基于模型數(shù)據(jù)融合的亞熱帶人工林碳循環(huán)模擬
發(fā)布時(shí)間:2021-11-03 19:15
對(duì)陸地生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)的準(zhǔn)確評(píng)估是預(yù)測(cè)氣候變化及其對(duì)陸地生態(tài)系統(tǒng)影響的重要基礎(chǔ)。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的觀測(cè)和模擬研究,人們?cè)谔佳h(huán)領(lǐng)域取得了比較大的進(jìn)展,對(duì)其主要過(guò)程有了一定的認(rèn)知。然而,由于生態(tài)系統(tǒng)的復(fù)雜性,以及觀測(cè)和模型模擬方法的局限,陸地生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)估算結(jié)果仍存在很大的不確定性。因此,如何充分利用現(xiàn)有的多尺度碳循環(huán)觀測(cè)數(shù)據(jù),辨別不同觀測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)模型的約束作用,獲取典型生態(tài)系統(tǒng)關(guān)鍵參數(shù)信息,提高碳循環(huán)估算的精度,減少估算的不確定性,實(shí)現(xiàn)對(duì)碳循環(huán)過(guò)程的合理客觀評(píng)價(jià)已成為碳循環(huán)研究領(lǐng)域迫切需要解決的問(wèn)題。在本研究中,我們利用長(zhǎng)期觀測(cè)資料和模型數(shù)據(jù)融合方法(Model-Data Fusion,MDF),對(duì)模型參數(shù)化以及模型的應(yīng)用展開(kāi)了研究。本文通過(guò)利用DALEC模型和會(huì)同亞熱帶人工針葉林(HTF)的長(zhǎng)期碳循環(huán)觀測(cè)數(shù)據(jù)(生物計(jì)量數(shù)據(jù)和通量數(shù)據(jù))進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化分析,系統(tǒng)探討了不同類型的約束數(shù)據(jù)對(duì)參數(shù)估計(jì)和相關(guān)狀態(tài)變量的約束作用;然后在此基礎(chǔ)上,利用國(guó)內(nèi)典型亞熱帶人工林生態(tài)系統(tǒng)的觀測(cè)數(shù)據(jù)(會(huì)同亞熱帶人工針葉林(HTF)、千煙洲亞熱帶人工針葉林(QYZ)和鶴山亞熱帶人工闊葉林(HSF)),獲取我國(guó)亞熱帶典型人工...
【文章來(lái)源】:中南林業(yè)科技大學(xué)湖南省
【文章頁(yè)數(shù)】:74 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
1 引言
1.1 研究背景與研究意義
1.2 模型數(shù)據(jù)融合的概念和組成
1.2.1 模型數(shù)據(jù)融合的概念
1.2.2 模型數(shù)據(jù)融合的基本組成
1.3 國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展
1.3.1 陸地生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)研究
1.3.2 模型數(shù)據(jù)融合技術(shù)在碳循環(huán)領(lǐng)域研究中的應(yīng)用
1.4 本研究的目的、內(nèi)容和技術(shù)路線
1.4.1 研究目的
1.4.2 研究?jī)?nèi)容
1.4.3 技術(shù)路線
2 研究數(shù)據(jù)和方法
2.1 研究站點(diǎn)概況
2.2 研究數(shù)據(jù)
2.2.1 模型驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)
2.2.2 反演數(shù)據(jù)
2.3 陸地生態(tài)系統(tǒng)模型
2.3.1 DALEC模型
2.3.2 DALEC模型參數(shù)
2.3.3 DALEC模型關(guān)鍵過(guò)程
2.4 參數(shù)估計(jì)方法
2.4.1 貝葉斯定理
2.4.2 MCMC方法
2.5 模型模擬結(jié)果分析
3 不同類型的數(shù)據(jù)對(duì)模型的不同約束作用
3.1 材料和方法
3.1.1 研究站點(diǎn)和數(shù)據(jù)
3.1.2 模型描述和評(píng)價(jià)方法
3.1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)
3.2 結(jié)果
3.2.1 多源數(shù)據(jù)對(duì)模型的約束作用
3.2.2 多源數(shù)據(jù)對(duì)模型模擬結(jié)果的影響
3.3 討論
3.4 小結(jié)
4 我國(guó)亞熱帶典型人工林生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)模擬
4.1 材料和方法
4.1.1 研究站點(diǎn)和數(shù)據(jù)
4.1.2 模型描述和評(píng)價(jià)方法
4.2 結(jié)果
4.2.1 不同生態(tài)系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化結(jié)果
4.2.2 不同生態(tài)系統(tǒng)模型模擬性能評(píng)價(jià)
4.3 討論
4.4 小結(jié)
5 結(jié)論及展望
5.1 主要研究結(jié)論
5.2 本論文的創(chuàng)新點(diǎn)
