該文章報道了普適性的全球陸地生態系統生產力模型Pmodel。這項研究基于最優性思想,利用最低消耗假說和協同限制假說,結合物理學和生理生態學基本規律,通過考慮植物對環境變化的適應性,將較短時間尺度(分鐘到小時)的光合作用生物化學模型和較長時間尺度(周到月)的光能利用率模型,有機地聯系在一起。成功地實現了從葉片水平的光合作用到生態系統水平的植被總初級生產力之間的尺度轉換。
這項研究為分析和回答植物光合作用對歷史時期樹木年輪生長的影響,對大氣CO2濃度季節變化和年際變化的影響,對C3、C4植物的競爭格局的影響等一系列科學問題,提供了重要的量化科學工具。發展了傳統關于植物光合作用的理論,為陸地生態系統光能利用率模型提供了理論基礎,特別是首次將CO2施肥效應機理性地整合到光能利用率模型中。這也是對以定性描述為主的傳統植物生態學,以及現有植被模型開發等領域研究思路的革新。目前Pmodel已經初步取得重大國際影響,被選為歐洲太空局 (European Space Agency)實時全球生態系統生產力監測項目的模型,將對美國航天局 (NASA)全球重要的MODIS GPP產品進行新的重要補充。這項開拓性的研究也標志我校全球陸地生態系統生產力模型研究進入世界一流行列。
該項目得到中組部和我校“千人計劃”專項和國家基礎研發計劃全球變化重大研究計劃(973)的資助。