赣江流域森林生态系统生产力时空模拟研究

作     者：徐黎亮 

作者单位：南昌大学 

学位级别：硕士

导师姓名：黄云;郑博福;万炜;王世海

授予年度：2024年

学科分类：09[农学] 0903[农学-农业资源与环境] 

主      题：植被生产力 碳利用率 气候变化 Biome-BGC模型 时空模拟 赣江流域 

摘      要：森林是陆地生态系统的主体,在减缓温室效应、维持全球碳平衡中发挥重要作用,研究不同森林生态系统植被生产力的时空变化,对揭示陆地生态系统碳平衡变化规律具有重要意义,并为森林生态系统保护和管理提供科学依据。本研究以赣江流域森林生态系统为研究对象,将实测数据、通量数据、遥感数据、MT-CLIM模型和Biome-BGC生态过程模型相结合,在站点尺度和区域尺度上,对Biome-BGC模型进行参数本地化与验证,模拟获得1970—2021年不同时间尺度（年、季、月）的赣江流域森林生产力结果,并对模拟结果进行时空分析。主要结论如下: 1)站点尺度年GPP(g C m–2 year–1)大小排序为常绿针叶林（2514.6）常绿阔叶林（2467.9）常绿针阔混交林（2285.0）竹林（2040.1）;年NPP(g C m–2 year–1)大小排序为常绿阔叶林（862.4）竹林（739.2）常绿针阔混交林（721.1）常绿针叶林（681.3）;碳利用率在年际和月际尺度上的大小排序均为竹林常绿阔叶林常绿针阔混交林常绿针叶林。 2)年际尺度上,竹林GPP与积温显著正相关（r=0.41,P0.32,P0.99,P0.51,P0.01）。 3)总体上,积温是亚热带森林生态系统生产力和碳利用率的主要驱动因素;相较于常绿针叶林和常绿针阔混交林,常绿阔叶林和竹林的固碳能力更强,在气候变化背景下有更大的碳汇潜力。 4)区域尺度空间分析:1970—2021年赣江流域森林GPP和NPP整体上均呈现出上升趋势,且存在明显的空间分布差异,呈现出周边山区高,中北部平原低的分布特征,总体上呈现由南向北递减的趋势,即南高北低的分布特征。52年平均四季GPP和NPP空间分布整体上呈现出明显的季节性差异,NPP从春季到冬季呈现出降低的趋势;GPP值从春季到夏季呈现出升高的趋势,夏季到冬季呈现出下降的趋势。52年平均月份GPP和NPP空间分布整体上呈现出明显的差异,随着温度的升高和降水的增加,GPP和NPP平均值均呈现增长趋势,分别在7月和5月达到峰值;GPP开始呈现下降的趋势,降低至年内的最低值,NPP在9月上升后在11月下降,逐渐降低至年内的最低值。 5)时间角度:年际、月际尺度,灌木林GPP和常绿阔叶林NPP均最高。空间角度:年际尺度,灌木林GPP和常绿阔叶林NPP最高;季节尺度,常绿针叶林和灌木林GPP较高,常绿阔叶林NPP较高;月际尺度,灌木林GPP最高,常绿阔叶林NPP最高。