基于涡度相关的科尔沁沙丘—草甸地通量观测及碳水循环特征研究
发布时间：2020-07-19 03:47
【摘要】：涡动相关方法(简称EC)是测定陆地生态系统与大气间碳、水热通量的标准方法。本研究以科尔沁地区沙丘、草甸两种下垫面为研究对象,运用涡度相关技术,联合气象梯度及植被生理特性观测的实验手段,探讨不同下垫面水热通量动态特征及主控因素,深入剖析净生态系统碳交换(NEE)变化规律及其驱动因素,客观评估了碳、水循环研究在该地区的适用性,得到的主要结论如下：(1)沙丘与草甸潜热日变化差异明显,白天潜热出现差异的时间段因季节不同而异,且春秋两季更为显著,沙丘约为草甸的26.2%、30.5%,受降水和地表能量分配差异的影响,8月潜热差值为全年最高；感热通量季节变化规律较为一致,感热正负转换时间存在明显差异：白天正值以4月最大,沙丘、草甸分别为199W/m2、225W/m2。从冬到夏,H值为正的时长不断延长,负的时长逐渐缩短；草甸、沙地蒸散量与降雨呈负相关,雨后日蒸散值分别较晴天偏低14%、40%,晴天,沙地日蒸散量随风速波动规律性变化,而较大风速对草甸蒸发不利。(2)草甸生态系统净碳交换(NEE)在全年表现为碳吸收碳释放,4r-9月光合作用增强,系统迅速由碳源转为碳汇,并在7月达到碳吸收峰值225.08 gC/m2,10～12月草甸植被生长进入枯萎期,系统主要表现为碳源,月均累计碳排放量为24.5gC/m2。生长季NEE主要受控于光合有效辐射PAR和叶面积指数LAI,且NEE明显受到高VPD值的抑制；短暂强降雨对白天净C02交换量有一定的抑制,而持续降雨对夜间土壤呼吸存在激发作用；夜间NEE,即生态系统呼吸速率Rec。与气温和土壤温度均呈指数增长趋势。(3)观测期内,草甸生态系统截获的净辐射绝大部分消耗于潜热LE、感热H及土壤热通量G。其中(H+LE)所占比例80%以上。而G所占比例较小；退耦系数在生长初期接近于1,生长旺期趋于0,这在一定程度上表明,草甸植被生长初期,冠层与大气间是解耦的,水汽通量交换过程主要受控于外界环境因素。(4)生态水分利用效率具有明显的季节变化特征,春季基本强于秋季。生长季WUE日均值为2.01 gC/kgH2O,峰值出现在5月21日,为17.45 gC/kgH2O,不同月份WUE与各环境因子的相关性不同,但与净碳交换NEE表现出密切的关系,VPD与PAR是控制WUE季节变化的主要环境因素,其他因素对WUE贡献率因季节不同而产生差异。
【学位授予单位】：内蒙古农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：Q948;P339
【图文】：
３６．１５＇？１２２。３８．２３＇邋Ｅ，４３。１９．２５＇逦２１．１０＇邋Ｎ），其研究区面积邋９．７１ｋｍ２，其地逡逑理位置见图２。逡逑足？邋＇Ｖ餐又祭．逡逑亏d凇祡鑒8朗逡逑[x邋Ｉ邋＇逦’逦？逦■逦’逦’逦’逦＊逦＇逦＇逦’逦’逦＊逦＇逦＊逦＊逦■逡逑ｉ逦心－逡逑！逦ｅ；逡逑ｆ邋、逦Ｊ逦？史利Ｅ逡逑ｗ逦岕邋１．６００逦３．２００逦４，ｅ0ＱＷｖ邋ｊｆ逡逑ｉ邋逦逡逑９逦ｎ护田＂染逦１２２巧护0＂取逦１２２。加＞’３０＂东逦１２２。拥’Ｕ＂东逦１２２。］掌如＂东逦１２２。＞？｜＜１＂东逦１２沪ＷＪＯ＂东逡逑图２邋研究区地形图逡逑Ｆｉｇ—２邋Ｔｈｅ邋ｌｏｃａｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ｔｈｅ邋ｓｔｕｄｙ邋ａｒｅａ逡逑总体上研究区地形自西向东、由南向北疆慢倾斜，西高东低。境内海拔最高为逡逑３０８．４ｍ，最低位８８．５ｍ。研究区为固定沙旺、半固定沙氏、流动沙氏相结合，巧甸逡逑相间分布，中间地带的草甸，农田和牧场镶嵌交强分布，地形起化，沙反、草甸、逡逑湖泊、农田和村庄分别占研究区总面积的５４．５％、２６．６％、５．２0／0、１０．４0／0、３３％。沙逡逑氏类型多样，其中固定、半固定沙氏主要ｙ■梁窝状、灌化沙堆和沙垄等形态分布；逡逑流动沙氏多新月形沙坛和沙氏链分布。逡逑
