林业科学

作者：管崇帆1,2,3,高翔1,2,3,李志鹏1,2,3,胡晓创1,2,3,胡美均1,2,3,张劲松1,2,3,孟平1,2,3,蔡金峰2,孙守家1,2,3,*

单位：1. 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　北京 1000912. 南京林业大学　南方现代林业协同创新中心　南京 2100373. 河南黄河小浪底关键带国家野外科学观测研究站　济源454650

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

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）。

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（GPPm）和模拟生态系统内禀水分利用效率（iWUEm），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GPPm和iWUEm对气候变化和CO2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。iWUEm与遥感生态系统内禀水分利用效率（iWUEy）、单株内禀水分利用效率（iWUEd）均呈显著相关（P<0.05）。在增温情景下，樟子松GPPm升高，但在降水和CO2增加情景下GPPm变化不显著，不同情景下的iWUEm与GPPm变化相似但变幅更大。在RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5情景下，樟子松GPPm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iWUEm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GPPm和iWUEm，未来GPPm与iWUEm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。

来源：2024年第7期

《林业科学》期刊编辑部

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