黄河小浪底山地人工混交林生态系统水碳交换及环境响应
发布时间：2021-10-29 08:16
水循环和碳循环是研究生态系统物质循环和能量循环的关键,而人工林水碳交换的研究在全球生态系统物质循环研究中占有重要的比重,本文采用涡度相关法,对黄河小浪底山地人工林生态系统水和CO2通量的日、季节变化特征及环境响应进行分析,确定人工林生态系统的碳收支状况及林分水分消耗情况及其环境影响因子。了解人工林生态系统水、碳交换及能量传输过程,为人工林的经营管理提供理论支撑。通过研究获得主要结论如下:1.采用能量平衡比率（EBR）法,通过对黄河小浪底山地人工林生态系统能量闭合度进行分析得到研究区人工林生态系统的能量闭合度为76.52%,通过湍流质量比对得到研究地更适合采用平面坐标旋转法进行坐标系旋转。2.对人工林生态系统的CO2通量的日、季节分析,确定人工林生态系统的碳收支状况。黄河小浪底山地人工林生态系统2014-2016年的CO2通量的季节变化和月平均日变化情况均呈现出明显的单峰曲线变化趋势,且有明显的季节变化趋势,2014、2016年人工林NEE变化范围分别为-13.89～14.81和-32.75～9.61gCO2m-2d-1。在主要生长季（5-9月）人工林生态系统的固碳能力较强,全年净碳吸收...
【文章来源】：北京林业大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：51 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１技术路线图??Ｆｉｇｕｒｅ?１－１?Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ?Ｒｏａｄｍａｐ??７??
能量不闭合度在１０％？３０％为合理的范围。本文采用能量平衡比率（ＥＢＲ）来分析黄河??小浪底人工林生长季能量闭合状况。选取２０１４年主要生长季（４－９月）日间的湍流通??量（ＬＥ＋Ｈ）和有效能（Ｒｎ－Ｇ）按照公式２－１８进行计算得到图３－１，从图３－１中可以??看出黄河小浪底人工林生态系统的湍流通量（ＬＥ＋Ｈ）和有效能（Ｒｎ－Ｇ）主要呈线性??关系，进行线性拟合的斜率为０．７６５２，截距为４１．７７，?Ｒ２为０．５３５３，因此主要黄河小??浪底人工林生态系统生长季日间能量闭合度为７６．５２％，即黄河小浪底人工林生态系??统存在能量耗损的情况，耗损量为２３．４８％在误差允许的范围之内，能量闭合的验证??结果说明在黄河小浪底森林生态系统定位站的涡度相关法观测数据是可靠的，这对??于用涡度相关法准确评估林地的蒸散水平提供了保证（刘晨峰等，２００６）。??ｖ?＝?０．７６５２ｘ?＋４１．７７４??Ｒ２?－０．５３５３??１０００?ｒ??－２００?６００?８００??＿‘００?Ｒｎ－Ｇ?（Ｗ?ｍ＊２）??图３－１人工混交林湍流能（ＬＥ＋Ｈ）与有效能（Ｒ？＿Ｇ）之间关系?
