王嘉伟:磷循环过程对陆地生态系统碳储量模拟的不确定性分析:模型—数据融合论文

王嘉伟:磷循环过程对陆地生态系统碳储量模拟的不确定性分析:模型—数据融合论文

本文主要研究内容

作者王嘉伟(2019)在《磷循环过程对陆地生态系统碳储量模拟的不确定性分析:模型—数据融合》一文中研究指出:磷元素不仅是生命有机体的重要组成,也是影响陆地生态系统过程的关键因子。近年来,越来越多的研究将磷循环过程耦合到陆地生态系统模型中,以提高模型模拟的精度。然而,由磷循环结构及数据所引起的模型不确定性仍不清楚。因此,本研究利用模型-数据融合方法定量分析了磷循环过程(包括磷循环结构和磷观测数据)对陆地生态系统模型参数估计以及碳储量模拟的不确定性。在陆地生态系统碳氮磷耦合模型(TECO-CNP)框架的基础上,我们设置了3组模拟实验:CN-CN实验(使用TECO-CN模型与碳、氮观测数据集进行模型-数据融合)、CNPCN实验(使用TECO-CNP模型与碳、氮观测数据集进行模型-数据融合)、CNPCNP实验(使用TECO-CNP模型与碳、氮、磷观测数据集进行模型-数据融合)。主要结果如下:(1)CN-CN模拟实验产生了13个良约束参数(参数的后验概率分布近似为正态分布且标准差较小),占所有目标参数的65%;CNP-CN模拟实验产生了13个良约束参数,占所有目标参数的43.0%;CNP-CNP模拟实验产生了20个良约束参数,占所有目标参数的66.7%。以上结果表明单独增加磷循环结构会引入许多不可识别的磷循环参数,但是增加磷观测数据则能够为参数反演提供更多有效信息,从而约束更多的磷循环参数和碳循环参数。(2)通过比较模拟值与观测值的差异,我们发现CNP-CNP实验的模拟值与观测数据的偏差要小于其他两组实验。这表明了耦合磷循环过程可以降低参数估计的不确定性以提高模型性能,但是模型对土壤有机碳、土壤总氮、凋落物磷的模拟仍有较大偏差。(3)通过计算实验间的相对信息指数定量磷循环过程对碳库模拟造成的不确定性。结果显示,无论短期模拟还是长期预测,在大多数碳库中磷循环结构的信息指数为负值,即增加碳储量模拟的不确定性;在大多数碳库中磷观测数据的信息指数为正值,即降低碳储量模拟的不确定性。总的来说,除微生物和惰性土壤有机质碳库外,在其余碳库中磷循环过程的信息指数为正值,这意味着磷循环过程能够降低这些碳储量模拟的不确定性。(4)通过计算实验间的相对信息增益定量磷循环过程对碳库后验模拟值的影响。结果显示,无论短期模拟还是长期预测,添加磷循环过程会导致碳储量的后验模拟值发生变化。在大多数碳库中,磷循环结构的相对信息增益大于磷观测数据的相对信息增益,这表明磷循环结构是影响碳库后验模拟值的主要因素。综上所述,磷循环过程能够为模型参数化提供额外的信息,从而约束更多的参数并提高模型的性能。在碳储量模拟过程中,这些信息也能够改变碳库的后验模拟值以及降低碳库模拟的不确定性。量化分析磷循环过程的不确定性可以帮助我们深入了解陆地生态系统碳氮磷耦合循环,提高碳循环对气候变化响应的模拟,并为未来实验设计提供理论依据。

