居为民教授团队发布1981-2019年逐日全球碳通量模拟数据和2000-2019年全球最大羧化速率数据
- ：数据中心
- ：2021-09-03
近日，南京大学居为民教授研究团队通过国家生态科学数据中心提供的科技计划项目数据汇聚发布服务发布了1981-2019年全球逐日碳通量（总初级生产力GPP、净初级生产力NPP和净生态系统生产力NEP）模拟数据、2000-2019年全球8天500m分辨率25°C最大羧化速率数据等4个数据集。全部数据公开共享，用户可在线获取。相关研究成果已在Nature Communications 、Journal of Geophysical Research-Biogeosciences期刊发表。
1.1981-2019年全球逐日碳通量（GPP/NPP/NEP）模拟数据产品
利用植被参数（叶面积指数、聚集度指数、地表覆盖）遥感数据、气象数据和大气CO2浓度等，驱动日步长的机理性生态模型BEPS，模拟生成了1981-2019年全球逐日GPP/NPP/NEP数据产品，空间分辨率为0.072727°×0.072727°。BEPS模型将植被冠层分为阳叶和阴叶两部分，采用Farquhar光化学模型分别模拟各自的GPP；在GPP模拟的基础上，考虑植被的生长和维持呼吸消耗，计算获得NPP；更进一步，采用CENTURY模型方法模拟生态系统异养呼吸，基于NPP模拟结果计算获得NEP。
图1. 1981-1999年（上）和2000-2019年（下）全球平均GPP分布
图2. 1981-1999年（上）和2000-2019年（下）全球平均NPP分布
图3. 1981-1999年（上）和2000-2019年（下）全球平均NEP分布
论文信息：
[1] He QN, Ju WM, Dai SP, He W, Song L, Wang SH, Li XC, and Mao GX, 2021. Drought risk of global terrestrial gross primary productivity in recent 40 years detected by a remote sensing-driven process model. Journal of Geophysical Research-Biogeosciences, 126, e2020JG005944. https://doi.org/10.1029/2020JG005944
[2] Chen JM, Ju WM, Ciais P, Viovy N, Liu RG, Liu Y, Lu XH, 2019. Vegetation structural change since 1981 significantly enhanced the terrestrial carbon sink. Nature Communications.
https://doi.org/10.1038/s41467-019-12257-8
数据集链接：（1）GPP数据集；（2）NPP数据集；（3）NEP数据集
2.2000-2019年全球8天500 m最大羧化速率（Vcmax25）数据产品
25°C时的叶片最大光合羧化速率（Vcmax25）是生态模型模拟光合速率的重要参数，具有明显的时空变化。但是，现有的模型一般根据植被类型赋值，导致模型结果的误差。基于Vcmax25与叶片叶绿素含量（Chl）之间的紧密联系，建立了半经验性的Vcmax25估算模型，利用全球叶片Chl遥感反演数据，生成了2000-2019年全球8天500米分辨率Vcmax25数据产品。为减小陆地生态系统碳通量模拟结果的不确性提供了数据基础。
图4. 2000-2019年1、4、7和10月平均Vcmax25分布
Lu XH, Ju WM, Li J, Croft H, Chen JM, Luo YQ, Yu H, and Hu HJ, 2020. Maximum Carboxylation Rate Estimation with Chlorophyll Content as a Proxy of Rubisco Content. Journal of Geophysical Research-Biogeosciences, DOI: 10.1029/2020JG005748.
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本研究及数据制备得到国家重点研发计划项目“基于多源卫星遥感的高分辨率全球碳同化系统研究（2016YFA0600200）”的支持。该项目主要致力于发展生物圈和大气圈关键参数多源遥感协同反演技术、陆地生态系统模型与遥感数据同化方法、多源卫星与地面观测数据联合碳同化算法，进而建立耦合生态系统模型的高分辨率全球碳同化系统，联合同化多源观测数据，优化生态系统模型关键参数、光合和呼吸碳通量、重点区域人为源碳通量，定量揭示全球陆地生态系统和重点区域人为源碳通量时空格局、生态系统碳源汇驱动机制。项目制备生成的全球叶面积指数、叶片叶绿素含量、陆面温度、土壤湿度、总初级生产力（GPP）、净初级生产力（NPP）、净生态系统生产力（NEP）等数据产品，也陆续在国家生态科学数据中心上线共享。
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