基于3-PG模型模拟杉木人工林生产力OA

[目的]基于3-PG机理模型预测杉木人工林生长、生产、物质分配等,构建高精度的杉木生长模型系统,为其生长规律研究提供依据。[方法]以杉木人工林为研究对象,基于70块样地实测数据、土壤数据和历史气象数据,结合各组分生物量计算公式,运用3-PG模型模拟了研究区内杉木的胸径、树高及各组分生物量。同时,探究主要环境因子对杉木人工林光合生产的影响。此外,通过鱼眼镜头摄影分析法获取叶面积指数(LAI)实测值,并与模型模拟值进行比较。选取土壤肥力等级(FR)和当胸径为20 cm时的叶干质量(P20) 2个参数进行敏感性分析。[结果](1)经过校准与验证,获得了适用于杉木人工林的模型参数。模型预测值和实测值之间呈现较高的一致性,R^(2)在0.72~0.94之间,林分各指标的MRE在-1.01%~13.86%,同时也具备了生物学上的合理性。(2)温度(f_(T))、大气水汽压差(f_(D))和可利用土壤水(f_(asw))对杉木人工林光合生产的影响较为显著,其值范围分别为0.49~0.99、0.40~0.91和0.29~0.48。(3)模型模拟杉木人工林中龄林阶段(林龄18 a)的LAI值在1.84~3.23 m^(2)·m^(-2)。(4) FR和P20 2个生理参数对叶、根、干和地上生物量的敏感性较高。FR和P20是杉木3-PG模型中的关键参数。[结论]该模型通过调参校正后能够有效地模拟杉木人工林生产力,其预测的精度相对可靠,可以作为一种有效的工具,广泛应用于林木的长期生长预测与森林经营管理实践中。