基于IBIS模型的黄河流域植被演变及碳收支研究

　　 摘要:

黄河流域是我国重要的生态屏障和经济地带，深入开展植被演变与碳收支研究对于构建流域碳补偿机制、提升区域系统调控能力具有重要意义。本文通过改进集成生物圈模型（IBIS）构建黄河流域植被动态模型，模拟了2000—2023年植被演变与碳收支过程，分析了其时空分布特征及与降水、年均温和高程因子的相关关系。结果表明：（1）通过采用子流域单元模拟、叶片生长模拟优化和物候参数本地化，提升了模型的区域适应性和模拟精度，使得拟合决定系数R2 > 0.8的计算单元占比达77%；（2）从时间变化看，2000—2023年黄河流域GPP、NPP和NEP年均增长量分别为6.4、4.7和4.3 g C m-2 a-1，植被质量持续改善；碳收支变化在月尺度上呈现季节性特征，5—10月为碳汇期，11月至次年4月为碳源期，8月净碳汇高峰达36 g C m-2。（3）从空间分布看，黄河流域整体处于碳汇状态，年均碳吸收为129.82 g C m-2 a-1，年均碳汇量达103.31 Mg C a-1，碳收支呈东南高西北低的空间格局；生态地理分区碳收支分析显示，碳源区域集中在西北干旱区，碳汇增长较快区域主要为中低海拔半湿润半干旱地区；（4）降水是影响碳收支空间分布的主导因素，温度对植被呼吸的促进作用强于降水，NEP对降水变化的敏感性低于GPP和NPP。总体来看，改进后的IBIS模型较好地反映了黄河流域的碳收支实际特征，研究可为黄河生态保护及“双碳”目标战略提供科学支撑。