山地地形对碳通量(GPP)与水通量(ET)影响的量化研究：基于BEPS模型的系统性评估

针对全球生态系统模型普遍忽视地形效应的问题，来自中国的研究团队运用生物圈-大气交换过程模拟器(BEPS)，通过校正卫星反演叶面积指数(LAI)、冠层辐射传输建模和通量重投影三步骤，首次系统量化了山地地形对总初级生产力(GPP)和蒸散发(ET)的影响。研究发现40°以上坡度区GPP和ET分别被低估11%和33%，为全球碳-水循环评估提供了关键修正依据。

　　

当阳光照射在起伏的山地时，植被吸收光能的方式与平坦地表截然不同——这种地形效应会显著改变总初级生产力(Gross Primary Productivity, GPP)和蒸散发(Evapotranspiration, ET)等关键生态通量。然而在全球尺度模型中，这些"山坡上的秘密"往往被忽略。

科研团队祭出生物圈-大气交换过程模拟器(Biosphere-atmosphere Exchange Process Simulator, BEPS)这把"解码神器"，先在实测山地通量数据上验证模型可靠性，接着对中国福建省复杂地形展开"CT式扫描"。模型通过三大创新步骤破解地形密码：①将卫星反演的叶面积指数(Leaf Area Index, LAI)投影到倾斜坡面（面积增大导致LAI稀释），②建立面向坡面法线的冠层辐射传输模型，③将模拟通量重新投影回水平面。

有趣的是，虽然第一步会降低LAI值，但第三步却像"放大镜"般提升了通量估值。由于通量与LAI存在非线性"舞蹈关系"，传统模型在阳光充沛的陡坡上频频"算错账"——当坡度超过40°时，GPP和ET的"漏算"分别达到11%和33%，相当于全球碳汇和水循环评估中藏着个"隐形误差黑洞"。这项研究为准确绘制地球"呼吸图谱"提供了关键校正参数。