１／１?２／１８?４／６?５／２４?７／１１?８／２８?１０／１５?１２／２??日期Ｄａｔｅ??图３－６黄河小浪底山地人工林２０１４年、２０１６年降水季节变化??Ｆｉｇ．?３－６?Ｓｅａｓｏｎａｌ?ｖａｒｉａｔｉｏｎ?ｏｆ?２０１４?ａｎｄ?２０１６?ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ?ｉｎ?ｈｉｌｌ?ａｒｅａ?ｏｆ?ｔｈｅ?Ｘｉａｏｌａｎｇｄｉ?ａｒｅａ??３．２．２人工林生态系统Ｃ〇２交换量月平均日变化??通过对２０１４年、２０１６年黄河小浪底人工林生态系统的通量观测数据采用平面拟??合方法进行坐标旋转、野点剔除、插值处理，得到黄河小浪底人工林生态系统＜：０２半??小时通量数据，对通量数据进行月平均日变化值的计算，得到２０１４、２０１６年黄河小??浪底人工林生态系统Ｃ０２平均日变化图（图３－７）。??从图中可以看出每日正午时（约１２：００左右）人工林生态系统对碳的吸收状况达??到顶峰，在正午时分由于温度上升植物的光合速率加快光合作用加强使得植物的固碳??能力提高，因此正午时分人工林生态系统的碳吸收状况达到顶峰。黄河小浪底人工林??生态系统净碳交换（ＮＥＥ）在５－９月有明显的日变化，基本呈单峰曲线状，５－９月为??植物的主要生长季，在这期间由于每日日出之后植物开始进行光合作用，人工林生态??系统的碳收支情况开始由碳排放改为碳吸收。人工林生态系统每个月的ＮＥＥ变化趋??势在大体上比较相似，在非主要生长季期间变化较为平缓，在主要生长季期间变化规??律比较明显
【参考文献】：
期刊论文
[1]安吉毛竹林生态系统大小年水气通量变化特征[J]. 孙恒,江洪,龚莎莎,陈晓峰. 东北林业大学学报. 2017(07)
[2]降雨和非降雨日兴安落叶松天然林蒸腾及蒸散发特征[J]. 刘家霖,满秀玲. 生态学报. 2017(15)
[3]麦田通量数据质量控制及能量闭合性分析[J]. 彭记永,张晓娟. 气象与环境科学. 2016(04)
[4]基于涡度相关系统的橡胶林生态系统蒸散研究[J]. 张晓娟,吴志祥,杨川. 中南林业科技大学学报. 2017(02)
[5]油松光合光响应曲线的模型拟合比较研究[J]. 朱世忠. 山西大学学报(自然科学版). 2016(04)
[6]坐标旋转对东北山地森林涡动通量的影响[J]. 王兴昌,王传宽. 应用生态学报. 2016(09)
[7]亚热带毛竹林生态系统碳通量与土壤呼吸研究[J]. 张敏霞,江洪,陈晓峰,黄鹤凤,舒海燕,吴梦玲. 东北农业大学学报. 2016(06)
[8]平坦下垫面植被蒸散特征及对气象因素的响应研究[J]. 花圣卓,蔡昕,余新晓. 水土保持学报. 2016(03)
[9]环境因子对民勤绿洲荒漠过渡带梭梭人工林蒸散的影响[J]. 张晓艳,褚建民,孟平,郑宁,姚增旺,王鹤松,姜生秀. 应用生态学报. 2016(08)
[10]安吉毛竹林生态系统水汽通量的变化特征[J]. 舒海燕,江洪,陈晓峰,孙文文. 生态学杂志. 2016(05)
博士论文
[1]三江平原生态系统CO2通量的长期观测研究[D]. 宋涛.南京信息工程大学 2007
硕士论文
[1]天目山老龄森林生态系统碳水通量及水汽稳定同位素观测[D]. 牛晓栋.浙江农林大学 2015
[2]华北典型人工针阔混交林碳通量研究[D]. 唐祥.北京林业大学 2014
[3]次生栎林蒸散量与水分利用效率研究[D]. 张学仕.南京林业大学 2010
本文编号：3464307
【文章来源】：北京林业大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：51 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１技术路线图??Ｆｉｇｕｒｅ?１－１?Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ?Ｒｏａｄｍａｐ??７??
能量不闭合度在１０％？３０％为合理的范围。本文采用能量平衡比率（ＥＢＲ）来分析黄河??小浪底人工林生长季能量闭合状况。选取２０１４年主要生长季（４－９月）日间的湍流通??量（ＬＥ＋Ｈ）和有效能（Ｒｎ－Ｇ）按照公式２－１８进行计算得到图３－１，从图３－１中可以??看出黄河小浪底人工林生态系统的湍流通量（ＬＥ＋Ｈ）和有效能（Ｒｎ－Ｇ）主要呈线性??关系，进行线性拟合的斜率为０．７６５２，截距为４１．７７，?Ｒ２为０．５３５３，因此主要黄河小??浪底人工林生态系统生长季日间能量闭合度为７６．５２％，即黄河小浪底人工林生态系??统存在能量耗损的情况，耗损量为２３．４８％在误差允许的范围之内，能量闭合的验证??结果说明在黄河小浪底森林生态系统定位站的涡度相关法观测数据是可靠的，这对??于用涡度相关法准确评估林地的蒸散水平提供了保证（刘晨峰等，２００６）。??ｖ?＝?０．７６５２ｘ?＋４１．７７４??Ｒ２?－０．５３５３??１０００?ｒ??－２００?６００?８００??＿‘００?Ｒｎ－Ｇ?（Ｗ?ｍ＊２）??图３－１人工混交林湍流能（ＬＥ＋Ｈ）与有效能（Ｒ？＿Ｇ）之间关系?
