟值均优于MODIS陆地四级标准数据产品（MOD17A2）。敏感性分析结果表明,最大光量子效率αmax、增强型植被指数（Enhanced vegetation index, EVI）和光合有效辐射（Photosynthetically active radiation, PAR）为模型的直接线性变量,对模型输出结果影响最大,其他参数敏感性由大到小排序依次为:光合最低温度Tmin、光合最适温度Topt、月均温度T、光合最高温度Tmax。因此,本文的优化模型具有较强的实用意义,对进一步提高GPP估算精度具有重要意义。

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