泥炭地是重要的陆地碳汇,但由于具有自然综合体的特性,泥炭地长期碳累积过程及其对气候变化的响应具有复杂性,会受到生态系统多要素交互作用的制约。生态系统模型通过参数化描述碳循环过程,是解开气候响应复杂性的有效工具。本研究简要介绍了DigiBog模型的基本结构及针对我国季风区特征的改进方案,并以长白山老里克雨养型泥炭地为代表性研究对象,在参数校准的基础上,基于模型模拟分析了泥炭地碳累积过程的参数敏感性及其对不同气候强迫和情景的响应机制。结果表明:1)泥炭地的长期碳累积受多种要素共同控制,除气候要素(温度、降水)外,直接控制泥炭生产-分解过程和水文过程的局地非气候要素作用突出;2)泥炭地在长时间尺度上表现出气候适应性,能在气候突变后通过调节泥炭累积和水文过程,向无气候强迫模拟的基准水平恢复;在短期温度升高6℃和降水减少40%的极端情形下,泥炭地能在4000年内自发恢复碳汇功能;3)在未来暖湿化背景下,由于降水增加对碳汇功能的促进作用不足以抵消温度升高对碳汇功能的削弱作用,泥炭地的净碳平衡不断下降,在最高排放SSP5-8.5情景下可能于2070～2080年向碳源转变,但21世纪末时的总碳损失相较于总碳储量低于1%。通过对比分析发现,我国季风区雨养型泥炭地碳累积的控制因素和气候响应特征与前人利用DigiBog模型对温带海洋性气候区雨养型泥炭地的研究结果不完全一致,这主要反映了两个研究区在气候条件、泥炭地优势植物和水文过程方面的差异。
