亞熱帶地區(qū)三種典型森林生態(tài)系統(tǒng)碳通量特征研究.pdf

1、亞熱帶森林生態(tài)系統(tǒng)在減緩全球氣候變化方面起著重要的作用。然而，在多時(shí)間尺度上對該區(qū)域森林生態(tài)系統(tǒng)碳通量變異特征及其對環(huán)境變化的響應(yīng)研究相對較少。其次，目前大多數(shù)森林生態(tài)系統(tǒng)碳通量研究都還停留在單系統(tǒng)碳通量時(shí)間動態(tài)及其對環(huán)境因子的響應(yīng)機(jī)制上，缺乏與土壤呼吸的協(xié)同研究，這都制約了對亞熱帶森林生態(tài)系統(tǒng)碳通量特征以及控制機(jī)制的更深入了解。為準(zhǔn)確估算亞熱帶典型森林生態(tài)系統(tǒng)碳收支變化以及為區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)過程模型的參數(shù)調(diào)整。本文以毛竹(Phyllost

2、chys edulis)林、雷竹(Phyllostachys violascens)林和常綠落葉闊葉混交林這三種亞熱帶典型森林生態(tài)系統(tǒng)為研究對象，應(yīng)用渦度相關(guān)通量塔數(shù)據(jù)和土壤呼吸數(shù)據(jù)描述該三種森林生態(tài)系統(tǒng)在不同時(shí)間尺度上碳通量的變化特征，并用隨機(jī)森林模型擬合碳通量，通過重要性得分來揭示環(huán)境因子對碳通量影響重要程度。此外，分析了三種森林生態(tài)系統(tǒng)土壤呼吸變化特征，并計(jì)算土壤呼吸對整個(gè)森林生態(tài)系統(tǒng)的貢獻(xiàn)率。結(jié)果表明:
　　(1)從月平均

3、日變化來看，該三種森林生態(tài)系統(tǒng)碳通量均呈現(xiàn)“U”字型，白天為碳匯，晚上為碳源;從月尺度上看，毛竹林全年為碳匯，而常綠落葉闊葉混交林在1月和12月，表現(xiàn)為碳源。雷竹林在4月表現(xiàn)為碳源;毛竹林固碳率在8月達(dá)到最大值，雷竹林在11月達(dá)到最大值，常綠落葉闊葉混交林在10月達(dá)到最大值，分別為51.890％、25.213％和56.284％。雷竹林月均NEE(凈生態(tài)系統(tǒng)交換量)和RE(生態(tài)系統(tǒng)總呼吸)與毛竹林和常綠落葉闊葉混交林月均NEE和RE均存在

4、顯著差異。天目山年總NEE和GEE(總生態(tài)系統(tǒng)交換量)最高，太湖源全年總RE最高。
　　(2)采用隨機(jī)森林模型分別擬合三種森林生態(tài)系統(tǒng)碳通量，結(jié)果表明，模型訓(xùn)練階段和模型測試階段，隨機(jī)森林模型均保持較高精度，說明隨機(jī)森林模型具有較好的適用性。十折交叉驗(yàn)證表明，隨機(jī)森林模型內(nèi)部參數(shù)設(shè)置合理，模型具有較好的泛化能力和穩(wěn)定性。
　　(3)通過計(jì)算環(huán)境因子重要性得分表明，在月平均半小時(shí)尺度上，PAR是影響三種森林生態(tài)系統(tǒng)碳通量變化的

5、首要環(huán)境控制因子，而RH、VPD和TS，SWC和TS、TA和TS分別是毛竹林、雷竹林和常綠落葉闊葉混交林全年月平均半小時(shí)尺度上的次要影響因子。在月尺度上，TA和TS是三種森林生態(tài)系統(tǒng)月尺度NEE、RE和GEE變化主要影響因子，此外VPD也對三種森林生態(tài)系統(tǒng)月尺度碳通量有顯著影響。
　　(4)三種森林生態(tài)系統(tǒng)土壤呼吸季節(jié)變化明顯，全年變化趨勢均呈單峰型，毛竹林在6月達(dá)到峰值，其次是常綠落葉闊葉混交林（7月），最后為雷竹林（8月）。三