5.3 研究中存在的不足及展望
參考文獻(xiàn)
附錄 攻讀學(xué)位期間的主要學(xué)術(shù)成果
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Improved simulation of carbon and water fluxes by assimilating multi-layer soil temperature and moisture into process-based biogeochemical model[J]. Min Yan,Zengyuan Li,Xin Tian,Li Zhang,Yu Zhou. Forest Ecosystems. 2019(02)
[2]極端氣候事件對(duì)陸地生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)的影響[J]. 樸世龍,張新平,陳安平,劉強(qiáng),連旭,王旭輝,彭書時(shí),吳秀臣. 中國(guó)科學(xué):地球科學(xué). 2019(09)
[3]2000—2015年中國(guó)陸地生態(tài)系統(tǒng)蒸散時(shí)空變化及其影響因素[J]. 牛忠恩,胡克梅,何洪林,任小麗,張黎,葛蓉,李攀,鄭涵,朱曉波,曾納. 生態(tài)學(xué)報(bào). 2019(13)
[4]地理系統(tǒng)模型研究進(jìn)展[J]. 彭書時(shí),樸世龍,于家爍,劉永穩(wěn),汪濤,朱高峰,董金瑋,繆馳遠(yuǎn). 地理科學(xué)進(jìn)展. 2018(01)
[5]大尺度森林碳循環(huán)過(guò)程模擬模型綜述[J]. 謝馨瑤,李愛(ài)農(nóng),靳華安. 生態(tài)學(xué)報(bào). 2018(01)
[6]2005~2015年CERN光合有效輻射數(shù)據(jù)集[J]. 劉慧,唐利琴,胡波,劉廣仁,王躍思,白帆,陳永福,程一松,杜娟,杜明武,高美榮,高新連,高永平,官有軍,郭永平,韓建梅,韓軍,何其華,姜峻,蔣正德,李國(guó)振,李猛,李小麗,李玉霖,林靜慧,劉文杰,劉允芬,婁金勇,孟澤,喬田華,宋星宇,孫聃,孫維,王可琴,王克林,武傳勝,徐浩,徐文婷,尹春梅,張法偉,張秀永,趙永芳,朱廣偉,朱元駿. 中國(guó)科學(xué)數(shù)據(jù)(中英文網(wǎng)絡(luò)版). 2017(01)
[7]Integrating a model with remote sensing observations by a data assimilation approach to improve the model simulation accuracy of carbon flux and evapotranspiration at two flux sites[J]. ZHANG TingLong,SUN Rui,PENG ChangHui,ZHOU GuoYi,WANG ChunLing,ZHU QiuAn,YANG YanZheng. Science China(Earth Sciences). 2016(02)
[8]全球變化與陸地生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)研究進(jìn)展[J]. 宋冰,牛書麗. 西南民族大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2016(01)
[9]森林生態(tài)系統(tǒng)碳水關(guān)系及其影響因子研究進(jìn)展[J]. 宋春林,孫向陽(yáng),王根緒. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào). 2015(09)
[10]中國(guó)人工林發(fā)展現(xiàn)狀、問(wèn)題與對(duì)策[J]. 陳幸良,巨茜,林昆侖. 世界林業(yè)研究. 2014(06)
博士論文
[1]亞熱帶杉木林生態(tài)系統(tǒng)與大氣間的碳通量研究[D]. 趙仲輝.中南林業(yè)科技大學(xué) 2011
本文編號(hào):3474202
【文章來(lái)源】:中南林業(yè)科技大學(xué)湖南省
【文章頁(yè)數(shù)】:74 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
1 引言
1.1 研究背景與研究意義
1.2 模型數(shù)據(jù)融合的概念和組成
1.2.1 模型數(shù)據(jù)融合的概念
1.2.2 模型數(shù)據(jù)融合的基本組成
1.3 國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展
1.3.1 陸地生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)研究
1.3.2 模型數(shù)據(jù)融合技術(shù)在碳循環(huán)領(lǐng)域研究中的應(yīng)用
1.4 本研究的目的、內(nèi)容和技術(shù)路線
1.4.1 研究目的
1.4.2 研究?jī)?nèi)容
1.4.3 技術(shù)路線
2 研究數(shù)據(jù)和方法
2.1 研究站點(diǎn)概況
2.2 研究數(shù)據(jù)
2.2.1 模型驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)
2.2.2 反演數(shù)據(jù)
2.3 陸地生態(tài)系統(tǒng)模型
2.3.1 DALEC模型
2.3.2 DALEC模型參數(shù)
2.3.3 DALEC模型關(guān)鍵過(guò)程
2.4 參數(shù)估計(jì)方法
2.4.1 貝葉斯定理
2.4.2 MCMC方法
