基本信息

陈报章 男 博导 地理科学与资源研究所
电子邮件:baozhang.chen@igsnrr.ac.cn;Baozhang_chen@163.com 
通信地址:北京市朝阳区大屯路甲11号中科院地理资源所
邮政编码:100101

主要研究领域

主要研究领域为环境遥感、3S集成与气象应用、陆面-大气过程遥感与模拟及全球变化研究,取得了多项系统性原创成果,研制了多个数值模型, 包括集成陆面模型(DLM)、一维大气传输模型(VDS)、温室气体通量和浓度足迹(footprint)模型、稳定碳同位素模型、数据-模型同化反演系统和中国第一个高分辨率碳同化反演系统(CT-China,发展了从定量到系统集成的系列地球表层系统研究方法和技术,并应用于土壤-植被-大气界面间关键过程(尤其是碳循环中的关键过程)的研究中。 主要涉及如下领域:-气相互作用、表层地球系统模拟、GCM大气传输模型CO2同化反演、定量遥感、空间尺度转换、数据-模型同化、生物地球化学循环、生物气象学、生态水文学、植物生理生态学、同位素生态学、景观生态学和全球变化生态学等。


简介

陈报章,男,研究员,博士生导师。加拿大大不列颠哥哥伦比亚大学博士,2009年6月入选中国科学院“杰出人才类计划”回国。从2001年4月开始,先后就职于加拿大多伦多大学(University of Toronto)、大不列颠哥伦比亚大学 (University of British Columbia)和昆特兰理工大学( Kwantlen Polytechnic University), 先后任博士后、合作研究员(Research Associate)和合同教授(Contract Professor)。1995年获中国地理学会第三届青年地理科技奖,1997年被江苏省教委评为优秀青年骨干教师,1998年入选省“333高层次人才培养工程”中青年科学技术带头人,2014年入选年江苏省委“双创计划”之“创新类人才”和“创新类团队”,曾获国际工程学会优秀研究生IET奖和加拿大NSERC的CGS奖学金(国家最高研究生奖学金)等20余项学术奖项。陈报章研究员已主持或作为骨干成员参加完成了加拿大NSERC、CFCAS 、中国国家自然科学基金、国家973、863、国家科技支撑重大项目、国家重点研发专项等10余项科研项目。已在国内外30多个专业期刊上发表学术论文120余篇,其中SCI收录论文70余篇(第一或通讯作者50余篇,其中第一或通讯作者在中科院JCR期刊分区一区论文近20篇),SCI论文被引用2000余次。曾任联合国IPCC温室气体清单专家组成员(2008-2017),在国际大型学术会议上做大会发言10余次。

主要学术成就

构建多个数值模拟模型 (集成陆面模型、一维大气传输模型、温室气体通量和浓度足迹(footprint)模型、稳定碳同位素模型)和数据-模型同化反演系统;发展了地球表层系统研究中的从定量到系统集成的系列研究方法和技术,并应用于土壤-植被-大气界面间关键过程(尤其是碳循环中的关键过程)的研究中。主要包括如下几个方面:

1)       发展了适合中国陆地生态系统的平滑卡尔曼同化算法、滞后窗口和双向嵌套技术,集成构建了我国首个高时空分辨率碳同化反演系统(CarbonTracker-China,简称 CT-China), 并实现在国家气象卫星中心准业务化运行。发展了基于通量塔足迹分析和星地多源多尺度数据融合技术方法,并融合碳卫星观测数,提高陆地生态系统CO2通量的估测能力,为中国碳追踪系统提供了更高时空分辨率的先验碳通量数据。作为世界CT模型的三大系统之一,与欧洲和北美的CT系统相比,大大降低中国陆地生态系统碳收支的评估误差,纠正了北美和欧洲系统低估中国碳汇的错误。详细信息请浏览网页http://www.carbontracker.net/

