全 文 ：第 34 卷 第 6期 生 态 科 学 34(6): 111117
2015 年 11 月 Ecological Science Nov. 2015

收稿日期: 2014-11-20; 修订日期: 2014-12-20
基金项目: 广州市森林碳汇计量与监测研究项目(GZFC-KT2); 林业公益性行业科研专项(201204104)
作者简介: 周平(1977—), 女, 湖北荆州人, 博士, 研究员, 主要从事森林生态学研究, E-mail: zhoupinger@sinogaf.cn
*通信作者: 李吉跃, 男, 教授, 主要从事森林培育学研究, E-mail: ljyymy@vip.sina.com

周平, 林雯, 符式培, 等. 南亚热带六种典型人工林碳收支研究[J]. 生态科学, 2015, 34(6): 111117.
ZHOU Ping, LIN Wen, FU Shipei, et al. Carbon budget of six typical plantations in south subtropical zone[J]. Ecological Science, 2015,
34(6): 111117.

南亚热带六种典型人工林碳收支研究
周平 1, 林雯 2, 符式培 3, 李威 3, 李吉跃 2, *
1. 广东省林业科学研究院, 广州 510520
2. 华南农业大学, 广州 510642
3. 广州市白水寨森林公园管理处, 广州 511300

【摘要】 集成生物圈模型(IBIS)有效整合了陆地生态系统的地表过程、植被冠层过程、植被物候和植被动态，被广泛
应用于研究生态系统的碳平衡和碳收支情况。在采集研究区域气象数据、植被功能型和光合参数、叶面积指数、各植
被类型枯落物月分解比例、土壤参数的基础上，运用 IBIS 模型对广州市六种林分的总生产力(GPP)、净第一性生产力
(NPP)、生态系统净生产力(NEE)进行了预测，结合每种林分碳储量、年固碳量的野外实测数据，对模型的运行结果进
行了验证。结果表明，阔叶林的 GPP 和 NPP 均高于针叶林；从时间序列来看，NPP 和 NEE 月变化数据呈双峰曲线，
两个峰值分别出现在春季和秋季，而夏季较少，这可能与夏季的自养呼吸和异养呼吸高有关。该研究有助于理解位于
南亚热带植被的碳动态规律。

关键词：IBIS 模型; 森林生态系统; 碳收支; 总生产力; 净生产力; 呼吸
doi:10.14108/j.cnki.1008-8873.2015.06.018 中图分类号：Q948 文献标识码：A 文章编号：1008-8873(2015)06-111-07
Carbon budget of six typical plantations in south subtropical zone
ZHOU Ping1, LIN Wen2, FU Shipei3, LI Wei3, LI Jiyue2, *
1. Guangdong Academy of Forestry, Guangzhou 510520, China
2. South China Agricultural University, Guangzhou 510642, China
3. Guangzhou Baishuizhai Forest Park Administration, Guangzhou 511300, China
Abstract: Due to its effective integration of land surface processes in terrestrial ecosystems, vegetation canopy characteristics,
vegetation phenology, and vegetation dynamics, Integrated Biosphere Model (IBIS) is widely applied to study the ecosystem carbon
balance and carbon budgets. Based on the collection of meteorological data in this study area, vegetation types and photosynthesis
parameters, leaves area indices, litter fall decomposition proportions, and soil parameters, we used IBIS model to evaluate the total
primary productivity (GPP), net primary productivity (NPP), and net ecosystem productivity (NEE) of six forests. The model was
validated by using the data collected from the field investigation regarding carbon pools and annual carbon sequestration. Results show
that the hardwood forests of GPP and NPP are higher than coniferous forests. In term of the time series, monthly NPP and NEE data
show bimodal curves with two peaks appearing in both spring and autumn, with lower value in summer. It might be due to the higher
autotrophic and heterotrophic respirations in summer. This study helps to understand temporal patterns of carbon dynamics in the south
subtropical region.
Key words: IBIS model; forest ecosystems; carbon budget; GPP; NPP; respiration
112 生 态 科 学 34 卷

