中国东部森林最大总初级生产力的时空分布特征及其影响因子

生态系统碳循环对温度的响应是全球变化生态学的重要研究内容之一。总初级生产力(GPP)随着温度的升高而升高,在最适温下达到最大值(GPPmax),之后随温度的升高而保持不变甚至下降,因此GPPmax代表着最适温度下的植被光合潜力。然而,关于森林生态系统GPPmax的时空分布和影响因子仍不清楚。本文以中国东部南北森林样带(NSTEC)上的长白山温带针阔混交林、会同亚热带杉木人工林、千烟洲亚热带常绿针叶人工林、鼎湖山亚热带常绿针阔混交林和西双版纳热带季雨林等5种典型生态系统为对象,利用涡度相关技术分析森林GPPmax的时空规律及其主要影响因素。结果表明:在所有森林生态系统中,GPP对温度的响应模式均为单峰曲线,最适温下的GPPmax表现为长白山温带针阔混交林>千烟洲亚热带常绿针叶人工林>西双版纳热带季雨林>会同亚热带杉木人工林>鼎湖山亚热带常绿针阔混交林。在所有的站点中,温度是引起GPPmax空间变异的最主要因素,GPPmax随温度的增加而减少。此外,太阳辐射、降水和饱和蒸汽压差也显著影响GPPmax。在时间尺度上,对每个森林生态系统GPPmax年际变异的对比分析发现,温度是长白山温带针阔混交林GPPmax年际变化的主要控制因子,5cm土壤含水量是影响会同、千烟洲和鼎湖山通量观测系统GPPmax年际变异的主要因子,未发现影响西双版纳热季雨林年际变异的主要因子。本研究有助于理解未来气候变暖背景下GPP的变化趋势,并为中国碳循环的准确模拟提供实验证据和参数依据。