林业科学

作者：杨甫禹,张弥*,肖薇,石婕

单位：南京信息工程大学大气环境中心　南京信息工程大学生态与应用气象学院　南京 210044

关键词：最大光能利用率,参数化方案,VPM模型,总初级生产力

基金：国家自然科学基金国际（地区）合作与交流资助项目（42061144004）。

目的: 分析植被光合作用模型（VPM）中关键参数最大光能利用率（ε0 ）在不同气候区森林生态系统是否存在差异及其主要原因，并选择出具有普遍适用性的最大光能利用率参数化方案，以期深化对森林生态系统植被生产力估算过程中不确定性的认知，为提高模型模拟精度与降低模型参数不确定性提供参考。方法: 利用4种参数化方案——BPLUT查表法、Michealis-Menten光响应曲线方程拟合、生长季增强型植被指数最大值（EVImax）指数拟合以及Mointeith方程推导法对VPM中的最大光能利用率（ε0 ）进行估算，基于4种参数化方案的估算结果对中国地区4个森林生态系统总初级生产力（GPP）进行模拟，与涡度相关观测到的总初级生产力（GPP）进行比较并结合各项模型评价指标（决定系数R2、均方根误差RMSE、一致性系数d及平均相对误差MRE）对VPM模拟结果进行评估。结果: 长白山、千烟洲、鼎湖山与西双版纳站点的ε0值分别为：（0.65±0.14）、（0.47±0.10）、（0.44±0.09）和（0.69±0.12） g·mol ?1。在季节尺度上，利用各站点最优参数化方案模拟的GPP与观测GPP相比，其均方根误差（RMSE）较最不适用的参数化方案在长白山、千烟洲、鼎湖山和西双版纳分别降低了55.1%、38.1%、48.6%和34.3%；在年际尺度上，各站点最优参数化方案模拟GPP的平均相对误差（MRE）在长白山、千烟洲、鼎湖山和西双版纳分别为?7.9%、?24.3%、?7.4%和?3.0%，小于最不适用的参数化方案模拟的结果（长白山：35.8%；千烟洲：?53.4%；鼎湖山：29.8%；西双版纳：25.4%）。结论: 不同参数化方案在同一个站点的ε0 值差异较大，且相同参数化方案下，不同站点间的ε0 值存在差异，造成这种差异的主要原因与各参数化方案本身的结构属性及不同区域水热条件差异有关。Mointeith方程推导法为长白山、千烟洲与鼎湖山地区ε0最优的参数化方案；生长季增强型植被指数最大值（EVImax）指数拟合的参数化方案在西双版纳地区最适用。

来源：2025年第3期

《林业科学》期刊编辑部

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