1 前言
全球动态植被模型(Dynamic Global Vegetation
Models, DGVMs)中的集成生物圈模型 (Integrated
Biosphere Simulator, IBIS)考虑了生物物理过程, 对
于大尺度碳循环的模拟比较理想[1]。该模型集成了
陆地生态系统多方面的过程, 包括地表过程(土壤、
植被及大气之间在能量、水分等方面的交换)、植被
冠层生理过程(冠层光合作用及传输)、植被物候、植
被动态(不同植物功能型之间的分配、转换与竞争等),
以及陆地的碳平衡等主要模块[2]。IBIS 模型将生态
学、生物物理及生理等过程有机地耦合在一起，包
括了以分钟到年为步长的时间尺度，它属于新一代
的全球生物圈模型 DGVMs, 代表着全球碳循环模
拟的研究方向。因而, 该生物物理过程模型也被用
于研究不同生态系统的碳收支, 如北美洲、欧洲和
非洲的森林、草地和农田生态系统[3–7], 我国吉林通
榆草地与农田, 大、小兴安岭森林[8–9], 以及中国东
部南北样带区域[10]和东北东部森林[11]等。虽然这些
研究为 IBIS模型用于探索南亚热带典型人工林碳收
支的变化规律提供了借鉴, 然而目前有关南亚热带
典型人工林的总初级生产力、净初级生产力、净生
态系统生产力的变化规律研究却少有报道。本文选
取位于南亚热带马尾松、杉木、桉树、马占相思、
黎蒴、木荷人工林为研究对象, 采用 IBIS 模型模拟
和样地实测相结合的方法, 研究了这六种典型人工
林的碳收支月变化规律, 对于了解南亚热带人工林
生态系统碳汇特征及指导人工林固碳增汇经营管理
具有重要作用。
2 材料和方法
2.1 模型概述
IBIS模型的特点是: 气候(气温、降水、大气湿
度、风速、云等)既在大时间尺度上影响植被(如高度、
密度), 也在小时间尺度上影响植被(如叶面积指数);
植被只在小时间尺度上对气候过程有影响, 这种相
互作用在全球尺度上表现十分明显[12]。模型中冠层
生理过程及模型的主要控制方程已有论述[1,8,13], 每
种植物功能型的年碳平衡通过累加每小时碳通量
(总光合作用和维持呼吸)来计算。对每种植物功能型
i，总初级生产力(GPP)为:
, dti g iGPP A  (1)
每种功能型的净初级生产力(NPP)为:
, , , ,(1 ) ( )dti g i leaf i stem i root iNPP A R R R     (2)
其中,  (0.33或 0.30)是由于生长呼吸致使植物组织
构建中碳损失比例。
注: Ag: 单位叶面积上总光合作用速率, 单位: mol
CO2·m–2·s–1, Rleaf, Rstem, Rroot分别为叶片、树干和细根生
物量的维持呼吸产生的 CO2, 单位: mol CO2·m–2·s–1。
2.2 样地设置与调查
在位于南亚热带的白云山、帽峰山、大夫山、
流溪河林场以及龙眼洞林场进行样地设置和调查。在
研究区内, 选择具有代表性的地块设置 20 m × 20 m
的马尾松、杉木、桉树、马占相思、黎蒴、木荷人
工林标准地各 3—6 块, 对每个小样方内乔木层树种
(胸径大于 5 cm)进行每木调査; 同时在样地内的四
个角各设一个 5 m×5 m 的样方, 进行灌木层调査(胸
径小于 5 cm 或者树高介于 1.5—5.0 m 之间)和更新
层调査(胸径小于 5 cm的乔木); 在每个 5 m × 5 m的
样方内的四个角设一个 1 m × 1 m的小样方, 进行草
本层物种调查。对样地内标准木的枝、干、叶、根、
灌木、草本、枯落物和土壤进行鲜重、干重、含碳
量和含水量测定。
2.3 气象数据采集
IBIS 的气象数据输入参数主要包括大气温湿
度、降水量、风速、云覆盖率等气象变量, 数据来
源于国家气象中心气象资料室发布的 59287 气象台
站, 时间序列为 2011 年 1 月—2012 年 12 月气象数
据, 数据内容包括累年各月年(平均)(本站气压、气
温、(极端)最高(低)气温、相对湿度、总云量、风速、
地温、降水量、日照时数和蒸发量以及气象站点的
经纬度和海拔高度。利用 Richardson 天气发生器从
月平均气候参数模拟所需要的各年逐日天气条件。
通过 IBIS模型对输入的逐日天气条件模拟温度和降
雨, 并与实际气象观测的温度和降水比较, 来评价
气象数据输入参数的质量, 以确保对森林 GPP, NPP
和 NEE 的模拟有可靠的气象输入参数运行条件。
2.4 植被功能型及光合参数
本研究结合南亚热带地区情况, 对 IBIS 相关
的植被参数进行了实测调整。将原有全球生物圈尺
度的 12 种植物功能型(plant functional types, PFTs)
转变为适合中国南亚热带地区选择的 4 种林分类型,
即: 亚热带常绿针叶、亚热带常绿阔叶、灌木和草
6 期 周平, 等. 南亚热带六种典型人工林碳收支研究 113

