BEPS模型

BEPS 模 型 (boreal ecosystem productivity simulator)是加拿大遥感中心发展的旨在模拟加拿大北方陆地生态系统碳平衡的计算机模拟系统(Liu et al.，1997,1999)，能够用于整个加拿大或其中的一个区域。BEPS以Forest-BGC模型为基础，定量描述那些控制生态系统生产力的生物物理过程，但对Forest-BGC模型作了一些重大修改。

简介BEPS 模 型 (boreal ecosystem productivity simulator)是加拿大遥感中心发展的旨在模拟加拿大北方陆地生态系统碳平衡的计算机模拟系统(Liu et al.，1997,1999)，能够用于整个加拿大或其中的一个区域。BEPS以Forest-BGC模型为基础，定量描述那些控制生态系统生产力的生物物理过程，但对Forest-BGC模型作了一些重大修改。1

修改第一，增加了经过改进的冠层辐射模块，同时引人叶聚集指数，以减小因为植物冠层的形状结构对辐射吸收、叶面受光以及相互遮蔽产生的影响，其值因植被类型不同而不同(Chen,1995)。第二，利用从遥感数据获取的土地覆被信息调整主要的生物物理和生物化学参数，利用网格化的气象数据和土壤数据，而不是单个气象站数据，将林分水平的模拟扩展到较大的区域。第三，BEPS模型对光合作用子模块进行了改进，采用了Farquhar等(1980)提出的光合作用生物化学模型，在一个更大的时空尺度上模拟。1

发展Chen等(1999)根据气象条件的日变化规律进行逐日积分，对Farquhar模型通过简化的日积分推导出其解析解，完成了模型由瞬时至日尺度的时同尺度转换。1

模型描述BEPS模型具有混合时间分辨率，气象数据以日为步长，LAI以10日为步长，土地覆盖以年为步长，而土壤有效水含量在一个很长的时间周期内变化。模型要求输入LAI(来源于遥感数据)、每日气象数据(总辐射、温度、湿度和降水量)及土壤有效水含量。模型在每个网格点上运行，分辨率为1 k° x 1k°，其基本假设为每个网格点内的植被和环境条件均相同，最后输出NPP和其他碳和水循环过程变量。BEPS模型以其所需参数较少，高效、适时而实用的特点，已被广泛应用于不同地区和不同生态系统的研究，1997年Li等用该模型模拟和绘制了加拿大北方森林的NPP和蒸散量空间分布图，后来，刘明亮(2001)和Bunkei(2002)分别用BEPS模型模拟了中国和东亚地区的陆地生态系统生产力。

为了与通量数据的时间尺度相匹配，Wang等(2005)对BEPS模型做了适当的调整，对长白山阔叶红松林的碳、水和能量通量进行了模拟，并用涡度相关通量观测数据进行了检验。模型的调整首先是对土壤呼吸子模块进行改进，土壤与大气的碳交换大约占陆地表层生态系统碳总量的2/3，因此对土壤呼吸估算的精度将在很大程度上影响整个生态系统的碳交换量的评价，在原BEPS模型中，只考虑了土壤水分和土壤温度对土壤呼吸的影响，而实际上土壤呼吸还受土壤有机质的组成、土壤质地等因子的影响、因此，根据CENTURY模型(Parton，1993)中的相关模块，可以把土壤分为9个碳库，如茎叶凋落物、根系凋落物、土壤微生物、快和慢分解土壤腐殖质等。每个碳库有各自的分解和转化参数，并与土壤温度、土壤湿度、土壤质地和凋落物性质有关。1

本词条内容贡献者为:

杨刚 - 教授 - 西南大学