【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于植被碳汇评估，尤其涉及一种基于p限制状态下的喀斯特植被碳汇评估方法。
技术介绍
1、喀斯特区植被碳汇是陆地生态系统碳汇的重要组成部分，是植被恢复效益的重要衡量指标，对于促进陆地碳中和具有重大的意义。喀斯特区具有独特的垂直立体地形特征，坡度坡向空间差异比非喀斯特地区更加显著，接收到的太阳辐射与地表反照率差异可能影响植被生长，进而影响生态有机碳汇固持能力。从光能利用率角度考虑，植被冠层的阳叶和阴叶吸收辐射的能力可能会有很大的不同。阳叶能够吸收到达植被冠层的直接辐射和散射辐射，阴叶仅吸收散射辐射，阳叶容易达到光饱和导致光能利用率较低，阴叶往往处于光亏缺而光能利用率较高。然而，现有的两叶光能利用率模型(tl-lue模型)假设冠层为一个大的叶片，忽略了阴叶和阳叶光能利用率的差异及其引起的碳汇量区别。
2、此外，陆地植被碳汇过程除受气候、地形及水分影响外，还受到氮(n)、磷(p)元素可利用性的限制。n被用来合成吸收光线的色素叶绿素，而p则用来合成蛋白质。在自然界中，植物主要通过微生物固n过程和大气n沉降来获取n素，而自然界的p主要来自物理搬运和化学风化过程。尽管p限制(或n、p共同限制)在整个陆地生物圈中广泛存在并且预计在未来会增加，但p限制对未来气候c周期反馈的潜在影响在很大程度上是未知的。现今n限制越来越多地被纳入全球模型中，但明确考虑p限制的情况并不多见。例如，ipcc-cmip5的15个模型中，只有两个模型(cesm1-bgc和noresm1-m)考虑到n限制对植物生长造成的影响，而没有一个模型考虑过p限制
3、因此，在坡度坡向差异较大且拥有高度异质性下垫面背景的喀斯特山区，阴叶和阳叶光能利用率存在的明显差异，碳酸盐岩性基底控制背景下p缺乏以及较大的p释放差异特征导致植被生长和光合作用过程可能处于受p限制的状态，这必然会导致模拟测算的植被生物量存在较大的不确定性。
技术实现思路
0、
技术实现思路
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1、本专利技术要解决的技术问题是：提供一种基于p限制状态下的喀斯特植被碳汇评估方法，以解决现有植被碳汇评估方法难以实现喀斯特区地形地貌制约和养分p限制及差异性释放状态下评估误差较大的技术缺陷问题。
2、本专利技术技术方案是：
3、一种基于p限制状态下的喀斯特植被碳汇评估方法，所述方法包括：
4、步骤1、基于tl-lue模型计算总初级生产力gpp；分别计算阳叶gpp和阴叶gpp并累加得到总初级生产力；
5、步骤2、基于总初级生产力gpp计算净初级生产力npp；
6、步骤3、运用碳酸盐岩热力学溶蚀模型计算岩石化学风化溶蚀速率；
7、步骤4、计算岩石化学风化释放的p；
8、步骤5、计算生态系统所需p量，根据不同植被类型根茎叶在植物体中c的分配比例及c/p配额比计算根茎叶npp固定所需的p含量，然后将各植被类型测算结果进行最终累加得到；
9、步骤6、计算修正后的npp；
10、步骤7、计算异养呼吸rh；
11、步骤8、基于修正后的npp和异养呼吸rh计算p限制状态下nep。
12、所述方法还包括：
13、步骤9、模型验证：基于实测数据对构建的植被碳汇模型结果进行验证；验证方法为：
14、
15、式中，d为模型满意度；m为所有测量值的个数；en和mn分别为第n个估计值和测量值的nep；表示所有测量的nep值的平均值。
16、步骤1所述分别计算阳叶gpp和阴叶gpp并累加得到总初级生产力包括：
17、阳叶gpp和阴叶gpp是基于阳叶和阴叶的最大光照利用度、冠层上方入射的直接和漫射的光合活性辐射、水分胁迫、温度调节标量及大气中co2浓度计算得到：
18、gpp＝gppshade+gppsun (1)
19、gppshade＝(εmsh×aparsh)×ts×ws×cs (2)
20、gppsun＝(εmsu×aparsu)×ts×ws×cs (3)
21、其中，gpp为总初级生产力，单位g c m-2yr-1；gppshade为阴叶gpp，单位g c m-2yr-1，gppsun为阳叶gpp，单位g c m-2yr-1；εmsu和εmsh分别为阳叶和阴叶的最大光照利用度；aparsu和aparsh分别为阳叶和阴叶吸收的par；ws为水分胁迫；ts为温度调节标量；cs为光合作用时大气中co2浓度。
