基于IBIS模型碳循环模式研究—以浙江省丽水市森林生态系统为例开题报告

1. 研究目的与意义

生态系统中积累的碳储量的消长分别对应着大气中co2浓度高低变化，直接影响全球气温变化的速率和幅度。

地球碳库存在的5大生态系统（森林、湿地、灌木林、草地、农田和水生生态系统）中，森林生态系统是陆地生态系统的主体，是陆地上最大的碳库，它不仅具有改善和维护区域生态环境的功能，而且在全球碳平衡中起着巨大的作用。

森林生态系统碳储量约1196.9 gt c，其中，森林生物量碳贮量达282.7 gt c，约占全球植被的77%，森林土壤的碳贮量约914.2 gt c，占全球土壤的39%。

2. 国内外研究现状分析

应用生物量清单方法估算森林的碳循环已有许多研究。这种方法不仅能够估测成熟林的生物量变化，而且也记录了一些受到自然扰动和人为活动影响的森林的生物量的变化，因此可以进行生物量变化的综合估算。关于这方面，加拿大、美国和欧洲己出版了森林综合清查报告。Dixon等通过收集、比较这些数据，估算出北温带及北方森林的碳累积为0.70.2Gt C 人这一结论已在许多文献中被引用。目前，我国有关森林生态系统碳循环的研究还处于初级阶段，但许多学者在这方面做了非常有意义的工作。方精云等利用大量的野外实测资料及新中国年来的森林资源清查资料，采用改良的生物量换算因子法，研究了中国年来森林碳库和平均碳密度的变化，并分析了中国森林植被的源汇功能。刘国华等、王效科等也分别利用森林资源清查资料从不同角度对我国森林生态系统的碳量和碳密度进行了分析。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容：

本研究以浙江省丽水市森林生态系统为研究对象，结合国家森林资源清查样方数据，将研究区气候参数、植被类型数据以及土壤数据等模块进行有机结合，驱动ibis模型，模拟从1987年到2017年该区域森林生态系统碳循环模式和历史。

研究安排：

4. 研究创新点

1.本次研究主要利用ibis 模型，具有极大的创新价值。 ibis（integrated biospheresimulator,集成生物圈模型）模型面向生物圈和区域尺度的景观过程模型，通过一种独立、自然连续的模型构架结构将陆地表面生物物理、陆地碳通量和全球植被动态表达出来，涉及了有关水分平衡、物候、碳氮循环，植被动态等过程，旨在深化对生物圈各过程之间的相互作用研究，改善土地利用、气候变化与大气二氧化碳增加对生态系统的结构和功能的影响研究。

ibis模型属于生态系统过程模型，该模型集成了大范围的生物物理、生理及生态过程，并且这种模式构架能够直接与大气环流模式（agcms)进行耦合，能够模拟变化复杂的、时间跨度从秒到数百年的生物圈过程，可以更加真实地反映大气与生态学进程相互变化的过程，属于新一代全球生物圈模型dgvms(dynamic global vegetation models),代表着全球碳循环模拟的研究方向。

2. 本次研究重点分析植被年净第一生产力总量与空间分布、森林植被碳动态与空间分布以及森林土壤碳动态与空间分布。目前此方面的研究较少，有重大创新价值。