基于Biome-BGC模型的千烟洲森林水分利用效率研究

摘要

【目的】为了探究全球气候变化背景下森林生态系统水分利用效率的影响因子及其对气候变化的响应。【方法】本文利用经PEST模型参数优化后的Biome-BGC模型,对千烟洲森林生态系统2000—2014(CK)年以及不同气候情景变化模式下的水分利用效率及其影响因子进行了探究。【结果】(1)千烟洲的年均温和最大叶面积指数同水分利用效率呈显著正相关关系(P <0.01),降水同水分利用效率间的相关性不显著(P> 0.05)。(2)千烟洲不同情景模式水分利用效率的取值区间是2.09～3.71 g/kg、均值2.90 g/kg。(3)同CK(2.18～2.57 g/kg、均值2.38 g/kg)相比,千烟洲各情景模式下大气CO_2浓度增加情景(2.38～3.41 g/kg、均值2.90 g/kg)、降水和大气CO_2浓度同时增加情景(2.38～3.33 g/kg、均值2.86 g/kg)、气温和大气CO_2浓度同时增加情景(2.58～3.71 g/kg、均值3.15 g/kg)、降水和气温同时增加(2.30～2.84 g/kg、均值2.57 g/kg)及降水、气温和大气CO_2浓度同时增加情景(2.70～3.60 g/kg、均值3.15 g/kg)的水分利用效率差异显著。但是,降水增加情景(2.09～2.68 g/kg、均值2.39 g/kg)和气温增加情景(2.13～2.81 g/kg、均值2.47 g/kg)对水分利用效率的影响不显著。(4)降水和大气CO_2浓度同时增加情景与大气CO_2浓度增加情景的水分利用效率差异不显著,气温和大气CO_2浓度同时增加情景与大气CO_2浓度增加情景的水分利用效率差异显著。【结论】(1)千烟洲森林生态系统的水分利用效率受到气温和叶面积指数的影响,情景分析表明水分利用效率能很好的对气候变化做出响应。(2)降水、气温和大气CO_2浓度对水分利用效率的影响存在耦合效应。(3)增温对水分利用效率的影响要大于降水。