22、计算aparsu和aparsh的方法包括：过地表反照率、太阳天顶角、叶片倾角、聚集指数、阳叶和阴叶的lai、天空清晰度指数和太阳辐射参数计算冠层上方入射的直接和漫射的光合活性辐射得到；
23、
24、
25、
26、laish＝lai-laisu (7)
27、c＝0.07×ω×pardir×(1.1-0.1lai)e-cosθ (8)
28、pardif＝par×(0.7527+3.8453r-16.316r2+18.962r3-7.0802r4) (9)
29、pardir＝par-pardif (10)
30、
31、
32、α为反照率；θ为太阳天顶角；β为叶角；ω为聚集指数；c为多次散射辐射；pardir和pardif为冠层上方入射的直接和漫射的光合活性辐射；pardir,u表示冠层下的漫射par；laisu和laish分别是阳叶和阴叶的lai；r表示天空清晰度指数，等于s/(s0 cosθ)，其中s为太阳辐射；s0为太阳常数(1367wm-2)；是漫辐射天顶角；
33、温度调节标量ts的计算方法为：
34、
35、式中植被光合作用的最高温度tmax和最低温度tmin分别设置为313.15k和273.15k；植物光合作用的最适温度topt为不同植被类型的平均值；
36、水分胁迫ws的计算方法为：
37、
38、
39、
40、式中：vpdmax和vpdmin分别为gpp达到最大值和最小值时的vpd，如果vpd的值大于或等于vpdmax，则ws等于0，如果vpd的值小于或等于vpdmin，则ws等于1，其中tair是℃单位的空气温度，vpsat表示饱和蒸汽压，spfh表示本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于P限制状态下的喀斯特植被碳汇评估方法，其特征在于：所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于P限制状态下的喀斯特植被碳汇评估方法，其特征在于：所述方法还包括：
3.根据权利要求1所述的一种基于P限制状态下的喀斯特植被碳汇评估方法，其特征在于：步骤1所述分别计算阳叶GPP和阴叶GPP并累加得到总初级生产力包括：
4.根据权利要求3所述的一种基于P限制状态下的喀斯特植被碳汇评估方法，其特征在于：
5.根据权利要求1所述的一种基于P限制状态下的喀斯特植被碳汇评估方法，其特征在于：所述净初级生产力NPP的计算公式为：NPP＝GPP-Ra(25)
6.根据权利要求1所述的一种基于P限制状态下的喀斯特植被碳汇评估方法，其特征在于：岩石化学风化溶蚀速率的计算方法为：通过碳酸盐岩化学风化过程中从岩石内部释放的HCO3-浓度来表征溶蚀速率：
7.根据权利要求1所述的一种基于P限制状态下的喀斯特植被碳汇评估方法，其特征在于：岩石化学风化释放的P的计算方法为：
8.根据权利要求1所述的一种基于P限制状
9.根据权利要求1所述的一种基于P限制状态下的喀斯特植被碳汇评估方法，其特征在于：计算修正后的NPP的方法为：在GPP基础上扣除植被的自养呼吸计算NPP，然后基于各像元上岩石化学风化释放的P与生态系统中所需P的量的比例进行NPP结果校正：
10.根据权利要求1所述的一种基于P限制状态下的喀斯特植被碳汇评估方法，其特征在于：计算P限制状态下NEP的方法为：
...【技术特征摘要】
1.一种基于p限制状态下的喀斯特植被碳汇评估方法，其特征在于：所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于p限制状态下的喀斯特植被碳汇评估方法，其特征在于：所述方法还包括：
3.根据权利要求1所述的一种基于p限制状态下的喀斯特植被碳汇评估方法，其特征在于：步骤1所述分别计算阳叶gpp和阴叶gpp并累加得到总初级生产力包括：
4.根据权利要求3所述的一种基于p限制状态下的喀斯特植被碳汇评估方法，其特征在于：
5.根据权利要求1所述的一种基于p限制状态下的喀斯特植被碳汇评估方法，其特征在于：所述净初级生产力npp的计算公式为：npp＝gpp-ra(25)
6.根据权利要求1所述的一种基于p限制状态下的喀斯特植被碳汇评估方法，其特征在于：岩石化学风化溶蚀速率...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴路华，白晓永，陈飞，罗光杰，张思蕊，陈丹，杨东妮，谢元欢，
申请(专利权)人：铜仁学院，
类型：发明
国别省市：
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