2)       研发了具有自主知识产权集成动态陆面过程模型(DLM: Dynamic Land Model) 该模型与遥感定量反演的地学物理参数融合,把树冠簇团指数(foliage clumping index)引入陆面过程模型中,优化了冠层内辐射传输的模拟,强化了土壤层-冻土层-冰雪层的水、热交换的模拟(面向用户,层数可变),较显著提高了陆地表层与大气之间的能量、物质(包括水、碳、氮等)交换过程的模拟精度。在改进陆面过程模型固有算法和优化模型参数的基础上,DLM加入了人文过程对陆-气能量和物质循环的影响。利用DLM能够开展全球变化背景下自然-人文耦合系统的集成陆面过程模拟及机理分析,进而区分自然、人文要素对生态环境和气候变化的贡献。在美国国家大气研究中心(NCAR)研发的CESM 1.0.3框架下,DLM替换CML,通过编译器(CPL7)与大气模型(CAM)、陆冰模型(SGLC)、海洋模型(POP2)和海冰模型(SICE)耦合形成中科院地球系统模式CAS ESMAS 1.0 (Chinese Academy Sciences, Earth System Modeling and Assimilation System 1.0)

3)       构建了一个一维大气传输模型 (VDSVertical Diffusion Scheme), 并用以定量评估大气“整流”效应及其年际变化.代表性成果发表在美国地球物理学会主办的Journal of Geophysics ResearchGeophysics Research Letters等杂志上,该模型为高精度CO2和同位素观测资料的合理解释和寻找“全球迷失的碳(missing carbon)”做出了重要贡献。

4)       构建了一个遥感反演的高分辨率下垫面地学物理参数驱动下的生态系统稳定碳同位素模型,并探讨了北方森林生态系统与大气CO2交换的动力学过程和环境要素对同位素分馏作用的影响机理,是理解碳源/汇机理过程和区分陆地碳汇/海洋碳汇的有效工具,相关的研究成果发表在Global Change Biology Plant, Cell and Environment 杂志上,引起了国际同行的关注。

5)       把生态系统稳定碳同位素模型与大气传输模型(VDS)耦合,在国际上首次连续模拟了陆地生态系统-大气之间的稳定碳同位素交换及其在大气边界层内传输的动态过程,代表性成果发表在Tellus杂志上。该方法是探讨大气稳定碳同位素整流效应、定量估算陆地和海洋对全球碳汇相对贡献的有效工具。

6)       构建了温室气体通量和浓度足迹(footprint)模型(SEAF: Simple Analytical Footprint model on Eulerian coordinates),该模型在空间异质性分析、评估、尺度扩展和如何合理解释全球通量网观测资料等方面的研究中发挥了重要作用,相关成果发表在Boundary-Layer MeteorologyGlobal Biogeochemical CyclesBiogeosciences 杂志上。该模拟方法被加拿大碳项目(CCPCanadian Carbon Program)确定为加拿大通量网内各观测站的常规评估方法。

7)       成功把遥感信息驱动下的定网格大小的EASS陆面过程模型与用于加大拿国家天气预报的超大型变网格大小的区域气候模型(GEM)混合编码(C++Fortran)耦合,具有超大型模型耦合、调试、并行运算的经验。使用在线耦合模型研究了碳、水和能量交换过程的尺度效应。在比较、评估、吸收现有几种国际上流行的尺度扩展方法的优点的基础上,提出了国家和大陆尺度上碳源汇研究中尺度扩展的理论和方法,发展了空间尺度转换的关键技术。代表性成果发表在Journal of Hydrometeorology杂志上。

8)研发了中国区域空气质量预报与源追踪系统(PollutantsTracker,简称PT)。该系统集大气联网监测系统、多源卫星遥感反演监测系统、大气化学传输多模式模拟系统和高效率-高精度数据同化系统于一体,实现污染物时空动态分布和排放源实时追踪的同步双向优化,并在此基础上结合智能处理机制和三维GIS可视化技术,形成一个完备的高时空分辨率、高精度的污染物(浓度+空气质量指数AQI)和排放源强度的实时监测与预报分析平台,为大气污染治理和大气环境质量控制决策支持系统提供科学支撑。



招生信息

   
招生专业
070503-地图学与地理信息系统
071300-生态学
070501-自然地理学
招生方向
表层地球系统模拟,定量遥感,空间尺度转换,数据-模型同化
生态水文学,动态植被学,同位素生态学,全球变化生态学
全球气候变化,碳循环,陆-气相互作用

教育背景

2008-09--2012-04 University of British Columbia 博士
1996-09--1999-07 中国矿业大学(徐州)资源环境学院 博士
1985-09--1988-07 同济大学 硕士
1981-09--1985-07 长春地质学院(现吉林大学) 学士
学历