2.5 模型模擬結(jié)果分析
3 不同類型的數(shù)據(jù)對(duì)模型的不同約束作用
3.1 材料和方法
3.1.1 研究站點(diǎn)和數(shù)據(jù)
3.1.2 模型描述和評(píng)價(jià)方法
3.1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)
3.2 結(jié)果
3.2.1 多源數(shù)據(jù)對(duì)模型的約束作用
3.2.2 多源數(shù)據(jù)對(duì)模型模擬結(jié)果的影響
3.3 討論
3.4 小結(jié)
4 我國(guó)亞熱帶典型人工林生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)模擬
4.1 材料和方法
4.1.1 研究站點(diǎn)和數(shù)據(jù)
4.1.2 模型描述和評(píng)價(jià)方法
4.2 結(jié)果
4.2.1 不同生態(tài)系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化結(jié)果
4.2.2 不同生態(tài)系統(tǒng)模型模擬性能評(píng)價(jià)
4.3 討論
4.4 小結(jié)
5 結(jié)論及展望
5.1 主要研究結(jié)論
5.2 本論文的創(chuàng)新點(diǎn)
5.3 研究中存在的不足及展望
參考文獻(xiàn)
附錄 攻讀學(xué)位期間的主要學(xué)術(shù)成果
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Improved simulation of carbon and water fluxes by assimilating multi-layer soil temperature and moisture into process-based biogeochemical model[J]. Min Yan,Zengyuan Li,Xin Tian,Li Zhang,Yu Zhou. Forest Ecosystems. 2019(02)
[2]極端氣候事件對(duì)陸地生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)的影響[J]. 樸世龍,張新平,陳安平,劉強(qiáng),連旭,王旭輝,彭書時(shí),吳秀臣. 中國(guó)科學(xué):地球科學(xué). 2019(09)
[3]2000—2015年中國(guó)陸地生態(tài)系統(tǒng)蒸散時(shí)空變化及其影響因素[J]. 牛忠恩,胡克梅,何洪林,任小麗,張黎,葛蓉,李攀,鄭涵,朱曉波,曾納. 生態(tài)學(xué)報(bào). 2019(13)
[4]地理系統(tǒng)模型研究進(jìn)展[J]. 彭書時(shí),樸世龍,于家爍,劉永穩(wěn),汪濤,朱高峰,董金瑋,繆馳遠(yuǎn). 地理科學(xué)進(jìn)展. 2018(01)
[5]大尺度森林碳循環(huán)過(guò)程模擬模型綜述[J]. 謝馨瑤,李愛(ài)農(nóng),靳華安. 生態(tài)學(xué)報(bào). 2018(01)
[6]2005~2015年CERN光合有效輻射數(shù)據(jù)集[J]. 劉慧,唐利琴,胡波,劉廣仁,王躍思,白帆,陳永福,程一松,杜娟,杜明武,高美榮,高新連,高永平,官有軍,郭永平,韓建梅,韓軍,何其華,姜峻,蔣正德,李國(guó)振,李猛,李小麗,李玉霖,林靜慧,劉文杰,劉允芬,婁金勇,孟澤,喬田華,宋星宇,孫聃,孫維,王可琴,王克林,武傳勝,徐浩,徐文婷,尹春梅,張法偉,張秀永,趙永芳,朱廣偉,朱元駿. 中國(guó)科學(xué)數(shù)據(jù)(中英文網(wǎng)絡(luò)版). 2017(01)
[7]Integrating a model with remote sensing observations by a data assimilation approach to improve the model simulation accuracy of carbon flux and evapotranspiration at two flux sites[J]. ZHANG TingLong,SUN Rui,PENG ChangHui,ZHOU GuoYi,WANG ChunLing,ZHU QiuAn,YANG YanZheng. Science China(Earth Sciences). 2016(02)
[8]全球變化與陸地生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)研究進(jìn)展[J]. 宋冰,牛書麗. 西南民族大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2016(01)
[9]森林生態(tài)系統(tǒng)碳水關(guān)系及其影響因子研究進(jìn)展[J]. 宋春林,孫向陽(yáng),王根緒. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào). 2015(09)
[10]中國(guó)人工林發(fā)展現(xiàn)狀、問(wèn)題與對(duì)策[J]. 陳幸良,巨茜,林昆侖. 世界林業(yè)研究. 2014(06)
博士論文
[1]亞熱帶杉木林生態(tài)系統(tǒng)與大氣間的碳通量研究[D]. 趙仲輝.中南林業(yè)科技大學(xué) 2011
本文編號(hào):3474202
本文鏈接:http://sikaile.net/nykjlw/lylw/3474202.html
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