全 文 ：第 wu卷 第 ts期
u s s y年 ts 月
林 业 科 学
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’¦·qou s s y
长白山红松针阔混交林 ≤’u 通量的日变化与季节变化
关德新 吴家兵 金昌杰 韩士杰 张 弥 施婷婷
k中国科学院沈阳应用生态研究所 沈阳 ttsstyl
关键词 } ≤’u 通量 ~红松针阔叶混交林 ~日变化和季节变化
中图分类号 }≥zt{1xx 文献标识码 }„ 文章编号 }tsst p zw{{kussylts p stuv p sy
收稿日期 }ussx p sz p s{ ∀
基金项目 }国家自然科学基金kvsvzsu|vl !中国科学院知识创新重大项目kŽ≤÷t p ≥• p st p st„tl 和中国科学院沈阳应用生态研究所领
域前沿项目资助 ∀
∆ιυρναλ ανδ Σεασοναλ ς αριατιον οφ ΧΟu Φλυξ Αβοϖετηε Κορεαν Πινε
ανδ ΒροαδpΛεαϖεδ Μιξεδ Φορεστ ιν Χηανγβαι Μουνταιν
Š∏¤± ⁄¨ ¬¬± • ∏¬¤¥¬±ª ¬± ≤«¤±ª­¬¨ ‹¤± ≥«¬­¬¨ «¤±ª ¬ ≥«¬×¬±ª·¬±ª
kΙνστιτυτε οφ Αππλιεδ Εχολογψo Χηινεσε Αχαδεµψοφ Σχιενχεσ Σηενψανγ ttsstyl
Αβστραχτ} ⁄¬∏µ±¤¯ ¤±§ ¶¨¤¶²±¤¯ √¤µ¬¤·¬²± ²© ≤’u ©¯∏¬ ¤¥²√¨ ·«¨ Ž²µ¨¤± °¬±¨ ¤±§ ¥µ²¤§p¯ ¤¨√¨ § °¬¬¨ §©²µ¨¶·¬± ≤«¤±ª¥¤¬
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≤’u ¬±§¤¼·¬°¨ ¤±§µ¨¯¨ ¤¶¨§¬± ±¬ª«·q׫¨ °¤¬¬°∏°∏³·¤®¨ ²¦¦∏µµ¨§¤¥²∏·| ². ¦¯²¦®²© ²¯¦¤¯ ·¬°¨ ¬± ¦¯¨ ¤µ§¤¼q„¶¶¬°¬¯¤·¬²± º¤¶
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Κεψ ωορδσ} ≤’u ©¯∏¬~Ž²µ¨¤± °¬±¨ ¤±§¥µ²¤§p¯ ¤¨√¨ § °¬¬¨ §©²µ¨¶·~§¬∏µ±¤¯ ¤±§¶¨¤¶²±¤¯ √¤µ¬¤·¬²±
森林是陆地上面积最大的生态系统 o它通过光合作用吸收大量的 ≤’u 并将其长期地储存于生态系统
中 o森林生态系统 ≤’u 通量的研究备受关注k方精云等 ousst ~于贵瑞等 ousst ~吴家兵等 oussvl ∀长白山红
松k Πινυσ κοραιενσισl针阔混交林是东北亚典型的温带植被类型 o因具有较大的面积和较高的净初级生产力而
成为森林碳循环研究的重要对象 o被列入全球变化研究的中国东北样带k周广胜等 oussvl o但源库关系 !源汇
强度等关键数据还不清楚 o特别是弄清昼夜循环和季节更替导致的 ≤’u 通量日季变化 o是分析其碳收支机
理的基础 o由于观测方法的历史局限 o生态系统尺度的相关研究很难见到 ∀以往有关研究主要观测森林生态
系统的某个组分的 ≤’u 通量 o如森林土壤k蒋高明等 ot||z ~刘绍辉等 ot||{ ~易志刚等 oussvl !植物体或叶片