博士研究生

学位
-- 博士

工作经历

   
工作简历
2009-06--今 中国科学院地理科学与资源研究所 研究员
2007-09--2009-06 加拿大昆特兰理工大学地理地质系 教授
2006-10--2008-06 加拿大大不列颠哥伦比亚大学土地和食品学院 合作研究员
2004-09--2006-10 加拿大多伦多大学地理与城乡规划系 Research Associate (合作研究员)
2001-04--2004-09 加拿大多伦多大学地理与城乡规划系 博士后
社会兼职
2010-09--今 自然资源管理国际杂志《International Journal of Natural Resources Management(NRM)》,执行编辑(Executive Editor)

教授课程

   
教授课程
讲授《陆面生态模型模拟》

专利与奖励

曾获第三届中国青年地理科技奖、国际工程学会优秀研究生IET奖、加拿大NSERCCGS奖学金(国家最高研究生奖学金)、生态环境部科技进步二等奖等20余项奖项。


出版信息

4. 陈报章 著(2017),《陆地表层系统模拟与分析》58万字,科学出版社,1-390页。

3. 陈报章、张慧芳 著(2015),《全球碳同化系统及其应用研究》34.2万字, 科学出版社, 1-169 页。

2. Baozhang Chen, Coupled terrestrial carbon and water dynamics in terrestrial ecosystems: Contributions of remote sensing, InTech, 17579, 2012.06.13

1. Chen J. M., Baozhang Chen, K. Higuchi, D. Chan, L. Huang, D. Worthy, A. Shashkov, Usefulness of Air CO2 Measurements at a Continental Site: Carbon Cycle Information at the Landscape Level Near Fraserdale, Ontario, 2005, In: Report of the 12th WMO/IAEA Meeting of Experts on CO2 Concentration and Related Tracer Measurement Techniques, Toronto, 2003.09, WMO/GAW No.161, pp.116-121


