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科技攻关计划 |
| 内陆水体生态系统碳循环模型研究 |
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负责人：胡维平
来源: 中科院创新战略行动计划项目
实施时间: 2001-2005
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一、典型湖泊水体碳循环模型研究
（一）太湖、东湖跨介质界面通量测定
通过太湖（大型浅水湖泊）、东湖（小型湖泊）的水陆、水土、水气界面碳通量以及相关水文、气象及动力要素的强化测定，确定跨介质界面碳碳通量，提供湖泊水体碳循环边界条件。
（二）太湖、东湖水体碳循环模型概化与太湖富营养化生态模型拓展研究
以典型湖泊水体碳循环生物、地球化学过程研究为基础，对湖泊水体内部溶解态、有机态、无机颗粒态碳及湖泊水生植物、浮游动物、鱼类、细菌等生命活体内碳等含量和其动态变化过程进行分析，确定控制太湖、东湖碳循环的碳构成和重要过程，确定湖泊水体碳循环模型的主要状态变量。在此基础上对太湖富营养化生态模型进行拓展，使之可刻画太湖以及典型湖泊碳循环。
（三）太湖、东湖水体碳循环模型校准与敏感性分析研究
输入不同太阳辐射强度、不同营养盐量、不同水深、不同温度等外部函数，进行数值计算，计算模型对外部输入函数、各参数、状态变量初值的响应方式，判定模型计算得到状态变量对外部输入函数及各参数的响应是否和人们对湖泊生态系统及湖泊碳循环的普遍认识吻合，从而诊断模型概化是否正确，并确定各过程对状态变量的影响。用典型湖泊碳循环过程研究实测资料及研究结果对业已建立的典型湖泊水体碳循环模型进行校验，确定模型参数。
二、不同气候、地理单元典型内陆水体碳通量模式研究
（一）太湖、东湖水气、水土界面碳通量、碳贮量统计关系模型研究
总结分析太湖、东湖水土、水气界面碳通量强化测定的结果，用最小二乘法和主成分分析法建立界面碳通量与碳含量、界面双侧边界层碳含量梯度、水体氮、磷、生物量、水体波、浪、流、水体滞留时间和风速、风向、温度经验关系。
（二）太湖、东湖碳循环模型提取碳界面通量模型研究
输入不同的外部函数，进行数值计算，分析界面通量与水体氮、磷、碳含量、生物量、水体波、浪、流和风速、风向、温度关系，优化湖泊水－气界面碳通量和湖泊碳贮量模型控制参数（碳含量、界面双侧边界层碳含量梯度、水体氮、磷、生物量、水体波、浪、流、水体滞留时间和风速、风向、温度），使模型具有简单的形式，易操作。
（三）太湖、东湖界面碳通量和碳贮量模型空间拓展研究
在收集整理分析现有资料，重点研究不同气候和地理类型条件下的湖泊碳的区域分异规律。选择不同气候和地理类型条件下的代表性湖泊（重点为抚仙湖-深水湖泊），测定湖泊水气界面碳通量及碳通量的模型控制的参量。用实测资料，进行湖泊水体碳通量模式及贮量模式在不同气候和地理条件下主要湖泊的适用性诊断和参数校验，完善湖泊水气界面碳通量和贮量模式。
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