模型初始化对加州内华达山脉未来生态系统动态预测的影响：来自GEDI的见解

《New Phytologist》：Legacies of model initialization on predictions of future ecosystem dynamics in California's Sierra Nevada: insights from GEDI

准确估算植被结构对预测陆地生态系统响应气候变化至关重要。本研究将激光雷达植被结构与成像光谱植被组分数据整合至Sierra Nevada海拔梯度下的生态系统动力学模型（ED2.2），对比不同初始化方法对百年尺度植被动态和气候响应的预测差异。结果表明初始化影响显著，长期气候与干扰历史对植被结构预测具有持久作用，且模型预测了地上生物量与叶面积指数的上升及海拔依赖性冠层组成变化，为模型优化和土地管理提供依据。

　　

摘要

• 准确估算地表植被结构对于可靠预测陆地生态系统对气候变化的响应至关重要。然而，传统的小规模地面调查方法难以扩展到全面的大规模生态系统结构估算。
• 我们将遥感获取的植被结构数据（基于光探测与测距技术）以及相应的成像光谱分析得出的冠层组成数据整合到加州内华达山脉海拔梯度区域的生态系统人口统计（ED2.2）陆地生物圈模型中。然后，我们利用该模型评估：与基于长期潜在植被数据初始化的模拟相比，纳入观测到的生态系统结构和组成对未来一个世纪生态系统变化预测的影响；以及生态系统对未来气候变化的响应方式有何不同。
• 我们的分析显示，初始化方式对生态系统组成和结构预测有多十年的影响，这凸显了气候和干扰历史对生态系统响应预测的长期影响，而这些影响在使用长期历史模拟数据初始化的模型中是无法体现的。
• 基于遥感数据的模拟预测地表生物量及叶面积指数将增加，并且冠层组成会随海拔高度显著变化。不同的初始化方法、气候情景及海拔梯度对改进生态系统建模和制定土地管理策略具有重要的启示意义。

数据可用性

支持本研究发现的GEDI L2B冠层覆盖和垂直剖面指标数据（Global Footprint Level V002）可在https://search.earthdata.nasa.gov/公开获取。ED2.2是一个公开可用的陆地生物圈模型（详见https://github.com/Edmodel/ED2）。本研究中使用的参数化设置包含在支持信息中。此外，模型输出数据存放在https://doi.org/10.7910/DVN/GW7NIQ的公共数据库中。