SCI 论文
(1) Solar-induced chlorophyll fluorescence as an indicator for determining the end date of the vegetation growing seaso, Ecological Indicators, 2020, 通讯作者
(2) Spatially Explicit Modeling of Coupled Water and Carbon Processes Using a Distributed Ecohydrological Model in the Upper Heihe Watershed, China, water, 2019, 通讯作者
(3) Spatio-Temporal Analysis of Vegetation Dynamics as a Response to Climate Variability and Drought Patterns in the Semiarid Region, Eritrea, remote sensing, 2019, 通讯作者
(4) Effects of the Temporal Aggregation and Meteorological Conditions on the Parameter Robustness of OCO-2 SIF-Based and LUE-Based GPP Models for Croplands, remote sensing, 2019, 通讯作者
(5) Generating a series of land covers by assimilating the existing land cover maps, Journal of Photogrammetry and Remote Sensing, 2019, 通讯作者
(6) A regional data assimilation system for estimating CO surface flux from atmospheric mixing ratio observations—a case study of Xuzhou, China, Environmental Science and Pollution Research, 2019, 通讯作者
(7) Spatio-Temporal Consistency Evaluation of XCO2 Retrievals from GOSAT and OCO-2 Based on TCCON and Model Data for Joint Utilization in Carbon Cycle Research, Atmosphere, 2019, 通讯作者
(8) Spatio-Temporal Consistency Evaluation of XCO2 Retrievals from GOSAT and OCO-2 Based on TCCON and Model Data for Joint Utilization in Carbon Cycle Research, Atmosphere, 2019, 通讯作者
(9) A new approach combining a simplified FLEXPART model and a Bayesian-RAT method for forecasting PM10 and PM2.5, Environmental Science and Pollution Research, 2019, 通讯作者
(10) Retrieval of Daily PM2.5 Concentrations Using Nonlinear Methods: A Case Study of the Beijing–Tianjin–Hebei Region, China, remote sensing, 2018, 通讯作者
(11) Improving PM2.5 Forecasting and Emission Estimation Based on the Bayesian Optimization Method and the Coupled FLEXPART-WRF Model, Atmosphere, 2018, 通讯作者
(12) Spatio-temporal variations in water use efficiency and its drivers in China over the last three decades, Ecological Indicators, 2018, 通讯作者
(13) Monitoring Carbon Dioxide from Space: Retrieval Algorithm and Flux Inversion Based on GOSAT Data and Using CarbonTracker-China, ADVANCES IN ATMOSPHERIC SCIENCES, 2017, 第 4 作者
(14) Seasonal fluctuations of photosynthetic parameters for light use efficiency models and the impacts on gross primary production estimation, Agricultural and Forest Meteorology, 2017, 通讯作者
(15) Modeling evapotranspiration over China’s landmass from 1979-2012 using multi-land surface models: Evaluations and analyses, Journal of Hydrometeorology, 2017, 通讯作者
(16) Soi l Moisture Retrieval over a Semiarid Area by Means of PCA Dimensionality Reduction, Canadian Journal of Remote Sensing, 2016, 通讯作者
(17) Satellite-observed changes in terrestrial vegetation growth trends across the Asia-Pacific region associated with land cover and climate from 1982 to 2011, International Journal of Digital Earth, 2016, 第 1 作者
(18) Improvin g soil organic carbon parameterization of land surface model for cold regions in the Northeastern Tibetan Plateau, China, Ecological Modelling, 2016, 通讯作者
(19) Comparison of remotely-sensed and modeled soil moisture using CLM4.0 with in situ measurements in the central Tibetan Plateau area, Cold Regions Science and Technology, 2016, 通讯作者
(20) Comparing simulated atmospheric carbon dioxide concentration with GOSAT retrievals, Science Bulletin, 2015, 通讯作者
(21) Impact of Nitrogen Fertilization on Forest Carbon Sequestration and Water Loss in a Chronosequence of Three Douglas-Fir Stands in the Pacific Northwest, Forests,, 2015, 通讯作者
(22) Th e Potential Use of Multi-Band SAR Data for Soil Moisture Retrieval over Bare Agricultural Areas: Heber, China, Remote Sensing, 2015, 通讯作者
(23) Estimating landscape net ecosystem exchange at high spatial–temporal resolution based on Landsat data, an improved upscaling model framework, and eddy covariance flux measurements, Remote Sensing of Environment, 2014, 通讯作者
(24) Net terrestrial CO2 exchange over China during 2001-2010 estimated with an ensemble data assimilation system for atmospheric CO2, Journal of Geophysical Research, 2014, 通讯作者
(25) Changes in vegetation photosynthetic activity trends across the Asia-Pacific region over the last three decades, Remote Sensing of Environment, 2014, 第 1 作者
(26) Changes in Vegetation Growth Dynamics and Relations with Climate over China's Landmass from 1982 to 2011, Remote Sensing, 2014, 通讯作者
(27) Evaluating parameter adjustment in MODIS gross primary production algorithm based on eddy covariance tower measurements, Remote Sensing, 2014, 通讯作者
(28) Spatial and temporal variations in the end date of the vegetationgrowing season throughout the Qinghai–Tibetan Plateau from 1982 to 2011, Agricultural and Forest Meteorology, 2014, 通讯作者
(29) Estimating Asian terrestrial carbon fluxes from CONTRAIL aircraft and surface CO2 observations for the period 2006-2010, Atmospheric Chemistry and Physics, 2014, 通讯作者
(30) A Bayesian Based Method to Generate a Synergetic Land-Cover Map from Existing Land-Cover Products, Remote Sensing, 2014, 通讯作者
(31) A New Equation for Deriving Vegetation Phenophase from Time Series of Leaf Area Index (LAI) Data, Remote Sensing, 2014, 通讯作者
(32) Assessing scalar concentration footprint climatology and land surface impacts on tall-tower CO2 concentration measurements in the boreal forest of central Saskatchewan, Canada, Theoretical and applied climatology, 2014, 第 1 作者
(33) Changes in the Land Surface Energy Budget in Eastern China over the Past Three Decades: Contributions of Land-Cover Change and Climate Change, Journal of Climate, 2014, 通讯作者
(34) Research on Land Surface Thermal-Hydrologic Exchange in Southern China under Future Climate and Land Cover Scenarios, Advances in Meteorology, 2013, 通讯作者
(35) An Improved Image Fusion Approach Based on Enhanced Spatial and Temporal the Adaptive Reflectance Fusion Model, Remote Sensing, 2013, 通讯作者
(36) Comparison of terrestrial evapotranspiration estimates using the mass transfer and Penman-Monteith equations in land surface models, Journal of Geophysical Research, 2013, 通讯作者
(37) Characterizing spatial representativeness of flux tower eddy-covariance measurements across the Canadian Carbon Program Network using remote sensing and footprint analysis, Remote Sensing of Environment, 2012, 第 1 作者
(38) Assessing eddy-covariance flux tower location bias across the Fluxnet-Canada Research Network based on remote sensing and footprint modeling., Agriculture and Forest Meteorology, 2011, 第 1 作者
(39) Modeling to discern nitrogen fertilization impacts on carbon sequestration in a Pacific Northwest Douglas-fir forest in the first-post fertilization year., Global Change Biology, 2011, 第 1 作者
(40) How climate and vegetation type influence evapotranspiration and water use efficiency in Canadian forest, Agricultural and Forest Meteorology, 2011, 第 6 作者
(41) Determination of ecosystem carbon-stock distributions in the flux footprint of an eddy-covariance tower in a coastal forest in British Columbia, Canadian journal of forest research, 2011, 第 4 作者
(42) Eval uating weather effects on interannual variation in net ecosystem productivity of a coastal temperate forest landscape: A model intercomparison, Ecological Modelling, 2011, 第 10 作者
(43) A data-model fusion approach for upscaling gross ecosystem productivity to the landscape scale based on remote sensing and flux footprint modeling., Biogeosciences, 2010, 第 1 作者
(44) Understanding of Coupled Terrestrial Carbon, Nitrogen and Water Dynamics-An Overview., Sensors, 2009, 第 1 作者
(45) Seasonal controls on interannual variability in carbon dioxide exchange of a Pacific Northwest Douglas-fir forest, 1997-2006., Global Change Biology, 2009, 第 1 作者
(46) Assessing tower flux footprint climatology and scaling between remotely sensed and eddy covariance measurements., Boundary-Layer Meteorology, 2009, 第 1 作者
(47) Comparison of regional carbon flux estimates from CO2 concentration measurements and remote sensing based footprint integration, Global Biogeochemical Cycles, 2008, 第 1 作者
(48) Remote sensing based ecosystem-atmosphere simulation Scheme (EASS) ---- model formulation and test with multiple-year data, Ecological Modeling, 2007, 第 1 作者
(49) Diurnal, seasonal and inter-annual variability of carbon isotope discrimination at the canopy level in response to environmental factors in a boreal forest ecosystem., Plant, Cell and Environment, 2007, 第 1 作者
(50) Modeling and scaling coupled energy, water, and carbon fluxes based on remote sensing: An application to Canada’s landmass, Journal of Hydrometeorology, 2007, 第 1 作者
(51) Simulating dynamics of δ13C of CO2 in the planetary boundary layer over a boreal forest region: Covariation between surface fluxes and atmospheric mixing., Tellus, 2006, 第 1 作者
(52) Modeling dynamics of stable carbon isotopic exchange between a boreal ecosystem and the atmosphere., Global Change Biology, 2006, 第 1 作者

