中国森林生物量时空变化及其对气候变化响应

发布时间：2020-06-20 23:14

【摘要】：森林是陆地生态系统的重要组成部分,其碳储量的变化对估测陆地碳汇具有重大作用。生物量作为生态系统重要的功能指标,是森林固碳能力的重要标志和森林碳收支评估的重要参数,如何快速而准确的反演森林生物量成为当今全球变化研究的重点之一。因此,在气候变化背景下开展中国森林生态系统生物量的研究,不仅可以为陆地生态系统碳循环过程的研究提供理论依据,还能为森林的经营管理提供策略。本研究以1993~2012年中国森林生态系统为研究区域,首先阐述研究中所采用的LPJ全球植被动态模型和卫星遥感数据的构建过程,再分析LPJ模拟的中国森林生产力的时空特征,然后基于实测数据、模型模拟数据和卫星遥感数据研究中国森林碳储量的时空分布,最后分析气候变化对森林生物量的影响。研究结果表明:(1)LPJ模型模拟结果显示,1993~2012年中国森林生态系统NPP呈现从东南向西北递减的空间格局,模型模拟20年来中国森林NPP年均值为531.21gC·m~(-2)·a~(-1),呈显著增加趋势(r=0.44,p0.05)。三大林区植被NPP均呈上升趋势,东南林区NPP均值最高,西南林区NPP均值次之,东北林区NPP年均值最小。NDVI和NPP的线性趋势一致,均呈上升趋势。(2)LPJ和卫星反演结果显示,1993~2012年我国森林植被碳储量和生物量均呈现西北低、东南高的分布格局,其中,卫星反演的全国森林平均生物量密度为38.96Mg/hm~2,而LPJ模拟的森林植被碳储量的平均密度为64.08Mg/hm~2,二者在东北和南部区域有明显的差异;过去20年,中国森林生物量总体上呈现显著上升趋势(r=0.80,p0.01)。根据实测生物量数据,中国森林生态系统的群落活生物量的最大值是1567.94Mg/hm~2,群落的死生物量最大值是117.39Mg/hm~2。随着龄级的增长,群落生态系统各层生物量均呈现出增长的趋势。群落活生物量、乔木层及其地上地下生物量与林龄、平均胸径、平均树高和立木蓄积量正相关,与林分密度呈负相关。(3)中国森林生物量和森林NPP之间具有很好的相关性,二者相关系数为0.5(p0.05)。而中国七大地理分区中,华东、华南、华北、华中、西北和西南地区的森林生物量与NPP呈正相关,而东北和华北地区的森林生物量与NPP呈负相关,其中西北地区森林生物量与森林NPP相关性最好,而华北和华东地区森林生物量与森林NPP的相关性较低。中国森林植被碳储量和生物量区域差异性显著。中国植被碳储量在东北林区和东南林区分布较高,在西南林区分布较低,森林生物量在东北林区和西南林区分布较高,在东南林区分布较低。(4)中国森林生物量对气温和降水变化具有明显响应。实测生物量中群落活生物量、乔木层及地上地下生物量与纬度呈负相关,与温度降水呈正相关。遥感反演的中国森林生物量与年均温度在空间上主要呈正相关,与年降水量在空间上主要呈负相关。三大林区生物量与气温呈正相关,与降水呈负相关,其中,西南林区森林生物量与温度和降水的关系显著,东南林区森林生物量与温度关系不显著,与降水关系显著,东北林区森林生物量与温度和降水的关系均未通过a=0.05的显著性检验。LPJ模拟的三大林区植被碳储量和温度降水在1993~1997年、1998~2002年、2003~2007年和2008~2012年四个年代间保持相似的变化特征。
【学位授予单位】：南京林业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S718.5
【图文】：

技术路线图

流程图,流程

LPJ模型的流程

【参考文献】