本; 用 LAI-2000 便携式植物冠层分析仪对不同植被
类型的各样地 LAI 进行实测, 每个林分的样地中分
别测 5 个值, 进行统计平均; 比叶面积采用各树种
取样回实验室测定的方法; 植被功能型的生物量转
换时间常数、自然植被的碳分配系数、初始化水分
胁迫因子、光合速率与气孔导度等采用模型原有的
设定值。详细见表 1、表 2。
LAI 是森林植被重要的生理学参数, 是反映冠
层结构特征的重要变量, 随生育期而改变, 与气象
条件密切相关[14], 也是形成干物质的基础, 控制着
与植被有关的生理生化过程, 如光合作用、呼吸作
用、蒸腾作用、碳氮循环及降水栏截等[15]。同时 LAI
也是许多气候模型、生态模型必须的输入参数, 其
精度直接影响陆地生态系统生产力的模拟结果, 对
LAI 这一输入参数的非确定性给予定量评价具有非
常重要的意义[16], 因此研究 LAI 的逐年及季节性变
化对森林生态系统 NPP 变化的影响, 成为森林生态系
统 NPP 模拟过程中精确研究必不可少的一个环节[17]。

表 1 植被功能型的生物量转化时间和碳分配率
Tab. 1 Carbon residence time and allocation rate of plant functional types
不同植物功能型 叶生物量转化时间/a 根生物量转化时间/a 茎生物量转化时间/a 叶碳分配系数 根碳分配系数
亚热带常绿阔叶林 1.00 1.00 25.00 0.30 0.20
亚热带常绿针叶林 2.50 1.00 25.00 0.30 0.40
灌丛 1.00 1.00 5.00 0.45 0.35
草地 1.00 1.00 0.00 0.45 0.55

