千烟洲马尾松人工林生态系统的碳循环模拟及模型参数的敏感性分析
中国科学院研究生院资源与环境学院;中国科学院地理资源与环境研究所
- 摘 要：
- 应用改进后的碳水循环过程模型——景观尺度生态系统生产力过程模型(ecosystem productivity process model for landscape,EPPML)模拟了2003和2004年千烟洲马尾松人工林生态系统的碳循环过程,并对模型参数的敏感性进行了分析.结果表明:EPPML可用于模拟千烟洲马尾松人工林的碳循环过程,不仅总初级生产力(GPP)、生态系统净生产力(NEP)和生态系统总呼吸(Re)的年总值和季节变化与实测值十分吻合,而且也能反映极端天气对碳流的重要影响;千烟洲马尾松人工林生态系统具有较强的净碳吸收能力,但2003年生长最旺季的高温和重旱天气的耦合作用使其碳吸收能力明显低于2004年,2003和2004年平均NEP分别为481.8和516.6gC.m-2.a-1;马尾松生长初期的光照、生长旺期的干旱、生长末期的降水量是改变碳循环季节变化的关键气象条件;自养呼吸(Ra)与净初级生产力(NPP)的季节进程一致;异养呼吸(Rh)在年尺度上受土壤温度控制,而在月尺度上则受土壤含水量波动的影响;在生长季的丰水期,土壤含水量越大,Rh越小;而在生长季的枯水期,前两个月的降雨量越大,Rh也越大.EPPML参数中,25℃时的最大RuBP羧化速率(Vm25)、比叶面积(SLA)、最大叶N含量(LNm)、平均叶含N量(LN)、生物量与碳的转换率(C/B)对年NEP的影响最大;不同碳循环过程变量对敏感参数变化的响应也不尽相同,其中,Vm25和LN的增加能有效促进植物的碳吸收和呼吸;LN/LNm越小,对碳吸收和呼吸的抑制作用越强;C/B和SLA的增大会促进碳吸收,抑制呼吸.将全年区分为生长季与非生长季时得到的最敏感参数的结论与全年不尽相同.
关键词：碳循环;基于过程的模型;异常天气;生态系统净生产力;土壤异养呼吸
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