中国东北地区森林碳源汇时空格局变化及对极端气候的响应

摘要

基于中分辨率成像光谱仪（moderate resolution imaging spectroradiometer,MODIS）的MOD17A3GF数据集估算东北地区森林净生态系统生产力（net ecosystem productivity,NEP），旨在探究其与极端气候事件之间的时空耦合关系。通过整合气温、降水数据及RClimDex计算的极端气候指数，分析2000—2020年NEP与10个气候因子的时空变化特征，并采用地理探测器从因子探测与交互探测2个维度评估各气候因子对NEP的影响力。结果表明，1)在过去21 a中，东北地区森林的年平均NEP呈现出缓慢但持续上升的趋势。2000—2010年的年均NEP增加了30.94 g C/（m²·a）,2010—2020年的增幅变缓，仅为9.16 g C/（m²·a）。空间上主要增长区域集中在大、小兴安岭；2)极端气候事件呈现出“冷事件减少、暖事件增加、湿润增强”的趋势，具体表现为冷持续指数（cold persistence index,CSDI）减少、暖持续指数（warm persistence index,WSDI）上升，年降水量显著增加，持续干旱日数（continuous dryness index,CDD）减少，部分区域干旱程度有所缓解；3)年均温、年降水量与霜冻日数为NEP空间分布的主导因子（q > 0.2），其次为持续干旱日数、持续湿润指数与暖持续指数，气温日较差与强降水日数解释力较弱。任意2种气候因子的交互作用对NEP的解释力普遍强于单因子作用，年降水量与霜冻日数、年降水量与年均温、年降水量与暖持续指数之间的交互作用在多数年份中均表现出较高的q。研究结果揭示近21 a东北森林NEP对气候（尤其是极端气候）的响应，强调气候变化背景下评估极端气候与森林碳源汇耦合效应的重要性，为东北地区森林生态系统碳收支调控与气候适应性管理提供技术支撑。

关键词

极端气候 / 净生态系统生产力 / 东北森林 / 地理探测器 / RClimDex