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改进的GPP模型揭示中国北方呼伦湖流域典型草原降水驱动作用增强

植被总初级生产力,草地,呼伦湖流域,气候变化,影响因子

主题1 天气、气候、全球变化、行星大气 > 专题1.21 陆地生态系统对极端气候事件的响应过程、机制和模拟

         中国北方呼伦湖流域分布着广阔的温带草地，其碳汇能力及生态系统功能可由总初级生产力（Gross Primary Productivity, GPP）有效表征。然而，受限于全球模型对局地生态系统空间异质性刻画能力不足，草地GPP对区域气候变化的长期响应机制仍缺乏深入认识。本研究通过整合中国区域草地通量观测数据，构建了随机森林模型（M_CF），提升了呼伦湖流域GPP估算的适用性与精度。在此基础上，进一步分析了研究区GPP的时空变化特征，并识别了气候变化背景下影响GPP变化的主导气候因子及其长期演变趋势。

         结果表明，M_CF模型在草地GPP估算精度及趋势表征方面均显著优于仅基于FLUXNET 2015 Tier 2数据训练的模型。基于M_CF模型的23年模拟结果显示，呼伦湖流域GPP总体呈现明显的由西向东递增的空间格局，年均GPP约为676.36 g C m⁻² yr⁻¹，总量为70.13 Tg C yr⁻¹。研究区大部分区域GPP呈增加趋势，平均增长速率为6.85 g C m^-2 yr⁻¹，对应年总增量约为0.45 Tg C yr^-1。SHAP分析表明，降水和气温变化正在重塑驱动GPP增加的主导因子。尤其在流域中东部大范围区域，随着气候条件变化，降水增加已逐渐取代短波辐射，成为促进GPP提升的首要驱动因素。