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TRENDY模拟的陆地碳汇对水文气候极端事件响应中显著的模型间不确定性

水文气候极端事件,陆地碳汇响应,模型间不确定性,TRENDY模型,FLUXNET观测数据

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

水文气候极端事件是陆地碳汇动态的关键调控因子，但其在陆地生物圈模型中的表征仍存在显著不确定性。本研究通过系统对比全球范围内不同气候区、事件类型和生物群落在1980–2022年期间水文气候极端事件下TRENDY v12模型模拟碳汇的响应结果，定量评估了模型间不确定性。站点级评估显示，多模型集合平均值在约60%的站点能正确捕捉净生物生产力（NBP）异常的符号；然而，集合均值虽能较好重现干旱事件中的NBP变化，但在湿润事件中的模拟性能显著下降。空间格局上，多数区域在极端湿润事件期间表现为异常碳汇，此模式在干旱事件期间基本逆转。尽管存在这些总体特征，模型间的显著异质性仍然持续存在。在南纬30°至北纬30°之间，模型间不确定性在干旱事件下更为突出；而在其他纬度地区，湿润事件下模型间的差异则相当甚至更高。具体而言，在干旱和半干旱地区，模型间分歧对异常湿润更为敏感；而在半湿润和湿润地区，模型间差异则更易受干旱胁迫影响。跨生态系统分析表明，湿润事件中草地、稀树草原和灌丛生态系统不确定性更高，而在干旱事件中则转为森林和农田生态系统。生态机制分析结果表明，NBP响应的分歧主要源自总初级生产力模拟的不确定性。本研究结果凸显了TRENDY模型在刻画水文气候极端事件下生态系统响应方面持续存在的挑战，强调提升气候快速变化背景下模型模拟精确度的迫切需求。