k李意德等 ot||z ~曾小平等 ousssl !树干k • ¤±ª ετ αλqoussvl等 o或采用间接计算k方精云 ot|||l及大气边界层
动力学方法k陈步峰等 ousstl进行生态系统尺度的 ≤’u 通量计算 o但观测时间较短 ∀us世纪 |s年代后期涡
动相关技术发展成熟 o开始应用于生态系统尺度的长期 ≤’u 通量监测 ousst年全球通量网kƒ˜÷‘∞×l统计
的 tws通量监测站中森林站就有 {s个k…¤¯§²¦¦«¬ετ αλqousstl o涡动相关技术成了多个生物圈研究计划的基
本手段 ∀中国通量网k≤«¬±¤ƒ˜÷l于 ussu年建成 o包括 x个森林监测站 o通过这些监测站 o基本了解了森林
生态系统的 ≤’u 通量概况k关德新等 oussw ~吴家兵等 oussw ~王秋凤等 oussw ~刘允芬等 oussw ~李正泉等 o
usswl o但 ≤’u 通量日变化和季节变化规律的研究结果极少 ∀本文在获取周年涡动相关 ≤’u 通量数据的基础
上 o分析长白山红松针阔混交林生态系统 ≤’u 通量的日变化和季节变化特征 o为森林碳收支的研究提供基
础 ∀另外 o本研究对象的优势树龄在 uss年左右 o这在国际碳通量研究中是极少见的 o所以本研究结果可为
国际上有关林龄与碳通量关系的研究热点提供重要依据 ∀
1 材料与方法
t1t 试验地概况 研究在中国科学院长白山森林生态系统定位站 t号标准地红松针阔混交林内进行kwuβ
uwχ‘otu{βyχ∞l o海拔 zv{ °∀根据 t|{u ) ussv年气候数据 o年均气温 v1y ε o年均降雨量 y|x °°∀无霜期
tws §左右 o日照时数 t {ss ∗ u vss «∀土壤为山地暗棕色森林土 ∀观测场附近下垫面地势平坦 o林型为成熟
原始林 o主乔木为红松 !椴树k Τιλια αµυρενσισl !蒙古栎k Θυερχυσ µονγολιχαl !水曲柳k Φραξινυσ µανδσηυριχαl !色木
槭kΑχερ µονοl ∀林分为复层结构 o下木覆盖度 ws h o林分平均株高 uy ° o立木株数约 xys株#«°pu o优势树龄
在 uss年左右 ∀
t1u 观测方法 观测林地建有高 yu °的微气象观测塔 o涡动相关系统的探头安装在 ws °高度的伸展臂
上 o由三维超声风温仪k≤≥„×v o≤¤°³¥¨¯¯ o˜≥„l和开路 ≤’uΠ‹u ’分析仪k¬p zxss o¬≤²µŒ±¦qo˜≥„l组成 o原
始采样频率为 ts ‹½o数据传输给数据采集器k≤• xsss o ≤¤°³¥¨¯¯ ≥¦¬¨±·¬©¬¦o˜≥„l进行存储 o同时进行 vs °¬±
的通量计算并存储 ∀另外还安装了常规气象观测系统 o包括 z 层风速仪 k„tss• o ∂ ¦¨·²µŒ±¶·µ∏°¨ ±·¶o
⁄¨ ±¥¬ª«¶«¬µ¨ o˜Žl !大气温度和湿度k‹°wx≤ o∂¤¬¶¤¯¤o‹¨¯¶¬±®¬oƒ¬±¯¤±§l o高度分别为 u1x !{ !uu !uy !vu !xs !ys
° o光合有效辐射传感器kŒp t|s≥¥o¬≤²µŒ±¦qo˜≥„l 设于距地面 vu °处 o地温探头ktsx× o≤¤°³¥¨¯¯ o˜≥„l
设置深度为 s !x !ts !us !xs !tss ¦°o土壤水分 ×⁄• 探头 k≤≥ytypo≤²°³¥¨¯¯ o˜≥„l设置深度为 x !us !xs ¦°o这