表 2 IBIS 模型中的植被光合参数
Tab. 2 Plant photosynthesis parameters applied in the
IBIS model
参数 阔叶树 针叶树
α3/(mol CO2·Einstein–1) 0.06 0.06
Τ 4500 4500
Kc /(mol·mol–1) 1.5E-4 1.5E-4
K0 /(mol·mol-–1) 0.25 0.25
Vm /(mol·mol–1) 35, 47, 53, 80 E-6 45, 80E-6
θ 0.97 0.97
β 0.97 0.97
γ /(mol CO2·m–2·s–1) 0.002 0.003
m 10 8
b 0.01 0.01
Ds/(mol·mol–1) 0.01 0.01
注: α3是 C3植物 CO2吸收的内在量子效率(mol CO2·Einstein–1);
τ 是描述酶对碳酸酵素或氧酶功能的作用分配的动力学参数; Kc,
K0分别是 CO2和 O2的 Michaelis-Menten 系数(mol·mol–1); Vm 是发挥
碳酸酵素功能的 Rubisco 最大能力(mol CO2·m–2·s–1); θ是光合速率中
的经验常数; β 是 15℃时的维持呼吸系数; γ 是叶片呼吸系数(mol
CO2·m–2·s–1); m 和 b 分别是气孔导度系数导度-光合关系式的斜率和
截距; Ds 是叶片与大气之间水气摩尔比(mol·mol–1)。
2.5 各植被类型的枯落物月分解量比例
枯落物作为森林生态系统中碳循环的一个重要
组成部分, 不仅反映植物的生长状况, 还能影响土
壤表层碳的积累及土壤呼吸的程度, 因此, 准确了
解各林分的枯落物月分解的比例, 也是IBIS模型的
模拟优劣的重要影响因子, 详细各月的枯落物分解
情况见表4, 总比例为月份值12。
2.6 土壤参数
IBIS模型对土壤过程考虑较细, 所需的土壤参
数较多, 主要的土壤参数包括土壤质地、土壤容重、
土壤有机质含量、土壤饱和导水率、土壤导热率等。
样地的土壤质地、土壤容重等值通过样地实测的方
法, 其余各参数均可以通过土壤质地资料进行估
算。为了使模型能够模拟广州市森林生态系统的土
壤呼吸特征, 利用广州市森林生态站实测的土壤质
地数据, 根据经验方程对模型所需的各土壤参数进
行了估算。详见表5。
表 3 研究区域不同林分类型的叶面积指数和比叶面积
Tab. 3 LAI and specific leaf area for each forest type in the study area
林分类型 P1/ (m2·m–2) P2/ (m2·m–2) P3/ (m2·m–2) P4/ (m2·m–2) 比叶面积/(m2·kg-1·C–1)
桉树林 6.60/5.60 0.00 0.80/0.80 0.42/0.40 48.23
马占相思林 4.87/5.77 0.00 0.80/0.85 0.45/0.45 22.10
黧蒴林 6.56/6.78 0.00 1.00/1.2 0.50/0.5 29.33
木荷林 4.33/4.75 0.00 0.75/0.80 0.45/0.45 29.10
马尾松林 0.00 3.47/3.23 1.10/1.10 0.30/0.25 14.78
杉木林 0.00 3.94/3.69 0.80/0.90 0.50/0.45 14.71
注: P1、P2、P3 和 P4 分别代表常绿阔叶乔木、常绿针叶乔木、灌木和草本的 LAI。
114 生 态 科 学 34 卷

表 4 各植被类型的枯落物月分解量比例
Tab. 4 Monthly litter decomposition ratio of different vegetation types
林分类型 1 月 2 月 3 月 4 月 5 月 6 月 7 月 8 月 9 月 10 月 11 月 12 月 汇总
桉树 0.42 0.9 0.49 2.05 1.24 2.30 1.48 0.49 0.82 0.74 0.74 0.33 12
马占相思 0.74 0.48 0.36 1.33 0.91 0.97 0.97 1.21 1.15 1.82 1.21 0.85 12
黧蒴 0.30 0.12 0.30 2.15 1.12 0.98 1.36 1.17 0.92 0.62 1.29 1.67 12
木荷 0.28 1.26 2.79 1.12 0.34 0.63 0.76 0.98 0.76 1.26 0.56 1.26 12
马尾松 0.57 0.63 1.35 1.49 1.28 0.90 0.84 1.27 1.00 1.23 0.60 0.84 12
杉木 0.29 0.23 0.57 2.87 2.73 0.43 2.30 1.15 0.57 0.23 0.29 0.34 12

