第七届青年地学论坛

对陆地生态系统植被总初级生产力（GPP）进行模拟估算是开展全球碳循环研究的关键。近年来，日光诱导叶绿素荧光（SIF）的发展使得其成为开展区域及全球GPP估算、碳循环研究的一种新思路，SIF与机理型陆地生物圈模式（TBM）耦合类模型为实现大区域背景下SIF与GPP的机理性关联奠定了基础，成为近年来陆地生态系统碳循环模型研究的重要方向。
本研究在充分考虑光照条件对SIF与GPP的关系的影响下，以区分阳、阴叶的双叶冠层光合生化模型理论、SCOPE光合-荧光关联机制及其荧光辐射传输理论为基础，构建了BEPS-SCOPE耦合模式，模式可有效地反映冠层不同位置叶片在光照条件及光合速率上的差异，在实现碳、水、热通量估算的同时，实现对冠层顶部垂直观测方向上740 nm处SIF强度（GOME-2 SIF产品对应波段）的估算，经模型测试，研究认为模型可提供站点、全球不同尺度、不同生态系统SIF、GPP的准确、高效率估算，适应大范围、多生态系统下的模拟需要。
针对BEPS-SCOPE耦合模式中光合参数难以定量的问题，研究还开展了基于SIF的Vcmax定量化研究。经分析，在恒定的高辐射条件下，光合速率往往受制于光合作用暗反应的酶促反应速率，SIF与GPP均随Vcmax的增大而增大，此时，由SIF可实现对Vcmax的估算；而在弱光条件下，光合速率往往由光照强度决定，Vcmax对GPP和SIF均不构成显著影响，但在日尺度或更长时间尺度的研究中，由于太阳辐射的日变化和季节变化特征，要实现GPP的完整、准确估算仍需对Vcmax开展准确描述。研究同时认为基于GOME-2 SIF的Vcmax估算将在一定程度上改善GPP的模拟精度，但受制于GOME-2过境时刻及其空间分辨率的影响，对GPP的完善程度仍相对有限；而采用过境时刻为正午高辐射条件的遥感SIF数据或对SIF日变化轨迹进行精确刻画将在Vcmax的定量化研究中发挥重要作用。
研究旨在提供兼具准确性与高效性的机理性生态过程模型以适应区域、全球不同生态系统SIF、GPP的模拟需要；同时提供遥感SIF与模型机理相融合实现模型关键参数定量化的解决方案，为降低区域和全球陆地生态系统GPP估算的不确定性提供参考。

植被总初级生产力