??生命科學(xué)院李建龍教授實(shí)驗(yàn)室在全球變化研究中取得重要成果，利用一套數(shù)理分析式生物模擬數(shù)字分解系統(tǒng)，創(chuàng)造性地對(duì)現(xiàn)有大尺度陸地生態(tài)系統(tǒng)過(guò)程模型進(jìn)行了參數(shù)優(yōu)化、重組、構(gòu)建和機(jī)理分析，從而對(duì)由該模型估測(cè)大尺度植被生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力和碳貯存能力所引起的不確定性及其來(lái)源進(jìn)行了有效的量化分析，大大提高了利用該模型和系統(tǒng)核算全球陸地生態(tài)系統(tǒng)吸收CO2并形成碳匯貯藏量的能力，以及植被碳匯核算的精度。有效降低了利用大尺度遙感數(shù)據(jù)計(jì)算陸地植被生態(tài)系統(tǒng)碳貯量的誤差和估算過(guò)程中的不確定性，并對(duì)其不確定性的來(lái)源及誤差大小給予了定量評(píng)估和分解對(duì)策。該成果以“The?role?of?residence?time?in?diagnostic?models?of?global?carbon?storage?capacity:?model?decomposition?based?on?a?traceable?scheme”?(DOI:10.1038/srep16155)為題在《Scientific?Reports》發(fā)表，第一作者為陳奕兆博士，通訊作者為李建龍教授。
在全球變化估測(cè)陸地生態(tài)系統(tǒng)過(guò)程中，作為決定陸地碳貯存能力的重要因素之一是對(duì)于生態(tài)系統(tǒng)滯留時(shí)間的準(zhǔn)確模擬，目前尚具有很大的不確定性和變異性。為了有效解決這一世界性難題，李建龍教授團(tuán)隊(duì)研究結(jié)果認(rèn)為，滯留時(shí)間模擬的不確定性可主導(dǎo)當(dāng)前生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)的模擬和未來(lái)趨勢(shì)的預(yù)測(cè)效果。一方面由于滯留時(shí)間較難通過(guò)實(shí)驗(yàn)方法實(shí)際測(cè)定，因此尚沒有大尺度下的相關(guān)數(shù)據(jù)支持；另一方面，由于有機(jī)碳在陸地生態(tài)系統(tǒng)當(dāng)中主要停留在土壤當(dāng)中，而土壤對(duì)碳的分解過(guò)程相對(duì)復(fù)雜，涉及到的過(guò)程較多，而對(duì)應(yīng)的估測(cè)參數(shù)化又較為困難，因而導(dǎo)致在現(xiàn)有的生態(tài)過(guò)程模型當(dāng)中很難找出其不確定性的來(lái)源并對(duì)其進(jìn)行定量評(píng)估。該文中所使用的追溯式模型分解系統(tǒng)之一能夠?qū)μ紲魰r(shí)間的模擬部分通過(guò)分析手段進(jìn)行拆分和重組及優(yōu)化，基本實(shí)現(xiàn)了對(duì)其它生態(tài)過(guò)程模型不確定性的降低和誤差來(lái)源的定量評(píng)估。
李建龍課題組報(bào)道的改進(jìn)分析式陸地生態(tài)系統(tǒng)模型，是目前研究全球碳循環(huán)和估測(cè)大尺度陸地生態(tài)系統(tǒng)碳平衡及碳貯量估算的重要工具之一，是通過(guò)結(jié)合大尺度觀測(cè)數(shù)據(jù)（通常為遙感數(shù)據(jù)）對(duì)歷史陸地生態(tài)系統(tǒng)生物地理化學(xué)循環(huán)進(jìn)行模擬的一類生態(tài)過(guò)程模型。結(jié)合觀測(cè)數(shù)據(jù)后，能夠較好的對(duì)地上植被生態(tài)系統(tǒng)的初級(jí)生產(chǎn)力進(jìn)行定量模擬，也可用對(duì)地下土壤碳分解和碳反饋等方面進(jìn)行定量模擬。課題組通過(guò)對(duì)一個(gè)典型的診斷式模型BEPS進(jìn)行解構(gòu)，進(jìn)而與預(yù)測(cè)式模型CABLE進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)診斷式模型在模擬基線滯留時(shí)間部分的參數(shù)化主要基于植被類型。一方面模型設(shè)置未能充分考慮碳分配和營(yíng)養(yǎng)元素動(dòng)態(tài)等因素，另一方面也導(dǎo)致模型對(duì)于土壤溫濕度的響應(yīng)十分直接。這也使環(huán)境因子（包括土壤溫度和土壤水分）模擬的不確定性會(huì)被直接反映在最終的模擬結(jié)果當(dāng)中。同時(shí)，課題組通過(guò)模型比較發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前碳滯留時(shí)間的模擬受到不同的土壤濕度算法的影響很大，可能是主導(dǎo)當(dāng)前不同模型模擬之間結(jié)果差異的重要因素之一。因此建議在今后的研究當(dāng)中應(yīng)當(dāng)重視對(duì)這部分算法的驗(yàn)證和改進(jìn)研究。
該研究工作得到國(guó)家重大基礎(chǔ)研究項(xiàng)目（2010CB950702）、國(guó)家863項(xiàng)目（2007AA10Z231）、國(guó)際APN重點(diǎn)項(xiàng)目和澳大利亞政府基金項(xiàng)目(PSLP)等資助。
（生命科學(xué)院?科技處）
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