涡度相关法研究土壤水分状况对沙地杨树人工林生态系统能量分配和蒸散日变化的影响

Soil moisture affects energy allocation and diurnal evapotranspiration of a poplar plantation-an eddy-covariance-based study

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摘要为了解位于北京大兴区林场杨树人工林在不同的土壤水分环境条件下的水汽交换过程和能量的分配差异及其与环境因子关系,运用涡度相关(Eddy covariance, EC)法开路系统、常规微气象观测系统及土壤热通量板等设施对生态系统生长季内典型水分胁迫和无水分胁迫条件下蒸散日变化、能量分配以及与各环境因子的关系进行了测定分析和比较.结果表明,在水分严重胁迫日(以7月7日为例),蒸散日变化过程为单峰曲线,全天(24h)蒸散量为2.4 mm;而在无水分胁迫典型日(以7月25日为例),蒸散日变化过程呈多峰曲线,全天蒸散量为4.5 mm.能量平衡分析显示,无水分胁迫条件下潜热通量(LE)占净辐射通量(Rn)的比例远高于水分胁迫条件下潜热通量占净辐射通量的比例,说明水分充足时,能量的大部分用于蒸散.水分胁迫条件下蒸散速率与各环境因子的相关性均低于无水分胁迫条件下蒸散速率与环境因子的相关性.水分胁迫条件下,蒸散速率主要与净辐射和下垫面因子关系显著,而与其它因子的相关性较小;无水分胁迫条件下,蒸散速率与下垫面土体含水量和各气象因子均表现出较强的相关性.大气温度对于两个典型日蒸散速率的影响均很小;土壤含水量与水分胁迫日的蒸散速率几乎没有相关性,反应出土壤水分含量低至对蒸散几乎没有贡献了.

作者刘晨峰 ^[1] 张志强 ^[1] 查同刚 ^[1] Ge Sun ^[2] Chen Jiquan ^[3] 朱金兆 ^[1] 申李华 ^[1] 张津林 ^[1] 陈军 ^[1] 崔令军 ^[1] 学术成果认领

作者单位北京林业大学水土保持与荒漠化防治教育部重点实验室,北京,100083 ^[1] Southern Global Change Program, USDA FS, 920 Main Campus, Raleigh, NC 27606, U.S.A ^[2] Landscape Ecology & Ecosystem Science, University of Toledo, Toledo, OH 43606, U.S.A ^[3]

关键词涡度相关法土壤水分蒸散速率能量平衡沙地杨树人工林

主题词土壤(Soil)脱水(Dehydration)研究(Research)生态系统(Ecosystem)环境(Environment)

分类号 S181

DOI 10.3321/j.issn:1000-0933.2006.08.017

发布时间 2006-09-19

基金项目

高等学校博士学科点专项科研项目（20040022013）；教育部科学技术研究重点项目（105027）；国家科技攻关项目；中美碳联盟USCCC国际合作资助项目