1737 / 2019-08-28 16:17:00

利用树轮信息提高森林模拟的质量

1、第四纪地质与全球变化 > 专题7：树轮气候学与生态研究进展

气候变化已经造成了全球森林碳水循环的巨大变化，这些变化还将在未来继续。为了了解这些变化，我们可依靠森林模型来。但是，因为人类对自然的了解加深，越来越多的物理过程被加入到模型，随之而来的参数也越来越多，模型也越来越复杂。问题也随之而来。一方面，我们越来越难从观测中得到复杂模型所需的所有参数，大量的模拟将依靠校正和估计的参数来运行；这样的模拟是否可靠？ 另一方面，没有加入大量物理过程的简单的模型是否还能准确的反应自然过程；如果不能，我们如何改进它们？因此，我们利用了树轮可提供的长期信息来协助森林的模拟。在此前的一系列工作中，碳稳定同位素(δ13C)模块被加入森林模型中。该 δ13C模块可以有两大用途。第一个是有效地协助模型提高对植物碳水循环的模拟质量。该模块使用植物的光合作用和气孔导度这两个主要因子模拟δ13C；这两个因子也是模拟森林碳水循环时最主要的因子。当我们将模拟的δ13C与测量值做对比时，δ13C模块像一个“监工”，它能够保证植被模型能准确模拟光合作用和气孔导度。当我们通过模型调校将模拟的δ13C值限制在合理范围内时，模型的模拟质量也能相应提高。因为δ13C模块的有效性以及它在简单和复杂模型中均适用的特点，该模块应该成为森林和植被模型的“标配”。第二，我们可利用了模拟的δ 13C作为在干旱中植物死亡的起始点。一旦本来正常的δ 13C模拟值高于该物种特征值范围，我们可以知道植物受到了水分胁迫，便可在在模型中开启树木死亡的过程。除了树轮δ13C，树轮宽度也可以用来辅助森林模拟并提高森林模拟的质量。在正在进行的项目中，作者探索了如何克服各种问题，修改森林模型以让其更好的模拟树轮宽度。