ISIMIP2a生物群落模型中的光合作用生产力及其效率:影响评估研究的基准

Photosynthetic productivity and its efficiencies in ISIMIP2a biome models: benchmarking for impact assessment studies

【作者】 Ito, A., Nishina, K., Reyer, Christopher P. O., Francois, L., Henrot, A.-J., Munhoven, G., Jacquemin, I., Tian, H., Yang, J., Pan, S., Morfopoulos, C., Betts, R., Hickler, T., Steinkamp, J., Ostberg, Sebastian, Schaphoff, Sibyll, Ciais, P., Chang, J., Rafique, R., Zeng, N., Zhao, Fang

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模拟植被光合生产力(或总初级生产力,GPP)是用于气候变化影响评估的生物群落模型的一个关键特征。我们使用独立的 GPP 估计值和最近的太阳诱导叶绿素荧光卫星数据作为 GPP 的代理,对参与部门间影响模型比较项目 (ISIMIP2a) 第二阶段的 8 个生物群落模型模拟的全球 GPP 进行了基准测试。模拟的全球陆地GPP范围为98至141 Pg C yr−1(1981-2000年平均值);发现模型间和数据间存在相当大的差异。各模型捕捉了GPP的空间分布和季节变化的主要特征,与基准数据吻合较好。所有模拟结果均呈现出年GPP、季节循环幅度、辐射利用效率和水分利用效率的增量趋势,主要由CO2施肥效应引起。增量斜率高于遥感研究获得的斜率,但与近期大气观测的斜率相当。GPP与入射太阳辐射之间的关系存在明显差异,其强迫数据差异很大。模拟的GPP趋势与植被结构参数叶面积指数在模型相关强度下共同变化,表明约束冠层特性的重要性。在极端事件方面,由于强迫数据和参数化环境响应性的不足,与历史厄尔尼诺事件和大型火山喷发相关的GPP异常在模型实验中没有得到一致的模拟。尽管基准测试表明了当代生物群落模型的整体进步,但还需要进一步改进,例如太阳辐射数据和植被冠层方案。

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