散射辐射对杨树人工林生态系统总初级生产力的影响
2023-05-15分类号:S718.55
【部门】北京林业大学水土保持学院 北京市共青林场 山西吉县森林生态系统国家野外科学观测研究站
【摘要】【目的】在量化生态系统阳冠层和阴冠层光合参数的基础上,通过探究其季节动态变化和主要生物物理调控因子,揭示散射辐射变化对杨树人工林生态系统总初级生产力(GPP)的影响,为人工林生态系统服务功能和碳汇能力的准确评估提供参考。【方法】以北京顺义区共青林场的杨树人工林生态系统为研究对象,利用涡度相关技术和微气象观测系统,对生态系统碳循环过程和生物物理因素进行了连续4年(2015—2018年)的定位观测;采用非线性拟合方法将生态系统最大光合速率(A_(max))和表观量子效率(α)拆分为受直接辐射(A_(max,dir)、αdir)和散射辐射(A_(max,dif)、α~(dif))影响的两部分。由于直角双曲线模型(Michaelis-Menten model)在模拟GPP时会出现不饱和现象,本研究采用PAR为2 000μmol·m~(–2) s~(–1)时的GPP作为最大光合速率(A2000)。【结果】采用晴空指数和太阳高度角模拟的散射辐射与实测值接近(斜率为0.82,R~2=0.87,RMSE=51.67 W·m~(–2),P <0.01),而PrestleyTaylor系数(η)和晴空指数(CI)无论是在春秋还是夏季,对A_(2000,dif)都无显著影响。【结论】α和A2000会随季节发生变化,散射辐射对A_(2000)和α的影响要显著高于直接辐射的影响,且在生长季中期更加明显,A_(2000,dif)在春秋季和夏季的变化分别主要受生物因素(LAI)和环境因素(Ta)主导。A_(2000,dif)是调控GPP变化的最关键因素,因此,散射辐射是影响该人工林生态系统光合生产力的重要环境因素。
【关键词】散射辐射 表观量子效率 最大光合速率 总初级生产力 杨树人工林
【基金】中央高校基本科研业务费专项资金(BLX202108);; 中国博士后科学基金面上项目(2022M710407);; 国家自然科学基金面上项目“大气气溶胶对森林生态系统碳水耦合过程的影响机理”(31872711)
【所属期刊栏目】林业科学
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