本文選題：氣候變化 + 降尺度��； 參考：《南京林業(yè)大學》2016年博士論文

【摘要】：氣候變化問題已經成為當前國際上關注的熱點之一,植被對氣候變化的響應也越來越受到專家學者的廣泛關注;自由尺度氣候數(shù)據(jù)是預測未來森林生長、分布以及分析森林生態(tài)系統(tǒng)響應和適應氣候變化的重要數(shù)據(jù)基礎。中國是世界上人工林栽植面積最多的國家,楊樹(Populus spp.)作為其中重要的栽植樹種之一,將為滿足日益增長的木材需求及緩解大氣二氧化碳(CO2)濃度水平升高作出重要貢獻。本文以雜交楊樹無性系I-63(P.deltoides Bartr.cv.‘Havard’)、I-69(P.deltoides Bartr.cv.‘Lux’)、I-72(P.xeuramericana(Dode)Guinier cv.‘San Martino’)及35楊(P.deltoids cv.35)為例,首先,借助區(qū)域尺度氣候數(shù)據(jù)及物種分布模型模擬楊樹潛在適生區(qū)分布的變化趨勢,其次,使用林分水平森林生態(tài)模型模擬楊樹人工林長期生長力及碳儲量可持續(xù)經營;主要結論如下:借助多源長期固定尺度氣候數(shù)據(jù),利用雙線性距離加權插值和海拔調整方程構建中國降尺度溫度和降雨量氣候數(shù)據(jù)模型,并通過全國范圍內302個氣象站的歷史數(shù)據(jù)對基線氣候數(shù)據(jù)進行了數(shù)據(jù)驗證。結果表明:地理位置變量與月溫度變量相關性很高,海拔調整方程擬合效果較好(R2均達到0.91以上);結合雙線性距離加權插值和海拔調整之后的基線數(shù)據(jù)不僅提高了空間分辨率,且增加了數(shù)據(jù)精度。針對降雨變量空間位置不敏感的特性,單獨使用雙線性距離加權插值對降雨變量依然有效�；€數(shù)據(jù)和距平值疊加算法有效地保證了數(shù)據(jù)缺失區(qū)域的數(shù)據(jù)完整性,從而保證了精度;但也需注意,鑒于氣候環(huán)境的隨機性和波動性,以及微氣候和植被的影響,較長時期平均估計值精度將更為可靠。諧波擬合的三個日溫度變量的標準誤差均在1℃以下,方差解釋量均在97%以上,可以為其它氣候變量估算提供有效的精度保證。使用Maxent物種分布模型預測楊樹潛在適宜分布區(qū)的平均交叉驗證AUC值為0.95(標準差0.03),精度達到優(yōu)秀水平;不同氣候變化情景下的總體變化趨勢大體一致,適生區(qū)的分布范圍增加并向北遷移,不同情景北向遷移距離從小到大依次為:CD情景Mean情景WW情景WD情景,但是,在不同時期和不同氣候變化情景下,適生區(qū)分布的面積增加幅度有所不同。隨著時間的推移,所有氣候變化情景下預測的適宜楊樹生長的新分布區(qū)面積均逐漸增加,同時,氣候變化也導致楊樹適生分布區(qū)部分消失。林分水平森林生態(tài)模型(FORECAST)用于評估不同收獲強度(整樹收獲和樹干收獲,WTH及SOH)、輪伐期長度(最大30年)及栽植密度(最大3000 stem ha-1)對楊樹生物量和蓄積量的影響。在未施肥情況下,沒有經營情景能夠可持續(xù),產量衰退的原因為淋溶及收獲導致的養(yǎng)分氮(N)損失,其中WTH比SOH更加嚴重。隨著養(yǎng)分含量的減少,林下植被競爭對樹干生物量也有越來越負面的影響;隨著輪伐期長度增加,120年模擬期的總樹干生物量(TSB)逐漸減小,因此,推遲收獲所獲得的生產力不能彌補減少收獲頻率所導致的生產力降低。輪伐期長度及栽植密度也是引起TSB在WTH和SOH間差異的重要決定因素。模擬產生的木材主要分布在5-20 cm直徑等級,盡管每個輪伐期的大直徑(20 cm直徑等級)木材蓄積量比較小,但是長期多個輪伐期收獲總量與天然林分且有相當?shù)目杀刃浴榱双@得可持續(xù)的適量木材蓄積供應,楊樹人工林需要進行大尺度的施肥經營。FORECAST用于模擬不同經營措施(栽植密度、輪伐期長度及施肥)對楊樹人工林生態(tài)系統(tǒng)及總碳儲量的影響。結果表明,生態(tài)系統(tǒng)碳儲量總是隨著栽植密度及輪伐期長度的增加而增加,并且通過施肥維持立地生產力可以明顯提高生態(tài)系統(tǒng)碳儲量。在可持續(xù)生產力的林分中,短輪伐期收獲木材產品碳儲量明顯高于長輪伐期,但是,不同直徑等級木材使用方式的碳儲量變化差異比較明顯。在每個輪伐期連續(xù)施肥林分中,雖然長輪伐期在TCS_1中具有較高的碳儲量,但不同輪伐期間的差異相比與生態(tài)系統(tǒng)碳儲量有明顯的減小;此外,長輪伐期在TCS_2及TCS_3中并不能獲得最大的碳儲量。TCS_2中10年輪伐期長度時收獲木材碳儲量所占比例達到34%-37%,而30年輪伐期長度的比例只有13%-14%,因此,人工林碳儲量研究不能只考慮生態(tài)系統(tǒng)碳庫,而忽略收獲木材產品這一重要碳庫,特別是集約經營的短輪伐期林分。
[Abstract]:Climate change has become one of the hot topics in the world , and the response of vegetation to climate change has become more and more concerned by experts and scholars ; free - scale climate data is the important data base for predicting future forest growth , distribution and analysis of forest ecosystem response and adaptation to climate change . China is the largest country in the world , and poplar ( Populus spp . ) As one of the most important planting tree species , the important contribution will be made to meet the increasing demand of wood and to reduce the level of atmospheric carbon dioxide ( CO2 ) . In this paper , I - 63 ( P . deltoides Bartr.cv . ' haard ' ) , I - 69 ( P . deltoides Bartr . cv . ' H ' ) , I - 72 ( P . xswamping ( Dode ) Guinier cv . ' San Martino are used in this paper . The results show that the correlation between the two linear distance weighted interpolation and altitude adjustment is 0 . 95 ( the standard deviation is 0 . 03 ) . The results show that the carbon reserve of the harvested wood is increased with the increasing of planting density and the length of the cutting period . The results show that the carbon reserve of the harvested wood is obviously higher than that of the natural forest . In addition , the carbon reserve of the different diameter grades is only 13 % -14 % in TCS _ 2 and TCS _ 3 .
【學位授予單位】：南京林業(yè)大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：S792.11

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本文編號：2067263