LPJ-WHyMe模型對1997~2010年中國東北地區潛在植被分布和碳循環的模擬研究

作者：岳丹丹,張軍輝,孫國棟,韓士杰

摘要：利用一套高分辨率的氣候驅動場和全球動態植被模型LPJ-WHyMe(Lund-Potsdam-Jena-Wetland Hydrology and Methane),模擬了中國東北地區潛在植被分布,并對中國東北地區1997~2010年平均凈初級生產力(Net Primary Production, NPP)、凈生態系統生產力(Net Ecosystem Production, NEP)、燃燒面積、火災碳排放、土壤溫度和土壤濕度進行了估算。LPJ-WHyMe的特點在于能夠描述凍融的物理過程以及土壤中多層的濕度和溫度。數值結果表明,在LPJ-WHyMe模型提供的植被功能類型(Plant Function Type, PFT)劃分的條件下,中國東北地區主要分布了5種植被功能類型,即溫帶夏綠闊葉林帶、北方常綠針葉林帶、北方夏綠針葉林帶、北方夏綠闊葉林帶和溫帶草本植物。在研究時間段內,中國東北地區NPP的年平均值為376 g(C) m^-2,變化范圍在324.15~424.86 g(C) m^-2之間。火災機制的引入使得LPJ-WHyMe模型對NEP的模擬能力進一步提高,即NEP年平均值為42.36 g(C) m^-2,表明中國東北地區陸地生態系統總體表現為"碳匯"。中國東北地區年平均燃燒面積分數為0.84%,火災碳排放量為42.41 g(C) m^-2,整體上模型高估了燃燒面積值和火災碳排放量,模型對東北地區火災的模擬仍然存在一定的局限性。中國東北地區土壤溫度與氣溫呈正相關關系,且各層土壤溫度與氣溫的相關性隨著深度的增加而減弱。中國東北地區土壤濕度與降水呈正相關關系,土壤濕度與氣溫呈反相關關系。上述結果表明LPJ-WHyMe模型模擬中國東北地區潛在植被分布和碳循環是有效的。

發文機構：中國科學院沈陽應用生態研究所森林生態與管理重點實驗室 中國科學院大學 中國科學院大氣物理研究所大氣科學和地球流體力學數值模擬國家重點實驗室

關鍵詞：LPJ-WHyMe模型植被功能類型凈初級生產力凈生態系統生產力火災土壤溫度土壤濕度LPJ-WHyMe modelPlant function typeNet primary productivityNet ecosystem productivityFireSoil temperatureSoil moisture

分類號： Q149[生物學—生態學][生物學—普通生物學]