植物所在全球森林碳滯留時(shí)間研究中取得進(jìn)展

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曉木蟲

植物所在全球森林碳滯留時(shí)間研究中取得進(jìn)展

摘要: 　　森林碳滯留時(shí)間是表征森林生態(tài)系統(tǒng)生長與死亡平衡的一個(gè)生物物理量，等同于地上生物量與地上凈生產(chǎn)力的比值，反映了碳在生態(tài)系統(tǒng)的滯留時(shí)間。這一變量直接決定了森林碳庫的大小，同時(shí)也是很多動(dòng)態(tài)植被模型的重要 ...

　　森林碳滯留時(shí)間是表征森林生態(tài)系統(tǒng)生長與死亡平衡的一個(gè)生物物理量，等同于地上生物量與地上凈生產(chǎn)力的比值，反映了碳在生態(tài)系統(tǒng)的滯留時(shí)間。這一變量直接決定了森林碳庫的大小，同時(shí)也是很多動(dòng)態(tài)植被模型的重要參數(shù)。但由于數(shù)據(jù)的不足，目前在全球尺度上對森林碳滯留時(shí)間的學(xué)習(xí)較少。因此，分析森林碳滯留時(shí)間，對于了解森林生態(tài)系統(tǒng)碳庫變化、減小碳庫或地上生物量模擬的不確定性，具有重要科學(xué)意義。
　　中國科學(xué)院植物學(xué)習(xí)所郭慶華學(xué)習(xí)組基于已發(fā)表文獻(xiàn)數(shù)據(jù)，整合分析全球尺度上不同森林植被功能型1319個(gè)樣點(diǎn)的森林碳滯留時(shí)間，分析其生物和非生物影響因素，并以動(dòng)態(tài)植被模型Integrated Biosphere Simulator（IBIS）為例探討如何改進(jìn)提高這一參數(shù)對全球森林地上生物量模擬精度。分析發(fā)現(xiàn)，不同森林植被功能型的碳滯留時(shí)間差別較大，溫帶落葉闊葉林與寒帶針葉林森林碳滯留時(shí)間較長，而暖溫帶森林較短。統(tǒng)計(jì)表明，在全球尺度上，氣溫和降水對不同植被功能型的影響不同，碳滯留時(shí)間與氣溫存在正相關(guān)關(guān)系，而與降水存在負(fù)相關(guān)關(guān)系；兩者與林齡可以作為碳滯留時(shí)間很好的預(yù)測因子。隨后，學(xué)習(xí)人員結(jié)合其他光學(xué)遙感數(shù)據(jù)，利用隨機(jī)森林方法估算了全球尺度的碳滯留時(shí)間，發(fā)現(xiàn)不同森林植被功能型的碳滯留時(shí)間在全球范圍內(nèi)呈現(xiàn)出很大的空間異質(zhì)性。為進(jìn)一步驗(yàn)證全球森林碳庫對碳滯留時(shí)間的敏感性，學(xué)習(xí)組利用IBIS模擬RCP4.5情景模式下未來一百年（2000-2100年）森林地上生物量的變化，發(fā)現(xiàn)不同參數(shù)化方案模擬的森林地上生物量在2100年變化幅度較大，其中利用改進(jìn)的碳滯留時(shí)間得到的生物量最大，而利用缺省參數(shù)時(shí)模型得到的生物量最小。
　　這一學(xué)習(xí)成果揭示了全球森林碳滯留時(shí)間的變化機(jī)制，對改進(jìn)動(dòng)態(tài)植被模型參數(shù)不確定性具有重要科學(xué)意義。
　　該學(xué)習(xí)成果近期在線發(fā)表在國際學(xué)術(shù)期刊Global Biogeochemical Cycles上。郭慶華學(xué)習(xí)組助理學(xué)習(xí)員薛寶林為論文第一作者，郭慶華為通訊作者。該學(xué)習(xí)得到了國家自然科學(xué)基金和國家基礎(chǔ)學(xué)習(xí)計(jì)劃的資助。