Abstract

lin yuan su bu jin shi sheng ming you ji ti de chong yao zu cheng ,ye shi ying xiang liu de sheng tai ji tong guo cheng de guan jian yin zi 。jin nian lai ,yue lai yue duo de yan jiu jiang lin xun huan guo cheng ou ge dao liu de sheng tai ji tong mo xing zhong ,yi di gao mo xing mo ni de jing du 。ran er ,you lin xun huan jie gou ji shu ju suo yin qi de mo xing bu que ding xing reng bu qing chu 。yin ci ,ben yan jiu li yong mo xing -shu ju rong ge fang fa ding liang fen xi le lin xun huan guo cheng (bao gua lin xun huan jie gou he lin guan ce shu ju )dui liu de sheng tai ji tong mo xing can shu gu ji yi ji tan chu liang mo ni de bu que ding xing 。zai liu de sheng tai ji tong tan dan lin ou ge mo xing (TECO-CNP)kuang jia de ji chu shang ,wo men she zhi le 3zu mo ni shi yan :CN-CNshi yan (shi yong TECO-CNmo xing yu tan 、dan guan ce shu ju ji jin hang mo xing -shu ju rong ge )、CNPCNshi yan (shi yong TECO-CNPmo xing yu tan 、dan guan ce shu ju ji jin hang mo xing -shu ju rong ge )、CNPCNPshi yan (shi yong TECO-CNPmo xing yu tan 、dan 、lin guan ce shu ju ji jin hang mo xing -shu ju rong ge )。zhu yao jie guo ru xia :(1)CN-CNmo ni shi yan chan sheng le 13ge liang yao shu can shu (can shu de hou yan gai lv fen bu jin shi wei zheng tai fen bu ju biao zhun cha jiao xiao ),zhan suo you mu biao can shu de 65%;CNP-CNmo ni shi yan chan sheng le 13ge liang yao shu can shu ,zhan suo you mu biao can shu de 43.0%;CNP-CNPmo ni shi yan chan sheng le 20ge liang yao shu can shu ,zhan suo you mu biao can shu de 66.7%。yi shang jie guo biao ming chan du zeng jia lin xun huan jie gou hui yin ru hu duo bu ke shi bie de lin xun huan can shu ,dan shi zeng jia lin guan ce shu ju ze neng gou wei can shu fan yan di gong geng duo you xiao xin xi ,cong er yao shu geng duo de lin xun huan can shu he tan xun huan can shu 。(2)tong guo bi jiao mo ni zhi yu guan ce zhi de cha yi ,wo men fa xian CNP-CNPshi yan de mo ni zhi yu guan ce shu ju de pian cha yao xiao yu ji ta liang zu shi yan 。zhe biao ming le ou ge lin xun huan guo cheng ke yi jiang di can shu gu ji de bu que ding xing yi di gao mo xing xing neng ,dan shi mo xing dui tu rang you ji tan 、tu rang zong dan 、diao la wu lin de mo ni reng you jiao da pian cha 。(3)tong guo ji suan shi yan jian de xiang dui xin xi zhi shu ding liang lin xun huan guo cheng dui tan ku mo ni zao cheng de bu que ding xing 。jie guo xian shi ,mo lun duan ji mo ni hai shi chang ji yu ce ,zai da duo shu tan ku zhong lin xun huan jie gou de xin xi zhi shu wei fu zhi ,ji zeng jia tan chu liang mo ni de bu que ding xing ;zai da duo shu tan ku zhong lin guan ce shu ju de xin xi zhi shu wei zheng zhi ,ji jiang di tan chu liang mo ni de bu que ding xing 。zong de lai shui ,chu wei sheng wu he duo xing tu rang you ji zhi tan ku wai ,zai ji yu tan ku zhong lin xun huan guo cheng de xin xi zhi shu wei zheng zhi ,zhe yi wei zhao lin xun huan guo cheng neng gou jiang di zhe xie tan chu liang mo ni de bu que ding xing 。(4)tong guo ji suan shi yan jian de xiang dui xin xi zeng yi ding liang lin xun huan guo cheng dui tan ku hou yan mo ni zhi de ying xiang 。jie guo xian shi ,mo lun duan ji mo ni hai shi chang ji yu ce ,tian jia lin xun huan guo cheng hui dao zhi tan chu liang de hou yan mo ni zhi fa sheng bian hua 。zai da duo shu tan ku zhong ,lin xun huan jie gou de xiang dui xin xi zeng yi da yu lin guan ce shu ju de xiang dui xin xi zeng yi ,zhe biao ming lin xun huan jie gou shi ying xiang tan ku hou yan mo ni zhi de zhu yao yin su 。zeng shang suo shu ,lin xun huan guo cheng neng gou wei mo xing can shu hua di gong e wai de xin xi ,cong er yao shu geng duo de can shu bing di gao mo xing de xing neng 。zai tan chu liang mo ni guo cheng zhong ,zhe xie xin xi ye neng gou gai bian tan ku de hou yan mo ni zhi yi ji jiang di tan ku mo ni de bu que ding xing 。liang hua fen xi lin xun huan guo cheng de bu que ding xing ke yi bang zhu wo men shen ru le jie liu de sheng tai ji tong tan dan lin ou ge xun huan ,di gao tan xun huan dui qi hou bian hua xiang ying de mo ni ,bing wei wei lai shi yan she ji di gong li lun yi ju 。

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  • 论文详细介绍

    论文作者分别是来自华东师范大学的王嘉伟,发表于刊物华东师范大学2019-07-02论文,是一篇关于模型数据融合论文,磷循环过程论文,碳氮磷耦合论文,参数估计论文,条件性贝叶斯反演论文,碳储量模拟论文,不确定性分析论文,华东师范大学2019-07-02论文的文章。本文可供学术参考使用,各位学者可以免费参考阅读下载,文章观点不代表本站观点,资料来自华东师范大学2019-07-02论文网站,若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权,请联系我们删除。

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