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应用IBIS模型研究东北典型天然次生林生态系统的碳通量

张海燕  
【摘要】: 模型是研究陆地碳循环的重要的研究方法。集成生物圈模拟器IBIS(TheIntegrated Biosphere Simulator)作为新一代集成的植被动态模型,将各种陆地生态系统的生物物理、生理以及生态学过程统一起来,代表了未来碳循环模拟的研究方向。本研究选取IBIS2.6版本,对模型进行适当改造,使其适用于小尺度模拟。以帽儿山地区六种典型森林(红松人工林、落叶松人工林、硬阔林、杨桦林、蒙古栎林和杂木林)为例,验证改进的IBIS模型在东北森林的适用性。 结果表明(1)模型较好地模拟了帽儿山6种森林类型2004-2005年的土壤CO_2通量和根际呼吸IBIS模型能够较好的模拟土壤总呼吸的季节动态。红松林、落叶松林、杨桦林、硬阔林、蒙古栎林和杂木林土壤呼吸的模拟结果同观测值的相关系数分别为0.834、0.829、0.861、0.916、0.847和0.864。模型很好的模拟根际呼吸季节动态,模拟值与观测值相关系数也均达0.8以上。 (2)模型较好的模拟了各林型的生产力。总初级生产力模拟结果变动于10-11.5t C ha~(-1)yr~(-1)之间,各林型之间相差不大。而净初级生产力(NPP)模拟中落叶松林最大(接近7 t C ha~(-1) yr~(-1)),其他林型均小于5 t C ha~(-1)yr~(-1)。阔叶林NPP模拟结果可能偏低。六种林型碳利用效率平均为0.41(±0.12)(SD),变动于0.33(硬阔林)-0.64(落叶松林)之间。阔叶林碳利用效率低于世界相同森林群区的平均值。模拟的净生态系统生产力平均为2.18 t C ha~(-1)yr~(-1),变动于0.89(硬阔林)-4.61(落叶松林)t Cha~(-1) yr~(-1),表明六种林型均为中等程度的大气碳汇。 本研究为IBIS模型在东北林区的应用做了初步探索,为全面应用该模型模拟东北林区的碳水能量通量奠定了基础。


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