１／１?２／１８?４／６?５／２４?７／１１?８／２８?１０／１５?１２／２??日期Ｄａｔｅ??图３－６黄河小浪底山地人工林２０１４年、２０１６年降水季节变化??Ｆｉｇ．?３－６?Ｓｅａｓｏｎａｌ?ｖａｒｉａｔｉｏｎ?ｏｆ?２０１４?ａｎｄ?２０１６?ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ?ｉｎ?ｈｉｌｌ?ａｒｅａ?ｏｆ?ｔｈｅ?Ｘｉａｏｌａｎｇｄｉ?ａｒｅａ??３．２．２人工林生态系统Ｃ〇２交换量月平均日变化??通过对２０１４年、２０１６年黄河小浪底人工林生态系统的通量观测数据采用平面拟??合方法进行坐标旋转、野点剔除、插值处理，得到黄河小浪底人工林生态系统＜：０２半??小时通量数据，对通量数据进行月平均日变化值的计算，得到２０１４、２０１６年黄河小??浪底人工林生态系统Ｃ０２平均日变化图（图３－７）。??从图中可以看出每日正午时（约１２：００左右）人工林生态系统对碳的吸收状况达??到顶峰，在正午时分由于温度上升植物的光合速率加快光合作用加强使得植物的固碳??能力提高，因此正午时分人工林生态系统的碳吸收状况达到顶峰。黄河小浪底人工林??生态系统净碳交换（ＮＥＥ）在５－９月有明显的日变化，基本呈单峰曲线状，５－９月为??植物的主要生长季，在这期间由于每日日出之后植物开始进行光合作用，人工林生态??系统的碳收支情况开始由碳排放改为碳吸收。人工林生态系统每个月的ＮＥＥ变化趋??势在大体上比较相似，在非主要生长季期间变化较为平缓，在主要生长季期间变化规??律比较明显
【参考文献】：
期刊论文
[1]安吉毛竹林生态系统大小年水气通量变化特征[J]. 孙恒,江洪,龚莎莎,陈晓峰. 东北林业大学学报. 2017(07)
[2]降雨和非降雨日兴安落叶松天然林蒸腾及蒸散发特征[J]. 刘家霖,满秀玲. 生态学报. 2017(15)
[3]麦田通量数据质量控制及能量闭合性分析[J]. 彭记永,张晓娟. 气象与环境科学. 2016(04)
[4]基于涡度相关系统的橡胶林生态系统蒸散研究[J]. 张晓娟,吴志祥,杨川. 中南林业科技大学学报. 2017(02)
[5]油松光合光响应曲线的模型拟合比较研究[J]. 朱世忠. 山西大学学报(自然科学版). 2016(04)
[6]坐标旋转对东北山地森林涡动通量的影响[J]. 王兴昌,王传宽. 应用生态学报. 2016(09)
[7]亚热带毛竹林生态系统碳通量与土壤呼吸研究[J]. 张敏霞,江洪,陈晓峰,黄鹤凤,舒海燕,吴梦玲. 东北农业大学学报. 2016(06)
[8]平坦下垫面植被蒸散特征及对气象因素的响应研究[J]. 花圣卓,蔡昕,余新晓. 水土保持学报. 2016(03)
[9]环境因子对民勤绿洲荒漠过渡带梭梭人工林蒸散的影响[J]. 张晓艳,褚建民,孟平,郑宁,姚增旺,王鹤松,姜生秀. 应用生态学报. 2016(08)
[10]安吉毛竹林生态系统水汽通量的变化特征[J]. 舒海燕,江洪,陈晓峰,孙文文. 生态学杂志. 2016(05)
博士论文
[1]三江平原生态系统CO2通量的长期观测研究[D]. 宋涛.南京信息工程大学 2007
硕士论文
[1]天目山老龄森林生态系统碳水通量及水汽稳定同位素观测[D]. 牛晓栋.浙江农林大学 2015
[2]华北典型人工针阔混交林碳通量研究[D]. 唐祥.北京林业大学 2014
[3]次生栎林蒸散量与水分利用效率研究[D]. 张学仕.南京林业大学 2010
本文编号：3464307
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