Page 267 - 《高原气象》2025年第6期

6 期 向佳怡等：全球动态植被模型中竞争与共存研究进展综述 1675
模型开发者 Smith（2001b）指出尽管隐式表达 例的全球气象数据， 包含全年 12 个月的平均气温
所考虑过程较为粗略， 但仍可作为与显式表达的对 和降水量。大气 CO 浓度为固定的 280 ppm， 氮沉
2
-2
-1
比， 用于研究景观异质性对模型性能的影响。因 降速率为默认的恒定值 100 kg∙a ·km 。模拟时间
此， 研究采用 LPJ-GUESS 模型中的显式和隐式两 持续 700 年， 模拟期（后 200 年）与初始化时期（前
种表达方式， 模拟亚马逊地区（1. 87°S， 63. 75°W） 500 年）的气候条件完全一致。显式表达需要额外
3
2
植被从裸土开始生长至气候平衡状态的演替过程。 设定参数： 斑块面积设为 10 m ， 斑块数量设为
驱动数据通过 GetClim 模块提取， 源自模型标准示 100个。
表1 模拟结果中所涉及的PFT种类及属性
Table 1 Plant function types and attributes involved in the simulation results
PFT 分布地区 生活类型 叶片物候 是否耐荫 光合作用类型
热带常绿阔叶耐荫树（tropical broadleaved evergreen tree， TrBE） 热带 阔叶 常绿 耐荫 C3
*热带常绿阔叶阳性树（tropical broadleaved evergreen shade-
热带 阔叶 常绿 不耐荫 C3
intolerant tree， TrIBE）
热带雨绿阔叶阳性树（tropical broadleaved raingreen tree， TrBR） 热带 阔叶 雨绿 不耐荫 C3
C 草本植物（C grass， C3G） 寒带/温带 草 夏绿/雨绿 不耐荫 C3
3
3
C 草本植物（C grass， C4G） 热带 草 夏绿/雨绿 不耐荫 C4
4
4
*表示仅显式表达包括此种PFT， 隐式表达不含（* indicates explicit representation of this PFT type only； implicit representation not included）

图4 LPJ-GUESS模型中使用显式表达模拟的最终时刻三维植被结构示意图（a）与各类PFT的数量占比
与树龄的关系分布图（b）
由LPJ-GUESS软件生成（Smith， 2001b）
Fig. 4 The schematic diagrams of 3D vegetation structure at the last moment （a） and the proportion of PFTs
as a relationship with tree age （b） simulated by LPJ-GUESS model with explicit representation，
generated by LPJ-GUESS software （Smith， 2001b）
由图 4 可知， 显式表达下的主导 PFT 是生长在 表达所特有， 隐式表达则难以模拟这类群落动态
林冠层的热带常绿阔叶树 TrBE， 次主导的不耐荫 属性。
热带常绿阔叶树 TrIBE位于林下层。这是因为不耐 两种表达下模拟的植被属性随时间的演变如
荫树在演替早期光照充足时入侵速率快、 生长迅 图 5 所示。尽管显式表达对 100 个 1×10 m 的斑块
2
3
速、 具有优势， 但在冠层郁闭的演替晚期在光竞争 重复模拟并取平均值， 但因个体死亡的随机性， 结
中处于劣势。Smith et al（2001a）使用 LPJ-GUESS 果仍呈现震荡波动； 而隐式表达下基于平均个体的
对欧洲森林生态系统模拟出了类似的演替过程。 模拟结果则更为稳定和平滑。二者的演变趋势也
但隐式表达并不直接模拟 PFT 之间的遮蔽作用， 难 存在差异： 显式表达下热带常绿阔叶林（TrBE）在前
以区分耐荫和不耐荫的 PFT， 于是次主导 PFT 表现 200年爆发式增长， 然后迅速衰减， 直到大约 400年
为热带雨绿阔叶树 TrBR［图 5（d）~（f）］。此外， 三 才趋于相对稳定。相反， 隐式表达下 TrBE 的平均
维植被结构的空间分布与年龄组成情况均为显式 个体生物量持续积累， 速率由快转缓， 达到平稳状