常绿林“导度—光合”模型斜率参数优化与蒸腾估算改进

作者：金佳鑫; 张凤焰; 王焓; 刘颖; 侯炜烨; 蔡裕龙; 潘晓龙; 王颖; 朱求安; 方秀琴; 颜亦琪; 任立良^*

来源：地球科学进展, 2023, 38(09): 931-942.

• “导度—光合”模型
• 气孔导度斜率
• 温度
• 叶面积指数
• 常绿林

“导度—光合”模型广泛应用于植被蒸腾估算，其中气孔导度斜率是模型的核心参数，通常用一个特定于生物群系的固定值进行参数化。然而，有研究指出气孔导度斜率存在季节性变化，故常数化气孔导度斜率的方案将导致植被蒸腾估算产生较大的不确定性。因此，如何优化气孔导度斜率的参数方案是提升植被蒸腾估算精度的关键。已有研究表明，使用叶面积指数对气孔导度斜率进行动态参数化可以有效改进对落叶林植被蒸腾的估算，但目前尚不清楚该方法是否同样适用于林冠季节变化不明显的常绿林。此外，最优性原理进一步解释气孔导度斜率为温度的函数。因此，利用温度模拟气孔导度斜率的效果是否优于叶面积指数也有待研究。针对以上问题，选取6个FLUXNET常绿林站点研究气孔导度斜率与叶面积指数和气温的关系，并对比2种参数化方案的模拟结果。结果显示，气孔导度斜率在各站点都随叶面积指数和温度的变化而变化，二者均呈现显著的负相关关系，动态参数化方案结果均优于常量气孔导度斜率静态参数化方案。这表明在常绿林中利用叶面积指数对气孔导度斜率模拟仍然有效，但温度对气孔导度斜率的解释能力(R2=0.45±0.12)比叶面积指数的(R2=0.28±0.23)更强。进一步对比基于叶面积指数和温度参数方案所得的气孔导度和植被蒸腾，发现在日尺度上基于温度的方案比基于叶面积指数的结果改进更明显，显著降低了植被蒸腾估算的均方根误差(26.0%±24.4%)。以上结果说明基于温度的气孔导度斜率参数化方案具有可行性，并有助于从机理层面改进常绿林生态系统的气孔导度和植被蒸腾动态的模拟。

• 单位
  南京晓庄学院; 黄河水利委员会水文局; 清华大学; 河海大学