邸巧＝公王左＋打）／公掀－Ｇ）逦（１３）逡逑图６是２０１３年５？８月平均沙丘地Ａ４、草甸地Ｃ４的有效能Ｒｎ－Ｇ和揣流能量逡逑Ｈ＋ＬＥ的相关图。沙丘、草甸能量平衡比率ＥＢＲ分别为化８７６、化巧３，属于合理误逡逑差范围，线性关系方程分别为Ｈ＋ＬＥ＝巧．１８７＋０．５３９３（民ｎ－Ｇ）邋（Ｒ２＝０．７）和逡逑Ｈ＋ＬＥ＝１１．５％＋０．５ｉｎ（Ｒｎ－Ｇ）邋（ｒ２＝０．９１４）。逡逑己００邋［曲逦？？逦５００邋「似逡逑４００邋■逦＼逦？邋？逦？＊逦。４００邋－逡逑音邋３。。＇逦？逦Ｉ逦３００逦－逡逑Ｉ邋２００逦■逦Ｉ逦２００逦－逦Ｊ逡逑＾邋１００逦＾逦１００逦－逡逑０逦ＥＢＲ＝日．８邋了日逦Ｕ逦ＥＢＲ＝０．５９３逡逑－ｌＯＱ逦逦逦１逦１逦１逦－１００邋＾逦＇逦＇逦＇逦＇逦＇逡逑－邋ＩＱＯ逦１００逦３００邋前邋０逦７．００逦ｌ0邋日逦姦邋５００邋７００逦９００逡逑Ｒｎ－ＣＸＷ／ｍ＾ｓ）逦Ｒｎ－Ｃ＾Ｗ／ｍ＾ｓ）逡逑图６沙丘（ａＫ草甸化）２日１３年５月－８月能量闭合度逡逑打邋ｇ．６邋Ｅｎｅｒｇｙ邋ｂａｌａｎｃｅ邋ｃｌｏｓｕｒｅ邋ｏｆ邋ｔｈｅ邋Ｄｉｍｅ（ａ）邋ｖ邋ｍｅａｄｏｗ（ｂ）邋ｂａｓｅｄ邋ｏｎ邋ｔｈｅ邋ｄａｔａ邋ｉｎ邋Ｍａｙ－Ｊｕｌ，２０１３逡逑可见沙丘、草甸依然存在能量不闭合的间题。且能量不闭合率高达４６．１％、逡逑４８．８％。目前，各国学者判断导致能量不闭合的原因可能有：１）王嚷热通量板埋深逡逑在地下５ｃｍ处，在计算有效能时忽略了邋０？５ｃｍ处的±X倘却⒛埽彝跞廊攘靼逵胧靛义霞
本文编号：2761860
【学位授予单位】：内蒙古农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：Q948;P339
【图文】：
３６．１５＇？１２２。３８．２３＇邋Ｅ，４３。１９．２５＇逦２１．１０＇邋Ｎ），其研究区面积邋９．７１ｋｍ２，其地逡逑理位置见图２。逡逑足？邋＇Ｖ餐又祭．逡逑亏d凇祡鑒8朗逡逑[x邋Ｉ邋＇逦’逦？逦■逦’逦’逦’逦＊逦＇逦＇逦’逦’逦＊逦＇逦＊逦＊逦■逡逑ｉ逦心－逡逑！逦ｅ；逡逑ｆ邋、逦Ｊ逦？史利Ｅ逡逑ｗ逦岕邋１．６００逦３．２００逦４，ｅ0ＱＷｖ邋ｊｆ逡逑ｉ邋逦逡逑９逦ｎ护田＂染逦１２２巧护0＂取逦１２２。加＞’３０＂东逦１２２。拥’Ｕ＂东逦１２２。］掌如＂东逦１２２。＞？｜＜１＂东逦１２沪ＷＪＯ＂东逡逑图２邋研究区地形图逡逑Ｆｉｇ—２邋Ｔｈｅ邋ｌｏｃａｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ｔｈｅ邋ｓｔｕｄｙ邋ａｒｅａ逡逑总体上研究区地形自西向东、由南向北疆慢倾斜，西高东低。境内海拔最高为逡逑３０８．４ｍ，最低位８８．５ｍ。研究区为固定沙旺、半固定沙氏、流动沙氏相结合，巧甸逡逑相间分布，中间地带的草甸，农田和牧场镶嵌交强分布，地形起化，沙反、草甸、逡逑湖泊、农田和村庄分别占研究区总面积的５４．５％、２６．６％、５．２0／0、１０．４0／0、３３％。沙逡逑氏类型多样，其中固定、半固定沙氏主要ｙ■梁窝状、灌化沙堆和沙垄等形态分布；逡逑流动沙氏多新月形沙坛和沙氏链分布。逡逑
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本文编号：2761860
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