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草地生态系统作为陆地生态系统的重要组成部分,具有生物量年际变化大且对气候变化敏感的特点,是气候变化条件下碳循环研究的重点。生态系统模型是估算碳收支、预测碳循环变化的有效工具。本文利用改进后的生态系统模式VIP对内蒙古典型羊草草地生态系统碳循环过程进行了模拟,并分析了温带草地碳循环特征。结果显示:
(1)模型模拟的地上生物量和小时净生态系统生产力均与实测数据具有较好的一致性。但在物候模拟方面仍有不足。
(2)在1957-2004年间内蒙古羊草草地碳收支总量基本平衡,羊草草地末表现为明显的碳源或碳汇。GPP和ER有所增加,NEP年际变化较大。
(3)在环境因子中,降水量与碳循环过程相关性最高,降水的增多使碳循环各通量均有所增长;反之减小。CO2增多将使碳通量增大,年均温的升高将使碳通量减小。
(4)在IPCC的四种气候变化情景(Alfi、A2、B1、B2)下未来100年温度上升、降水和CO2浓度持续增长,这样的全球变化趋势将导致GPP、NPP、ER的增长,增幅按AlFIA2、B1、B2的次序依次减小,GPP和ER增加幅度均在35%-93%,NPP增长了19%-51%。NEP整体呈下降趋势,降幅在4.8-14.6gC·m-2·a-1,土壤有机碳储量减少1.7%-9.1%,未来草地生态系统将逐渐向碳源方向转化。NPP/GPP、R12/ER、EC/ET的值也出现不同程度的下降趋势。