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本研究以皇甫川流域的五分地沟小流域为例，野外实验和模型模拟相结合，从植物的叶片尺度到生态系统尺度，再到景观尺度，进行了小流域的景观系统动态模拟分析的研究。在叶片尺度上，选择TJ模型作为叶片尺度所使用的光合模型，并对景观模拟中经常用到的Ball-Berry模型和Gao模型进行比较，通过参数拟合和模型的敏感性分析，选择Gao模型作为叶片尺度的气孔导度模型，应用模型模拟的结果，分析了研究区主要植物种的生理生态学特性。本研究认为在温度显著增加，降雨显著减少的情况下，净第一性生产力和生态系统净第一性生产力将产生下降趋势。最后，在对研究区气候特征进行分析的基础上，设置了八个气候变化和土地利用变化交互作用的情景方案，驱动TESim模型。