高德新,王 帅,*,李 琰,王 聪,魏芳莉,傅伯杰,李 彤

1 北京师范大学地理科学学部 地表过程与资源生态国家重点实验室, 北京 100875 2 中国科学院生态环境研究中心 城市与区域生态国家重点实验室, 北京 100085

光能利用率模型以光能利用率概念(Light use efficiency: LUE)为基础,通过植被吸收的光合有效辐射和LUE计算植被生产力[1]。LUE将太阳辐射、光合作用、植被生产联系起来,用植物固定与吸收光能之比表示植被利用光能的效率[2]。LUE表征大气二氧化碳固定为有机物的效率,可以指示植被生产力、固碳效率和区域碳循环特征[3]。LUE模型是遥感反演总初级生产力(GPP)的模型基础,也是目前GPP模拟预测的主要模型[4]。全球变化导致LUE发生变化,进而显著影响模型的准确性[5- 7]。因此对LUE模型不确定性及其原因的分析,有助于提高生产力模拟和预测的精度,以指示植物固碳功能的变化趋势和响应机制[8]。

LUE模型的误差一直是GPP评估不确定性的主要来源[9-10],进而导致了对全球碳循环认识的偏差[11- 13]。全球变化下二氧化碳浓度升高、氮沉降的增加使得LUE得到了提高[12],而温度的增加会导致干旱频发降低LUE[8,13]。人类活动对LUE也产生了日益重要的影响。退耕还林草和毁林开田使植被类型发生变化,导致该区域植被LUE改变[10],灌溉和施肥则显著增加了植物的LUE[14-15]。全球变化和人类活动给LUE的模拟带来了巨大挑战,因此需要对变化条件下模型的不确定性及其影响因素系统分析以准确评估GPP和碳循环。

近年来,一些研究从不同的角度梳理了LUE的进展。……