Biome-BGC模型参数的敏感性和时间异质性

摘要：

生态过程模型为研究陆表生态系统水、碳、氮等物质的循环提供了一种有效的手段.模型与数据同化结合可建立模拟与观测之间的桥梁,同时提高模型与观测两种方法揭示地表真实状况的有效性.但模型参数的特性,将直接影响到模型模拟及数据同化的精度.传统观念认为,生态过程模型参数在相同植被类型条件下是固定不变的,但近期研究已开始关注其时空异质性.本文以Biome-BGC模型为例,利用美国哈佛森林Environmental Monitoring Site (EMS)通量观测站的相关数据,对哈佛森林地区水、碳通量进行模拟.首先对模型参数进行敏感性分析;然后应用模拟退火算法,构造目标函数,使待优化的敏感参数在合理阈值范围内不断变动反复迭代,获取逐月的最优参数值;通过引入变异系数,对敏感参数的时间异质性进行分析.结果表明:生态过程模型参数最优值并非常量,而会随时间表现出异质性,而且各参数时间异质性大小差异显著.文中对Biome-BGC模型的敏感参数按时间异质性大小划分了相应的等级.研究结果有助于加深对生态过程模型参数特性的认识,为参数的合理取值及动态优化提供思路与依据,有助于进一步提高模型模拟和数据同化的精度与效率.

关键词：时间异质性、敏感性、退火算法、变异系数

所属期刊栏目：36

分类号：TN7;X14

资助基金：国家自然科学基金项目41301451;中央高校基本科研业务费专项QN2013074

在线出版日期：2017-04-17（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：869-877