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基于过程模型的气候变化对长白落叶松人工林净初级生产力的影响
解雅麟, 王海燕, 雷相东
植物生态学报    2017, 41 (8): 826-839.   DOI: 10.17521/cjpe.2016.0382
摘要   (926 HTML129 PDF(pc) (1426KB)(1386)  

气候变化对净初级生产力(NPP)会产生显著的影响, 但影响的方向和程度存在较大的不确定性。过程模型是揭示气候变化对森林生产力影响的重要工具。该文以吉林省四平、临江、白山等地10个林区30块长白落叶松(Larix olgensis)人工林固定样地为研究对象, 基于气候、土壤、林分生长等观测数据, 运用3-PG模型模拟了长白落叶松人工林NPP在一个轮伐期(40 年)内随林龄的动态变化, 以及在未来不同气候情景条件下NPP的变化情况。结果表明: 通过本地参数化后的3-PG模型模拟的长白落叶松林NPP为272.79-844.80 g·m-2·a-1, 与基于样地实测的NPP具有很好的一致性, 平均相对误差和相对均方根误差均小于12%。在未来CO2浓度、温度及降水同时增加的情景下, 长白落叶松林NPP明显增加。单独增加温度会减小长白落叶松林的NPP, 而降水及CO2浓度增加能够在一定程度上促进NPP的增加, 但降水增加的正效应明显弱于温度升高的负效应。参数敏感性分析表明: 生长最适温度、林分比叶面积达(年龄为0时比叶面积+成熟叶比叶面积)/2时的林龄、每次霜冻导致生产力流失天数是模型的关键参数。因此, 3-PG模型可以准确地模拟长白落叶松的NPP, 模拟结果可为应对气候变化的长白落叶松经营管理提供依据。


样地号
Plot No.
海拔
Elevation (m)
土壤深度
Soil depth (cm)
坡向
Aspect (°)
坡位
Position
坡度
Slope (°)
林龄
Stand age (a)
林分密度
Stand density (stems?hm-2)
四平-1 Siping-1 260 30 6 2 4 31 950
四平-2 Siping-2 319 30 9 6 1 25 1 783
四平-3 Siping-3 280 35 8 2 10 30 1 383
临江-1 Linjiang-1 876 30 9 6 3 13 1 950
临江-2 Linjiang-2 676 40 2 2 8 16 1 000
临江-3 Linjiang-3 880 26 4 3 5 27 983
白山-1 Baishan-1 600 15 2 4 10 8 183
白山-2 Baishan-2 510 25 8 3 5 8 133
白山-3 Baishan-3 680 25 1 2 16 16 533
龙井-1 Longjin-1 660 25 3 2 32 28 633
龙井-2 Longjin-2 630 45 2 2 6 12 633
龙井-3 Longjin-3 630 29 7 3 15 11 333
辽源-1 Liaoyuan-1 300 37 4 5 5 24 633
辽源-2 Liaoyuan-2 380 35 1 2 8 34 1 983
辽源-3 Liaoyuan-3 380 20 3 3 10 25 1 500
和龙-1 Helong-1 510 45 2 2 14 17 1 050
和龙-2 Helong-2 500 32 2 4 11 16 3 516
和龙-3 Helong-3 751 40 8 4 10 11 1 000
舒兰-1 Shulan-1 230 51 8 4 10 17 1 800
舒兰-2 Shulan-2 280 51 8 4 6 25 1 617
舒兰-3 Shulan-3 310 51 6 4 15 17 2 150
通化-1 Tonghua-1 580 42 2 4 20 16 900
通化-2 Tonghua-2 710 50 2 2 17 17 2 267
通化-3 Tonghua-3 512 50 4 3 20 15 900
汪清-1 Wangqing-1 390 40 5 3 3 17 2 250
汪清-2 Wangqing-2 510 51 8 4 5 20 950
汪清-3 Wangqing-3 390 40 5 3 3 18 2 241
长春-1 Changchun-1 338 30 5 1 5 26 1 367
长春-2 Changchun-2 290 32 8 4 20 19 1 567
长春-3 Changchun-3 240 35 9 1 0 26 1 050
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附录I 长白落叶松人工林样地概况
正文中引用本图/表的段落
Table 1   Pattern of changes under three latest climate emission scenarios
Table 2   Different climate change scenarios
Table 3   3-PG model parameters and the initial values for Larix olgensis plantations
Table 4   The comparison of errors between calibration data and validation data
本文的其它图/表