淮河流域稻麦轮作农田生态系统通量源区分布特征

Distribution characteristics of flux source of rice-wheat rotation agroecosystem in Huaihe River Basin

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摘要通量足迹模型通常用于解释通量观测数据的来源问题,以估算通量源区的位置和大小及不同的通量源区的相对贡献度.本文基于涡度通量观测数据,分析了不同时间尺度上的CO2通量的变化特征,并利用Kljun足迹模型对安徽省寿县稻麦轮作农田生态系统2020年11月1日-2021年10月30日的观测数据进行通量源区分析,探讨了不同大气条件和作物不同生长阶段的通量源区情况.结果表明:CO2通量具有明显的时间分异特征,年变化呈现"W"型双吸收峰特征,全年CO2通量均值为-0.81 μmol·m-2·s-1;水稻营养生长与生殖阶段的CO2通量日均值(-3.7 μmol·m-2·s-1)最小,碳吸收能力最强,冬小麦营养生长阶段CO2通量日均值(1.03 μmol·m-2·s-1)最大,表现为碳排放;研究区主风向为西南风,其次为东南风,因此通量源区长度最大值也主要分布在西南和东南方向;通量贡献率为80％时,全年通量源区长度最大值为158.17 m;大气稳定状态下的通量源区范围均大于大气不稳定状态,且作物不同生长阶段的通量源区显著不同,冬小麦营养生长阶段的通量源区范围最大,冬小麦营养生长与生殖阶段的源区范围最小.本文对寿县稻麦轮作农田生态系统通量源区的准确模拟,对于未来从单一站点的通量到区域尺度的上升工作起着至关重要的作用,掌握通量源区模型在淮河流域农田下垫面的运行情况,对提高该区温室气体预算的准确性也有着重要实践意义.

作者 张凯迪 ^[1] 姚筠 ^[1] 凌新锋 ^[1] 燕少威 ^[1] 张方敏 ^[2] 卢燕宇 ^[1] 学术成果认领

作者单位安徽省气象科学研究所/大气科学与卫星遥感安徽省重点实验室,合肥 230031;寿县国家气候观象台/中国气象局淮河流域典型农田生态气象野外科学试验基地,安徽寿县 232200 ^[1] 南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心/应用气象学院江苏省农业气象重点实验室,南京 210044 ^[2]

关键词淮河流域稻麦轮作农田生态系统涡度协方差 Kljun模型通量源区 Huaihe River Basin rice-wheat rotation agroecosystem eddy covariance Kljun model flux source

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研究论文

DOI 10.13292/j.1000-4890.202410.002

发布时间 2024-11-20

基金项目

中国气象局创新发展专项（CXFZ2022P009）；中国气象局创新发展专项（CXFZ2023J073）；中国气象局沈阳大气环境研究所联合开放基金课题（2021SYIAEKFMS37）；中国气象局气象能力提升联合研究专项（22NLTSQ011）