摘要: 近年来，由于气候变暖、雪盖和冰川面积减少、平均海平面升高和极端自然灾害频发让人们认识到气候变化问题的严重性，长期的气候变化无疑会给陆地生态系统造成严重的影响。森林作为陆地生态系统的主体，在缓解气候变化以及减缓大气二氧化碳浓度方面具... 展开 近年来，由于气候变暖、雪盖和冰川面积减少、平均海平面升高和极端自然灾害频发让人们认识到气候变化问题的严重性，长期的气候变化无疑会给陆地生态系统造成严重的影响。森林作为陆地生态系统的主体，在缓解气候变化以及减缓大气二氧化碳浓度方面具有重要作用，因此了解森林生态系统如何响应未来气候变化具有重要意义。本研究以陕西省作为研究区，选择当地典型人工林(刺槐林)和天然次生林(栎类林)为研究对象，利用基于过程的动态植被模型LPJ-GUESS模拟两种森林生态系统的净初级生产力(Net Primary Productivity, NPP)、净生态系统生产力(Net Ecosystem Productivity, NEP)和土壤异养呼吸(Heterotrophic respiration, Rh)在历史(1951–2014)和未来(2015–2100)时期的动态变化和趋势，以期为气候变化条件下陕西省森林的可持续经营和管理提供科学依据。主要结论如下：(1)经验证，LPJ-GUESS模型能够很好的模拟气候变化下陕西省刺槐林和栎类林NPP、NEP和Rh的动态变化和趋势；(2)历史时期，研究区刺槐林和栎类林NPP分别以1.7—10.0gC·m–2·10a–1和4.8—17.0gC·m–2·10a–1的速率呈波动性缓慢上升，两种森林NPP变动范围在?0.9%—1.4%之间。未来时期，两种森林NPP均随气候排放强度的增强而增加，与基准时期相比刺槐林和栎类林NPP将分别增加12.2%—55.1%和12.3%—57.8%。从全省来看，气候变化使气候湿润的关中和陕南地区森林生态系统生产力更高，未来趋于暖干化的气候环境可能是限制陕北地区森林NPP增加的主要因素；(3)历史时期，研究区两种森林均表现为较小的碳汇。与基准时期相比，历史时期栎类林和刺槐林NEP略有下降，降幅分别为1.8%—2.4%和1.5%—2.7%。未来时期，刺槐林在不同RCP情景下NEP趋势均大于栎类林，因此未来气候变化下研究区刺槐林的碳汇潜力更高。从全省来看，未来时期陕北地区两种森林NEP将下降0.9%—93.6%，表现为较大的碳源。因此，未来气候变化下陕北地区需要加强森林生态系统管理，保持并提高森林生态系统在气候变化下的碳汇能力。而关中和陕南地区两种森林NEP将增加0.3%—56.6%，森林生态系统表现为碳汇；(4)历史时期，研究区两种森林Rh表现为陕南<关中<陕北。两种森林Rh均呈缓慢波动性增长，增幅为1.5%—5.5%。未来时期三个分区栎类林Rh均大于刺槐林。从全省来看，未来三种RCP情景下两种森林Rh以11.0—42.0gC·m–2·10a–1的速率显著增长。与基准时期相比，未来时期两种森林Rh在陕北地区将增加30.0%—47.9%，在关中和陕南地区将增加39.8%—77.1%。 收起