Multi-model comparison of satellite remote sensing-driven GPP models and products in a temperate deciduous forest
Ife Familusi · Maheteme Gebremedhin · Buddhi Gyawali 等 4 人
对比五种卫星遥感GPP模型在温带落叶林的表现，揭示季节偏差规律。
用6年涡度协方差GPP数据，评估MODIS、LUE、VPM、TG和SMAP模型。
所有模型低估夏季GPP、高估秋季GPP，SMAP整体表现最佳。
可开发季节特异性GPP模型，重点改进峰值期胁迫响应和衰老期下调机制。
多模型对比评估卫星遥感GPP产品在温带落叶林的表现，方法严谨、结论具体，对农业碳汇遥感监测有参考价值，但属细分领域学术进展，公共影响有限。
准确估算陆地总初级生产力（GPP）对于理解森林碳动态至关重要，然而卫星遥感驱动的GPP产品在捕捉生态系统生产力季节性变化方面的能力往往存在差异。本研究评估了五种GPP估算结果，包括MODIS MOD17、站点校准的光能利用率（LUE）模型、植被光合作用模型（VPM）、温度-绿度（TG）模型以及SMAP Level 4 Carbon，并以美国肯塔基州丹尼尔·布恩国家森林一片温带落叶林六年涡度协方差（EC）衍生的GPP为参考。MODIS和SMAP作为业务化产品进行评估，未进行站点特异性重校准；而LUE、VPM和TG则作为站点校准的诊断模型，采用留一年交叉验证进行评估。在共同行评估下，SMAP、VPM和TG与EC衍生GPP的总体一致性最强，其中SMAP的RMSE最低、R²最高、NSE最高。然而，季节性诊断揭示了模型行为的重要差异。所有五种估算在冠层活动高峰期均低估了夏季GPP，而所有模型在秋季过渡期均高估了GPP。冬季表现普遍较弱，但偏差方向不一致，因为EC衍生的冬季GPP接近于零。残差驱动因子诊断表明，夏季低估与高冠层活动和大气需求相关，尤其是EVI和VPD梯度；而秋季高估则与衰老期的辐射、冠层、温度和物候梯度相关。一项仅针对MODIS的FLUXNET补充评估支持了夏季MODIS低估在落叶阔叶林站点中具有更广泛的普遍性。这些发现表明，改进温带落叶林的卫星GPP估算需要针对特定季节关注旺季胁迫响应、衰老期下调以及低GPP冬季条件。