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辽西地区樟子松人工林生产力和水分利用效率对气候变化的响应及预测
1
作者
管崇帆
高翔
+6 位作者
李志鹏
胡晓创
胡美均
张劲松
孟平
蔡金峰
孙守家
《林业科学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第7期28-39,共12页
[目的]预测未来气候背景下辽宁西部黑水林场樟子松人工林总初级生产力(GPP)和生态系统内禀水分利用效率(iWUE)的变化趋势及差异,为樟子松人工林的可持续管理与科学经营提供科学参考。[方法]对BIOME-BGC模型中影响GPP和蒸散(ET)的参数进...
[目的]预测未来气候背景下辽宁西部黑水林场樟子松人工林总初级生产力(GPP)和生态系统内禀水分利用效率(iWUE)的变化趋势及差异,为樟子松人工林的可持续管理与科学经营提供科学参考。[方法]对BIOME-BGC模型中影响GPP和蒸散(ET)的参数进行敏感性分析,利用参数估计(PEST)结合涡度数据对模型进行参数调整,获得模拟生态系统总初级生产力(GPP_(m))和模拟生态系统内禀水分利用效率(iWUEh_(m)),以稳定同位素和遥感数据进行比对,预测本世纪末黑水林场樟子松GPP_(m)和iWUE_(m)对气候变化和CO_(2)浓度增加的响应。[结果]细根与叶片碳分配比是同时影响BIOME-BGC模型中GPP和ET的高敏感性参数,叶片和细根年周转率是中敏感性参数。对敏感性参数进行校正后,模型输出的GPP模拟值更趋近于实测值。iWUE_(m)与遥感生态系统内禀水分利用效率(iWUE_(y))、单株内禀水分利用效率(iWUE_(d))均呈显著相关(P<0.05)。在增温情景下,樟子松GPP_(m)升高,但在降水和CO_(2)增加情景下GPP_(m)变化不显著,不同情景下的iWUE_(m)与GPP_(m)变化相似但变幅更大。在RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5情景下,樟子松GPP_(m)与基线相比呈上升趋势且差异显著,但在RCP2.6和RCP4.5情景下iWUE_(m)与基线差异不显著,仅在RCP8.5情景下极显著升高(P<0.01)。[结论]参数校正后的BIOME-BGC模型能够准确模拟黑水林场樟子松GPP_(m)和iWUE_(m),未来GPP_(m)与iWUE_(m)变化趋势的差异暗示iWUE的气候变化响应机制比GPP更复杂,其不仅受气候变化影响,还可能与当地立地条件有关。
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关键词
BIOME-BGC模型
总初级生产力
内禀水分利用效率
气候响应
情景模式
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职称材料
题名
辽西地区樟子松人工林生产力和水分利用效率对气候变化的响应及预测
1
作者
管崇帆
高翔
李志鹏
胡晓创
胡美均
张劲松
孟平
蔡金峰
孙守家
机构
中国林业科学研究院林业研究所国家林草局林木培育重点实验室
南京林业大学南方现代林业协同创新中心
河南黄河小浪底关键带国家野外科学观测研究站
出处
《林业科学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第7期28-39,共12页
基金
国家重点研发计划项目(2020YFA0608101)
中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金(CAFYBB2022ZA00102)。
文摘
[目的]预测未来气候背景下辽宁西部黑水林场樟子松人工林总初级生产力(GPP)和生态系统内禀水分利用效率(iWUE)的变化趋势及差异,为樟子松人工林的可持续管理与科学经营提供科学参考。[方法]对BIOME-BGC模型中影响GPP和蒸散(ET)的参数进行敏感性分析,利用参数估计(PEST)结合涡度数据对模型进行参数调整,获得模拟生态系统总初级生产力(GPP_(m))和模拟生态系统内禀水分利用效率(iWUEh_(m)),以稳定同位素和遥感数据进行比对,预测本世纪末黑水林场樟子松GPP_(m)和iWUE_(m)对气候变化和CO_(2)浓度增加的响应。[结果]细根与叶片碳分配比是同时影响BIOME-BGC模型中GPP和ET的高敏感性参数,叶片和细根年周转率是中敏感性参数。对敏感性参数进行校正后,模型输出的GPP模拟值更趋近于实测值。iWUE_(m)与遥感生态系统内禀水分利用效率(iWUE_(y))、单株内禀水分利用效率(iWUE_(d))均呈显著相关(P<0.05)。在增温情景下,樟子松GPP_(m)升高,但在降水和CO_(2)增加情景下GPP_(m)变化不显著,不同情景下的iWUE_(m)与GPP_(m)变化相似但变幅更大。在RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5情景下,樟子松GPP_(m)与基线相比呈上升趋势且差异显著,但在RCP2.6和RCP4.5情景下iWUE_(m)与基线差异不显著,仅在RCP8.5情景下极显著升高(P<0.01)。[结论]参数校正后的BIOME-BGC模型能够准确模拟黑水林场樟子松GPP_(m)和iWUE_(m),未来GPP_(m)与iWUE_(m)变化趋势的差异暗示iWUE的气候变化响应机制比GPP更复杂,其不仅受气候变化影响,还可能与当地立地条件有关。
关键词
BIOME-BGC模型
总初级生产力
内禀水分利用效率
气候响应
情景模式
Keywords
BIOME-BGC model
gross primary productivity(GPP)
inherent water use efficiency(iWUE)
climate response
scene mode
分类号
S718.45 [农业科学—林学]
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作者
出处
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被引量
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1
辽西地区樟子松人工林生产力和水分利用效率对气候变化的响应及预测
管崇帆
高翔
李志鹏
胡晓创
胡美均
张劲松
孟平
蔡金峰
孙守家
《林业科学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
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