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文檔簡介
1、森林生態(tài)系統(tǒng)碳平衡是指在一定時間內(nèi)特定區(qū)域的林分在單位時間和單位面積上的碳循環(huán)(GPP,NPP)以及森林與大氣之間碳交換的凈通量(NEP),即森林的生物碳固持效率,碳利用效率,以及森林生態(tài)系統(tǒng)碳固定輸入與碳排放輸出的平衡狀況。它既對全球氣候變化起著極其重要的作用,同時又對氣候變化響應敏感。因此,對區(qū)域森林碳平衡的研究,不僅有利于加深對生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和能量流動的認識和理解,而且有利于揭示生態(tài)系統(tǒng)對全球變化的響應規(guī)律及氣候變化對生態(tài)系統(tǒng)
2、的影響,具有重要意義。準確估算和預測區(qū)域森林碳平衡特征以及對未來氣候變化的響應可以為科學預測氣候變化、服務于減緩和適應氣候變化的區(qū)域碳管理提供科學依據(jù),是生態(tài)系統(tǒng)與全球變化科學研究的重要科技問題。TRIPLEX1.6(三元生態(tài)混合模型)是一個基于過程的混合模型,它減少了一些參數(shù),全面但不復雜,成為可模擬森林生長和碳、氮動態(tài)變化的森林管理模型,用于制定森林管理決策(如生長和產(chǎn)量預測),量化森林碳儲量以及對短期和長期的氣候變化效應進行評價。
3、
本研究的目的為:
(1)林分尺度上驗證亞熱帶主要樹種(杉木和馬尾松)的碳循環(huán)及環(huán)境耦合機理,
(2)中亞熱帶湖南省區(qū)域杉木和馬尾松碳吸存及環(huán)境相關(guān),
(3)亞熱帶主要森林類型碳收支及氣候響應機制,
(4)亞熱帶主要森林類型碳收支及氣候響應機制,
(5)未來氣候變化情景下中亞熱帶湖南省區(qū)域森林碳平衡及敏感性特征。
利用2000年1月至200
4、9年1月的逐月氣象數(shù)據(jù),研究了湖南省區(qū)域主要樹種,杉木和馬尾松的碳貯量的現(xiàn)狀及空間分異,建立由遙感數(shù)據(jù)驅(qū)動的湖南省內(nèi)杉木馬尾松碳儲量在水熱空間上的數(shù)學模型,揭示亞熱帶主要森林類型固碳潛力對氣候變化的響應規(guī)律。表明TRIPLEX應用于杉木及馬尾松模擬的由點到面的模擬是可行的。
在遙感技術(shù)和地理信息系統(tǒng)的支持下,以湖南省內(nèi)主要的68個氣象站點的月氣溫和降水信息、基于多CMIP5模式綜合的對湖南省區(qū)域低(RCP4.5)和高(RC
5、P8.5)兩種排放濃度的未來50年氣候變化預估值及該地區(qū)的數(shù)字高程數(shù)據(jù)(DEM)為基礎,對氣溫、降水等氣候因子進行了空間插值分析,為碳儲量、生產(chǎn)力的估算和空間分析奠定基礎。以衛(wèi)星數(shù)據(jù)、地面氣象數(shù)據(jù)、地形圖、森林分布圖和本區(qū)域的2004年湖南省一類調(diào)查中所用的2173個森林資源清查樣地數(shù)據(jù)為主要模型初始化和立地參數(shù)化數(shù)據(jù)源。以文獻收集、資料整理、實地測量等數(shù)據(jù)作為生理參數(shù)化的數(shù)據(jù)源。以獨立于初始化和參數(shù)化以外的其他文獻數(shù)據(jù)、樣地調(diào)查數(shù)據(jù)、
6、以及2009年湖南省一類森林資源清查樣地數(shù)據(jù)進行模型對主要林分碳循環(huán)過程模擬能力的驗證、湖南省內(nèi)主要森林類型碳收支估算能力的驗證、湖南省森林生態(tài)系統(tǒng)碳平衡的時空動態(tài)及氣候響應的預測能力的驗證。以最小像元為模擬單位,以多尺度信息、數(shù)據(jù)和技術(shù)融合的元數(shù)據(jù)分析框架,并引入林分、森林類型、區(qū)域森林等定性變量,通過相關(guān)分析、樣地比對、柵格值Kappa比對等驗證統(tǒng)計量進行林分、森林類型建模與區(qū)域森林總體建模的總體應用效果的檢驗。
主要
7、結(jié)論如下:
1)驗證相關(guān)性系數(shù)(r2)均在大與0.8以上,再將模擬值與調(diào)查值進行方差分析,和偏差檢驗,得到偏差(Bias%)均在10%以內(nèi),說明TRIPLEX用于湖南省四種森林類型的生長模擬是可以信任的。
2)未來50年(2010-2060年)湖南省區(qū)域平均氣候變化的多模式集合預估結(jié)果表明:在RCP4.5和RCP8.5兩種排放情景下,未來50年(2010-2060年)湖南省平均氣溫0.143℃/10a和0.5
8、2℃/10a,在RCP4.5和RCP8.5兩種排放情景下,到2060年,湖南地區(qū)平均氣溫比2000-2009年的均值增加0.715和2.6℃。湖南省降水量在未來50年年際和全省區(qū)域變化不明顯,局部差異增大這與他人預估結(jié)果基本相近。
3)空間上看,我省森林植被GPP、NPP、NEP分布呈現(xiàn)自東北平原湖區(qū)向中部丘陵,再向西南部區(qū)域逐漸增大,湖南省森林總初級生產(chǎn)力最高的區(qū)域主要集中西南山地區(qū)域。這主要是當前局部丘陵山地的湖南省地
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