AVIM(Atmosphere-Vegetation Interaction Model)

AVIM模型耦合了陆地物理过程和植被生理生态过程,其中包含物理交换子模块、植物生长子模块和物理参数转换子模块。模型假设植被与环境一直处于平衡状态,可能会与实际情况有差异

陆地物理过程植被生理生态植被与环境平衡植被净初级生产力

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Contributor(s)

Initial contribute: 2019-04-18

Classification(s)

Application-focused categoriesNatural-perspectiveLand regions
Method-focused categoriesProcess-perspectivePhysical process calculation
Method-focused categoriesProcess-perspectiveBiological process calculation

Detailed Description

Chinese {{currentDetailLanguage}} Chinese

      陆地植被净初级生产力(NPP)指的是绿色植物在单位时间和单位面积上所产生的有机干物质的总量,其可反映植被对大气CO2固定的能力,是生物地球化学碳循环的关键环节。

      AVIM是由中国科学院大气物理研究所东亚中心季劲均发展起来的大气植被相互作用模式 ,该模式首次将陆面物理过程与植被生理生态过程有机地结合起来 ,实现了大气和包括根圈在内的植物圈之间的动态相互作用。AVIM主要包括物理交换子模块、植物生长子模块和物理参数转换子模块。物理交换子模块根据土壤、植被以及大气连续体内的 质量和能量守恒来决定状态量的变化 ,用热量平衡方程计算植被冠层、土壤和雪盖中的温度 ,用质量守 恒方程计算植被冠层、土壤的水分变化。植物生长子模块包括了植物完整的光合作用、呼吸作用、分配、凋落以及物候过程。其中与植被净初级生产力密切相关的植被光合作用受到温度、土壤水分、CO2浓度等环境因素的限制。 

GPP为植被的总第一性生产力, A为饱和光合速率 , B为光反应曲线斜率 , I0为冠顶光合有效辐射 , k为叶丛消光系数 , LAI为叶面积指数。

Ci为冠层CO2浓度 , ki为在半饱和光合作用速率下的冠层CO2浓度。 

Tf为叶面温度 , TminTmaxTopt分别为最低、最高和最适光合温度。

ω为土壤含水量 ,ωi为土壤萎蔫含水量。

     植物的呼吸作用包括维持呼吸 (Rm)和生长呼吸 (Rg) : 

      其中 Rm为维持呼吸量 ,αi为呼吸系数,Mi为生物量,Q为呼吸常数 (2左右 ) , T0为参考温度 (25℃),T为 叶面或土壤温度,Rg为生长呼吸量,σi为生长呼吸系数,ηi为分配吸收系数。

      AVIM模式中植被净第一生产力NPP通过下式计算: 

NPP=GPP-Rm-Rg

      AVIM模式对森林、作物、草原以及中国东北样带、青藏高原及全球的生态系统做了模拟试验,并参与了国际生态模式资料比较计划 (EMDI) ,获得了良好的模拟结果。

 

 

模型元数据

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wzh (2019). AVIM(Atmosphere-Vegetation Interaction Model), Model Item, OpenGMS, https://geomodeling.njnu.edu.cn/modelItem/bc7de7b9-1369-40b3-902e-b46d6ef87381
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