表 5 土壤质地相关参数
Tab. 5 Parameter values of soil textures applied in the model
土壤质地 Sand 含量 Silt 含量 Clay 含量 b Ks, / (m·s–1) Φ, /(m3·m–3)
Φ_33,
/(m3·m–3)
Φ_1500,
/(m3·m–3) Ψe, /m H2O
沙土 0.92 0.05 0.03 1.7 5.8330e-05 0.437 0.091 0.033 0.070
砂质壤土 0.65 0.25 0.10 3.1 7.1944e-06 0.453 0.207 0.095 0.150
壤土 0.42 0.40 0.18 4.5 3.6667e-06 0.463 0.270 0.117 0.110
粘质土壤 0.32 0.34 0.34 5.2 6.3889e-07 0.464 0.318 0.197 0.260
粘土 0.20 0.20 0.60 7.6 1.6667e-07 0.475 0.396 0.272 0.370
注: b 是 Campbell 方程中的指数; Ks是饱和导水率(m·s–1); Φ 是土壤孔隙度(m3·m–3); Φ_33, Φ_1500是土壤饱和持水量(m3·m–3)和持续萎蔫点的
含水量(m3·m–3); Ψe是水势(m H2O)[3]。

3 结果与分析
3.1 不同林分类型碳收支
由图 1 可知, 各林分类型总体 GPP 的积累量为
阔叶林>针叶林, 说明生态系统中植物光合作用过程
中阔叶林所固定的碳总量较高。2012 年 GPP 具体表
现为桉树(2.356 kgC·m–2·a–1)>黧蒴(2.317 kgC·m–2·a–1)>
马占相思(2.314 kgC·m–2·a–1)>木荷(2.313 kgC·m–2·a–1)>
马尾松(2.116 kgC·m–2·a–1)>杉木(2.046 kgC·m–2·a–1)。
广州 6 种林分类型的年 GPP 根据 IBIS 模型模拟结
果大于 2004—2005 年东北地区帽儿山的人工红松

图 1 不同林分类型的 GPP, NPP 及 NEE
Fig. 1 The GPP, NPP, and NEE of different forest types
注: 在不同的林分类型分 GPP, NPP, NEE 3 个指标, 在每一指
标内分别做多重比较后的结果用 a, b, c, d 显示其是否存在显著
差异。
林(0.97—1.23 kgC·m–2·a–1)、兴安落叶松林(0.80—
0.83 kgC·m–2·a–1)、硬阔叶林(0.89—1.09 kgC·m–2·a–1)和杨
桦林(0.99—1.06 kgC·m–2·a–1a–1), 光合作用的初级固碳
比东北地区森林的多一倍左右[13]; 同样高于 2003—
2005年根据TECO模型模拟的长白山阔叶红松林GPP
年总量(分别为1.244、1 .265 和1.112 kgC·m–2·a–1)[18]; 也
高于我国东部南北森林样带利用涡度相关通量数据
推算的GPP年总量1.528、1.505和1.327 kgC·m–2·a–1[19]。
净初级生产力(NPP)是一个生态系统中植物在
一定时间内的净光合同化量, 也就是 GPP 减去植
物呼吸作用(自养呼吸作用)所剩下的部分。2012 年
NPP 具体表现为 2012 年为桉树(0.902 kgC·m–2·a–1)>
马占相思(0.659 kgC·m–2·a–1>木荷(0.643 kgC·m–2·a–1))>
黧蒴(0.508 kgC·m–2·a–1)>杉木(0.466 kgC·m–2·a–1)>
马尾松(0.267 kgC·m–2·a–1)。桉树、木荷、马占相
思的 NPP 值高于东北帽儿山的人工红松林(0.350—
0.548 kgC·m–2·a–1)、蒙古栎林(0.447—0.469 kgC·m–2·a–1),
黧蒴和杉木高于杨桦林(0.348—0.367 kgC·m–2·a–1)
和硬阔叶林(0.305—0.317 kgC·m–2·a–1), 具有较强
的净固碳潜能。该研究试验区域大部分树种的 NPP
高于北方相应树种的, 但是马尾松人工林的 NPP
(0.267 kgC·m–2·a–1)低于东北帽儿山红松人工林的
NPP(0.350—0.548 kgC·m–2·a–1), 由于除了地域的影
6 期 周平, 等. 南亚热带六种典型人工林碳收支研究 115

