生物地球化学模式（biogeochemical model），理学-大气科学-多圈层耦合数值模式-地球系统模式，描述化学元素（例如碳、氮元素）的各种化合物在生物圈、水圈、大气圈、岩石土壤圈之间迁移和转化的数值模型。发展历程20世纪80年代，根据入射光强度光合作用有效辐射和叶绿素效率的影响，考虑了酶动力学，特别是羧化酶的量和活性对于光合作用速率的作用，C3和C4植物在叶片水平上光合作用的生物化学机理模式逐渐发展起来，其间模式结合叶片较真实的光合作用速率与气孔导度之间定量关系的参数化模型，把光合作用生化过程与冠层内的水、热物理输运的物理过程紧密联系在一起，把生化过程的参数化模型从叶片扩展到冠层尺度上，从而开始较为系统地描述了碳循环过程和能量、水分平衡过程相互影响、相互作用的研究。但是由于模式中仍然采用大叶模型，没有把那些光能够直接照射到的叶片和那些光未能直接照到的叶片区分开来考虑，而两种叶片各自固有的光合作用速率的整体平均，与大叶模式中，用整体平均接收的辐射来估计整体平均的光合作用速率有很大不同。