科研活动

   
科研项目
(1) 基于GCM模式的全球同化系统研究,主持,专项级,2011-01--2015-12
(2) 景观与区域尺度陆地生态系统碳水耦合循环机理过程与固碳能力研究,主持,国家级,2011-01--2013-12
(3) 中国典型区域LUCC对陆表物理过程的影响研究,主持,国家级,2010-01--2011-12
(4) 基于高塔CO2浓度数据和遥感-模型同化的区域碳源/汇研究,主持,国家级,2010-01--2011-12
(5) 基于GCM模式的全球碳同化系统研究,主持,院级级,2009-06--2012-12
(6) 中国重大自然灾害风险等级综合评估技术研究,主持,国家级,2008-09--2011-12
参与会议
(1) Assessing eddy-covariance flux tower location bias across the Fluxnet-Canada Research Network based on remote sensing and footprint modeling.,2010-02,Baozhang Chen(陈报章)
(2) How do we know the carbon balance of Chinese forests.,2010-02,Baozhang Chen

指导学生

现指导学生

付东杰  博士研究生  070501-自然地理学  

张慧芳  博士研究生  070503-地图学与地理信息系统  

严建武  博士研究生  070503-地图学与地理信息系统  

车明亮  博士研究生  070503-地图学与地理信息系统