响外, NPP 值主要与植被类型和所处的生长阶段有
关[20, 21], 因而对于南方马尾松人工林的 NPP 低于北
方红松人工林的原因除了地域不同和树种间的差异
外, 可能还与林龄有关, 也有研究表明NPP: GPP与
林龄和胸径大小成反比[23]。
净生态系统生产力(NEE)是 GPP 减去呼吸作用
(异养呼吸作用)所剩下的部分。2012 年 NEE 具体表
现为 2012 年为桉树(0.399 kgC·m–2·a–1)>马占相思
(0.318 kgC·m–2·a–1>木荷 (0.306 kgC·m–2·a–1))>黧蒴
(0.141 kgC·m–2·a–1)>杉木(0.046 kgC·m–2·a–1)>马尾松
(–0.112 kgC·m–2·a–1)。除了马尾松林分的净碳交换量
表现为负值外, 其余的林分的净碳交换量均为正值。
3.2 不同林分类型的 NPP 月变化特征
由图 2 可以看出, 六种林分类型的逐月 NPP 变
化曲线的趋势大致相同, 基本都在 3—4 月达到一个
峰值, 6—8月的NPP值较低, 10月再次升高, 结果表
明 NPP 具有比较明显的季节变化特征, NPP 值在夏
天最低, 占全年的 3.48%—20.25%, 这与东北地区
森林的NPP模拟结果不同, 在本研究中NPP在一年
中月变化呈双峰的变化规律, 而东北东部主要森林
生态系统 NPP 的月变化规律均呈现对称的钟形[24]。
分析原因, 可能是由于在南亚热带地区夏季气温较
高, 降水较多, 加大了植被自养呼吸, 而气温过高
也可能抑制植物叶片的光合作用, 也有研究表明仅
在春秋两季有些常绿植物有较高的光合活力[25]。马
尾松林在 6—8月这 3个月中, 其月NPP值已经降到
0 以下, 表现为碳源, 其余的林分类型, 其 NPP 在全
年均为正值。
有研究表明, 随着大气温度升高, 增大植被光
合作用能力的同时, 植被的蒸腾作用也随之增强,
植物体为避免体内水分的大量流失, 气孔关闭, 导
致光合作用减弱。另一方面, 温度升高, 促进了植被
的自养呼吸, 根据公式 NPP=GPP-Ra, 故而 NPP 降
低。升温同时控制着植被光合和呼吸两个过程, 其
升温幅度对两过程不同影响程度决定了NPP的升高
和降低。对于亚热带森林生态系统, 如果升温导致
的植物自养呼吸 Ra 增加的幅度大于升温带来的
GPP 增加的幅度, 则升温将带来 NPP 的下降。再
有, 温度升高导致氮的流失增加, 使得土壤贫瘠和
养分流失, 也会造成 NPP 的降低[13], 因此, 在南亚
热带地区的广州, 森林NPP值在气温高的夏季较低,
在春季和秋季较高。
3.3 不同林分类型的 NEE 月变化特征
由图 3 可以看出, NEE 具有明显的月变化特征,
在全年呈双峰曲线。气温最高的夏季, 其 NEE 值最
低, 而 NEE 相对较高的月份出现在气温适中的春
季和秋季。虽然全年的 NEE 只有马尾松林表现为负
值(图 5), 但从月数据来看, 该研究中涉及的 6 种林
分类型, 其 NEE 值在 7 月均为负值。7 月 NEE 的具
体表现为 : 马占相思 (-0.0009 kgC·m–2·a–1)>桉树
(–0.0018 kgC·m–2·a–1)>木荷(-0.0040 kgC·m–2·a–1)>黧
蒴(–0.0196 kgC·m–2·a–1)>杉木(–0.0381 kgC·m–2·a–1)>马
尾松(–0.0481 kgC·m–2·a–1)阔叶树在 7 月 NEE 降到最
低, 而针叶树种在 8 月 NEE 降至最低。

