贡嘎山暗针叶林光能利用效率动态变化及其影响因子
文献类型：学位论文
| 作者 | 张元媛 |
| 答辩日期 | 2018 |
| 文献子类 | 硕士 |
| 授予单位 | 中国科学院大学 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 朱万泽 |
| 关键词 | 光能利用效率 CO2通量 涡度相关 贡嘎山 暗针叶林 |
| 学位专业 | 自然地理学 |
| 其他题名 | Dynamics and influence factors of light use efficiency in a dark coniferous forest, Gongga Mountain |
| 英文摘要 | 植被光能利用效率（LUE）反映了植被通过光合作用利用光能、吸收和固定大气中CO2的能力，是表征生态系统生产力的重要指标，也是生态系统遥感模型的关键参数。准确估算不同生态系统LUE的动态变化，确定其影响因子对定量区域和全球尺度生产力和碳收支能力极为重要。本研究利用2015年6月至2016年5月贡嘎山生态观测试验站涡度相关通量观测数据，通过数据预处理、质量控制与质量保证以及数据的插补与拆分，得到完整且连续的碳通量数据。基于贡嘎山暗针叶林生态系统CO2通量变化，结合同步监测的光合有效辐射（PAR），分析LUE动态及其与环境因子之间的关系，并与基于生物生产力估算得到的LUE进行比较。主要研究结果和结论如下：（1）贡嘎山暗针叶林CO2通量具有明显的日变化特征，呈现“U”形变化。CO2通量白天为负值，夜间为正值。在中午前后CO2通量值达到最小（即最大碳汇）。一年中，日平均CO2通量由正值变负值的时间夏季最早，冬季最晚，CO2通量由负值变为正值的时间冬季最早，夏季最晚。（2）暗针叶林净碳交换量（NEE）、生态系统呼吸（Re）和总初级生产力（GPP）具有明显的季节变化特征。2015年6月和12月NEE分别达到最大值（-46.02 gC· m-2·月-1）和最小值（-1.42 gC·m-2·月-1）；Re呈现单峰变化，最大和最小值分别出现在2015年6月（84.78 gC·m-2·月-1）和2016年1月（12.82 gC·m-2·月-1）；GPP最大和最小值分别出现在2015年6月（130.81 gC·m-2·月-1）与2016年1月（16.15 gC·m-2·月-1）。贡嘎山暗针叶林在观测期NEE、Re和GPP分别为-241.87、564.81 gC m-2和806.68 gC m-2，表明贡嘎山暗针叶林具有一定碳汇功能。（3）空气温度（Ta）、5 cm土壤温度（Ts5）和PAR是暗针叶林CO2通量的主要环境影响因子。Ta与CO2通量呈指数相关（R2=0.5283，P<0.01）；白天CO2通量与PAR显著相关（R2=0.4373，P<0.01）；夜晚CO2通量与Ts5显著相关（R2=0.4717，P<0.01）。（4）贡嘎山暗针叶林LUE具有明显日变化特征，呈现“V”型变化。早上LUE较高，中午前后达到最低值，随后开始缓慢增加。各季节、各月份LUE的日变化趋势稍有不同，表现在一天中LUE的最低值不同，以及最低值出现的时间不同。（5）5日累计光能利用效率（LUE5）出现4个不同峰值，和4个谷值。谷值分别依次出现在2015年7月和9月、2016年1月和3月，其值分别为0.023、0.021、0.009、0.016 μmol CO2·μmol photon-1。峰值分别依次出现在2015年6月、8月、10月和2016年4月，其值分别为0.0456、0.0460、0.0245、0.043 μmol CO2·μmol photon-1。月尺度光能利用效率（LUEmon）在2015年6月LUEmon最大（0.044μmol CO2·μmol photon-1），在7月降低到0.034 μmol CO2·μmol photon-1。8月LUEmon上升到0.042 μmol CO2·μmol photon-1，9月LUEmon开始下降，在2016年1月达到最低值0.015 μmol CO2·μmol photon-1，在2016年2月逐渐升高。该生态系统最大光能利用效率（LUEmax）的值为0.0454 μmol CO2·μmol photon-1。（6）贡嘎山暗针LUE日动态与Ta和PAR显著负相关。LUE季节动态与Ta、Ts5、5cm土壤湿度（Ms5）和散射辐射（DR）显著相关。LUE与Ta呈指数相关关系（R2=0.5487，P<0.01）。LUE与Ts5也存在显著相关性（R2=0.5812，P<0.01）。LUE与饱和水汽压差（VPD）和降水量（P）存在较弱相关性，但是LUE与Ms5显著相关（R2=0.4014，P<0.01）。DR与LUE具有较强的相关性（R2=0.4578，P<0.01）。（7）利用涡度相关法计算得到的暗针叶林光能利用效率（LUE1）为0.985gC·MJ-1，基于生物生产力估算得到暗针叶林光能利用效率（LUE2）为0.830gC·MJ-1，LUE1明显大于LUE2。两种方法在测量过程的不确定性可能是导致两者不同的原因。 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 103 |
| 源URL | [http://ir.imde.ac.cn/handle/131551/24756]  |
| 专题 | 成都山地灾害与环境研究所_山地表生过程与生态调控重点实验室 |
| 作者单位 | 中国科学院成都山地灾害与环境研究所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 张元媛. 贡嘎山暗针叶林光能利用效率动态变化及其影响因子[D]. 北京. 中国科学院大学. 2018. |
入库方式： OAI收割
来源：成都山地灾害与环境研究所
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