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来自国内的研究人员为精准模拟草地净生态系统生产力（NEP）时空动态，提出新方案，助力区域碳平衡研究。
陆地生态系统作为至关重要的碳汇，吸收了约三分之一人类活动排放的 CO?，对缓解全球变暖意义重大。净生态系统生产力（NEP），即植物通过光合作用固定的 CO?与生态系统呼吸释放的 CO?之差，反映了生态系统是碳源还是碳汇。在区域和全球尺度上量化 NEP，对于可靠估算陆地碳预算、增进对碳循环的理解以及揭示碳 - 气候反馈至关重要。
青藏高原被誉为 “地球第三极”，拥有广袤的高寒草原，储存着大量土壤有机碳（SOC）。这里的高寒草原生态系统敏感且脆弱，不仅有很强的固碳潜力，在气候显著变暖、水文循环加剧、永久冻土融化和人类活动增加的背景下，也面临着较高的碳排放风险。因此，准确模拟青藏高原高寒草原的 NEP 并了解其时空格局，对于评估区域碳平衡、揭示碳 - 气候反馈机制，以及全球气候调节和当地生态环境系统保护都至关重要。
目前，全球和区域 NEP 模拟研究的主要方法是将地面碳通量观测数据进行尺度扩展，主要分为数据驱动法和基于陆地生态系统过程模型的方法。数据驱动模型的准确性完全依赖于观测精度和样本代表性，且不考虑碳循环过程中的生物地球化学机制，泛化能力低、不确定性高，还无法考虑生态系统的动态变化，只能提供碳通量的静态分布。相比之下，陆地生态系统过程模型具有严谨的生态过程机制，泛化性能强、不确定性低，还能考虑生态过程的动态变化，对碳通量进行连续时间模拟，并预测未来气候情景下的碳通量。不过，陆地生态系统过程模型包含众多与植被生理生态过程相关的参数，极大地影响模拟精度。将实地监测或遥感观测数据整合到生态过程模型中，并通过数据同化优化模型参数，是构建具有区域适用性模型的主流方法，但存在两个主要问题。一是青藏高原草地生态过程空间异质性强，生态机制空间变异性大，目前对生态过程模型在青藏高原的应用研究主要关注不同类型草地生态系统间模型参数的差异，忽视了同一草地类型内部的空间变异性，导致时空模拟精度下降。二是青藏高原是中国最大的牧区，除了气候变化的影响，人类活动尤其是放牧对其生态影响显著。放牧对草地碳循环过程有不可忽视的影响，而当前的碳通量模拟，无论是数据驱动模型还是基于生态过程模型的模拟，都忽略了放牧的影响。
本研究旨在利用广泛应用的陆地生态系统过程模型 CENTURY，准确模拟 1980 - 2020 年不同放牧强度情景下，青藏高原色林错地区草地 NEP 的时空动态，并阐明其时空格局。为使 CENTURY 模型能够描述青藏高原草地复杂多样的生态机制，本研究提出一种模型参数化方案，该方案不仅要考虑不同类型草地生态系统间模型参数的差异，还要考虑同一类草地内部的空间变异性，同时平衡参数空间动态估计的准确性和效率。
色林错地区（SLCR）位于青藏高原中部，包括西藏自治区那曲市的六个县，面积约 300,000km2。平均海拔 4972m，地势西北高、东南低。年平均气温在 - 22°C 至 4°C 之间，年降水量在 159mm 至 1051mm 之间，从东南向西北呈减少趋势。
CENTURY 模型是一种广泛应用的陆地生态系统过程模型，用于模拟草地生态系统中碳（C）、氮（N）、磷（P）和硫（S）的长期循环，在全球不同草地生态系统的应用中都取得了成功，可在点尺度和区域尺度有效运行。本研究使用 CENTURY（v4.0）的特定子模块进行研究。
利用 Morris 方法排除不敏感的模型参数后，再用 Sobol′方法对保留的模型参数进行敏感性量化。对于高寒草甸（AM）生态系统，最终确定的参数涉及光合作用、凋落物分解、土壤有机碳分解和矿化，几乎涵盖了草地碳循环的所有过程，这些参数对模型输出的贡献总计达 99.10% 。
与采用本文提出的像元尺度参数化方案校准的 CENTURY 模型相比，按草地类型校准的模型在模拟站点碳通量和像元尺度净初级生产力（NPP）时，空间泛化性能较差。这证实了两个关键点：一是草地生态机制不仅在不同草地生态系统间存在强烈的空间分化，在同一草地类型内部也存在；二是本文提出的参数化方案能更好地反映草地生态过程的空间差异，提高模型的模拟精度。
准确模拟青藏高原草地碳通量的时空动态，对于揭示碳预算对气候和放牧的反馈机制至关重要。因此，本文提出了一种新的多尺度模型参数化方案，用于校准陆地生态系统过程模型，以描述青藏高原复杂多样的草地生态过程。用该方案校准的模型比其他模型更具区域适用性。