图 2 不同林分类型 NPP 月变化特征
Fig. 2 The monthly NPP of different forest types
116 生 态 科 学 34 卷


图 3 不同林分类型 NEE 月变化特征
Fig. 3 The monthly NEE of different forest types
3.4 模型验证
图 4 显示了标准化处理后 6 种林分类型 2011 年
和 2012 年实测值和模型预测值之间的关系。IBIS
模型较好地预测了林分类型实测 NPP 在 0.2—0.7
之间的情况, 在此区间预测值与实测值的误差在
3.2%—10.4%之间。而对于标准化后林分类型实测
NPP 大于 0.7 的情况, 预测值与实测值的误差相对
较大(6.0%—28.5%)。由于森林 NPP 的形成是一个
十分复杂的过程, 影响因子也十分复杂, 既有森林
类型本身的生理生态学特性, 也包括大量的环境因
子, 基于生物过程的 NPP 估算模型虽然考虑到了所
有相关的影响因子和生态过程, 但对参数的处理上
进行了一定的简化, 因此模拟结果与实测值之间存
在误差在所难免[2]。IBIS 模型的模拟结果总体上反
映了广州市主要人工林林分类型的 NPP 实际情况,
表明了该模型在本区域内有一定的的适用性。对于

图 4 NPP 实测和模型预测值
Fig. 4 The measured and modeled NPP
NPP 值与实测值的误差较大的情况可能与不同林分
类型的植被参数因子有关, 特别是叶面积指数, 需
待进一步探讨。
4 结论
针对不同林分类型年总初级生产力(GPP)及净
初级生产力(NPP)和净生态系统生产力(NEE)的模拟
结果可知, 各林分类型总体 GPP 的积累量为阔叶
林>针叶林, 说明生态系统中植物光合作用过程中
阔叶林净第一性生产力较高, 桉树、木荷、马占相
思和黧蒴, 具有较强的净固碳潜能。对于马尾松而
言, 2012 年 NEE 已经是负值, 因此对于广州市 40 年
以上的马尾松林建议进行更新改造。GPP 和 NPP 不
仅是碳循环原动力, 而且是判定碳源、碳汇以及调
节生态过程的主要因子, 准确的估算 GPP, NPP 和
NEE, 对于了解森林生态系统碳汇和生态调节过程
具有重要的作用。
不同林分类型逐月 NPP 和 NEE 的结果显示,
南亚热带主要人工林林分 NPP 和 NEE 月变化均呈
双峰曲线。夏季的 NPP 和 NEE 值最低, 春季和秋季
NPP 和 NEE 相对较高, 这可能与夏季气温升高而引
起的变化有关。大气温度是绿色植被进行生产生活
所必需的环境条件, 温度的变化会通过不同生态学
进程改变 NPP 和 NEE, 如升温可增强植物代谢,
提高光合进程, 加快分解速率进而使养分利用率提
高增大 NPP; 升温也可通过降低土壤含水率和提
高植被呼吸而降低 NPP。逐月 NEE 比 NPP 表现出
更大的波动幅度, 说明不同林分类型的异养呼吸
6 期 周平, 等. 南亚热带六种典型人工林碳收支研究 117

随着温度升高也在增加。还有待于进一步探讨和研
究, 不同的区域和林分NPP和NEE存在不同变化的
机理。
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