10.11707/j.1001-7488.LYKX20210754
散射辐射对杨树人工林生态系统总初级生产力的影响
[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(Amax)和表观量子效率(α)拆分为受直接辐射(Amax,dir、αdir)和散射辐射(Amax,dif、αdif)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2000 μmol·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,R2 = 0.87,RMSE = 51.67 W·m-2,P<0.01).2015-2018年生长季杨树人工林的αdif、A2000,dir和A2000,dif呈先增加后减小的变化趋势,αdif和A2000,dif显著高于αdir和A2000,dir(pα = 0.02;pA2000 = 0.03),αdif/αdir和A2000,dif/A2000,dir分别为 5.6和6.1,二者的比例在夏季表现出明显差异.生长季GPP呈单峰变化模式,且GPP与A2000,dif显著相关(P<0.01),随着PARdif/PARdir的增加,GPP显著增加(P<0.01).在夏季,A2000,dif主要受Ta的影响,随着Ta的增加而增加(偏相关系数为0.74,R2 = 0.49,P<0.05);在春季和秋季,LAI主导着A2000,dif的变化(偏相关系数为 0.69,R2 = 0.53,P<0.01),而Prestley-Taylor系数(η)和晴空指数(CI)无论是在春秋还是夏季,对A2000,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A2000 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,A2000,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.A2000,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.
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
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S718.43(林业基础科学)
中央高校基本科研业务费专项;中国博士后科学基金面上项目;国家自然科学基金
2023-08-15（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）
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