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在区域尺度上林龄、气候与森林地上生物量关系的研究

陆宗宇  
【摘要】:森林生物量是生态系统有序运作的基础,也是大气二氧化碳重要的汇。在大尺度上研究林龄与气候对生物量的影响不仅有助于探索生物与环境之间的关系,而且对退化森林恢复和全球碳收支预算有着重要的意义。本文以欧洲和美洲森林为研究对象,从已发表的文献中收录了344块样地的林龄与地上生物量等数据,选择了年均温(MAT),年均降水量(MAP),温暖指数(WI),寒冷指数(CI),生物学温度(BT),潜在蒸散量(PE),湿润指数(HI)和实际蒸散量(ARET)等8个气候指标来表述气候对生物量的影响。分别用一元线性回归和多元逐步回归的方法研究了林龄、气候与地上生物量之间的关系,确定了影响各森林类型地上生物量的主导因子。结果表明:(1)欧洲针叶林、欧洲阔叶林、欧洲森林、北美针叶林、北美阔叶林、南美阔叶林、美洲阔叶林、美洲森林、全球针叶林、全球阔叶林和全球森林地上生物量与林龄之间关系的R2分别为0.302、0.525、0.378、0.139、0.595、0.529、0.542、0.362、0.188、0.510和0.365,仅考虑林龄影响时生物量的预测精度较低;(2)北美针叶林、南美针叶林、美洲阔叶林、美洲森林,全球针叶林、全球阔叶林、全球森林地上生物量与8个气候因子之间的R2最高只能达到0.426、0.092、0.263、0.206、0.146、0.241和0.105;其余几种森林地上生物量与气候因子均不显著相关,仅考虑气候因子不能很好地预测生物量;(3)欧洲针叶林、欧洲阔叶林、欧洲森林、北美针叶林、北美阔叶林、南美阔叶林、美洲阔叶林、美洲森林、全球针叶林、全球阔叶林和全球森林地上量与林龄、气候之间关系的R2分别能达到0.374、0.640、0.447、0.601、0.632、0.609、0.592、0.501、0.399、0.587和0.476,综合考虑林龄与气候显著提高了生物量的预测精度。(4)林龄对森林地上生物量的影响普遍大于气候。在8个气候因子中,ARET和HI为欧洲针叶林、欧洲阔叶林、欧洲森林、美洲阔叶林、全球阔叶林和全球森林地上生物量的主导因子;MAP与BT分别是北美阔叶林与北美针叶林的主导因子;CI是南美阔叶林、美洲森林、全球针叶林和全球森林的主导因子。本研究在大尺度上建立了林龄、气候因子与森林地上生物量之间的数量关系,为提高森林生物量的预测精度提供了借鉴,对预测未来气候变化对森林生态系统的影响有着一定的参考价值。


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