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基于CMIP5模型对21世纪全球叶面积指数变化的优化预测

4、生态与可持续发展 > 专题2：生物地球化学循环与全球变化

植被是陆地生态系统的核心，通过冠层控制着地表蒸腾蒸散，植被反照率，及其他生物化学过程。因此，预测全球植被变化趋势对探索未来地球化学物理循环具有重要意义。研究利用16个耦合模式比较计划第五阶段（CMIP5）模型对全球叶面积指数（LAI）的模拟结果，结合3套LAI遥感观测数据，使用多模型集合平均（Multi-Model Ensemble mean, MME）和可靠性集合平均（Reliability Ensemble Averaging, REA）两种方法，在RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5情境下，分别预测了全球LAI未来变化趋势，并探讨了大气CO2浓度、气温、降水、辐射变化对LAI变化的贡献。研究发现，REA方法在模拟过去（1982-2004年）LAI变化时，显著优异于传统使用的MME方法（RREA=0.917, RMME=0.842）。两种方法预测均表明，本世纪末全球植被将大量增加，在RCP4.5情境下，传统MME方法较REA方法高估了全球LAI未来增加量的19.12%（MME=0.343±0.192 m2m-2yr-1, REA=0.277 ±0.085m2m-2yr-1），高估情况主要发生在北半球高纬度地区和东南亚地区。研究还发现，MME方法高估未来LAI变化的主要原因是，MME对CO2施肥作用促进植被增长的正面影响和全球变暖对植被的负面影响分别存在39.57%和60.88%的高估。