基于改进Biome-BGC模型的东南丘陵区茶园生态系统碳通量模拟

　　

摘要： 中国东南丘陵地区茶园的快速扩张对地区碳循环产生显著影响。Biome-BGC模型常被用于碳通量定量研究,但其对人工管理过程刻画不足。本研究结合实测与遥感叶面积指数(LAI)数据,改进了Biome-BGC模型,以增强其对茶园人工管理过程的模拟能力。结果表明: LAI是Biome-BGC模型中关键的中间变量,对LAI的准确模拟是提升模型对茶园碳通量模拟精度的关键。改进后的模型显著提升了对总初级生产力(GPP)和生态系统呼吸(RE)的模拟精度,5年平均GPP和RE值分别为1.26、1.19 kg C·m^-2,日尺度R²分别达到0.55和0.80,较改进前分别提升44.5%和降低0.9%,均方根误差(RMSE)分别为0.887和1.030 g C·m^-2·d^-1,较改进前分别降低50.3%和68.4%,月尺度的模拟效果更佳,显著改善了原始模型因未充分刻画人工修剪导致的碳通量高估问题。改进后的模型能够动态刻画修剪引起的LAI 波动对碳循环的影响,并验证了其在不同时间尺度下的适用性,为存在高强度人工管理的茶园生态系统碳循环定量研究提供了技术支撑。