些要素的原始采样频率为 u ‹½o通过数据采集器k≤• uv÷ ¤±§ ≤• ts÷ o ≤¤°³¥¨¯¯ ≥¦¬¨±·¬©¬¦o˜≥„l采集并按 vs
°¬±计算平均值进行存储 ∀本文取 ussv年全年的数据进行分析 ∀
用便携式叶面积仪k¬p usss o¬≤²µŒ±¦qo˜≥„l观测叶面积 o在林内铁塔附近约 tss °长的样线上设 ts
个定位点采集原始数据 o采样时光感应探头高度为 t ° o对照点设在塔上 vu °高度 o重复 u次游动观测 o得到
叶面积 o生长季每 x ∗ ts §观测 t次 o叶生长迅速的春季和落叶期增加观测次数 ∀观测值代表的是高 t°以
上的叶 !干和枝的面积系数 ΠΑΙ k³¯¤±·¤µ¨¤¬±§¨¬l ∀
t1v 涡动相关数据的计算与处理 根据三维超声风温仪和开路 ≤’uΠ‹u ’分析仪观测资料 o以 vs °¬±为平均
长度 o采用涡动相关方法实时计算 ws °高度的 ≤’u 通量 Φ≤ o计算公式为
Φ≤ € ωχχχ ktl
式中 }ωj和 χj表示重点风速和 ≤’u 浓度的脉动值 o上横线表示协方差 o计算过程中还包含了密度订正k • ¥¨¥ ετ
αλqot|{sl ∀为了检验探头姿态 o采用三维旋转kv⁄µ²·¤·¬²±l和平面旋转k³¯¤±¤µp©¬·µ²·¤·¬²±l方法进行了坐标订
正k • ¬¯¦½¤® ετ αλqousst ~吴家兵等 ousswl o通量结果偏差很小 o年总量变化为 s1x h ∗ v1u h o可以忽略不计 ∀
探头高度以下的大气 ≤’u 储存项 Φ≥ 利用分析仪测定的 ≤’u 浓度进行计算k‹²¯ ¬¯±ª¨µ ετ αλqot||w ~
°¬¯¨ ª¤¤µ§ ετ αλqousst ~Ž±²«¯ ετ αλqoussvl o则净交换量k±¨ ·¨ ¬¦«¤±ª¨ ¶¨·¬°¤·¨o ΝΕΕlk以下仍称为通量l为 ΝΕΕ
€ Φ≤ n Φ≥ o通量为负值表示森林吸收大气 ≤’u o正值表示向大气释放 ≤’u ∀
为了控制数据质量 o从时间系列中剔除方差大于 v的数据 o并根据超声风温仪观测的摩擦速度剔除弱湍
流条件k摩擦速度小于 s1u °#¶ptl的数据 o临界摩擦速度 s1u °#¶pt根据夏季ky ) {月l夜间的 ≤’u 通量与摩
擦速度的经验关系确定k赵晓松等 oussy ~Š∏¤± ετ αλqoussyl o这与其他地区森林的研究结果相似kŠ²∏¯§¨± ετ
αλqot||y ~¬±§µ²·« ετ αλqot||{l ∀
全年有效的观测数据占 {y1| h o降水期间探头探测路径受阻或停电和仪器维护等原因造成的缺测利用
以下方法插补 }tl小于 v «的短时间缺测 o用线性内插方法插补 ~ul大于 v «的缺测 o按 ts §分段的阶段数据
规律进行插补 o白天和夜间采用不同的方法 o白天净生态系统 ≤’u 交换量 k ΝΕΕl与光合有效辐射
k³«²·²¶¼±·«¨·¬¦¤¯ ¼¯ ¤¦·¬√¨ µ¤§¤·¬²±o ΠΑΡl的关系用 ¬¦«¤¨ ¬¯¶2 ±¨·¨±方程拟合k²µi± ετ αλousssl
ΝΕΕ € Ρ¨ p Π°¤¬ # ΠΑΡΠk Κ° n ΠΑΡl kul
式中 }Π°¤¬为最大光合速率 oΡ¨为生态系统呼吸 oΚ° 为 ¬¦«¤¨ ¬¯¶2 ±¨·¨±方程常数 o都与生态系统和季节有关
k关德新等 oussw ~Š∏¤± ετ αλqoussyl ∀
夜间 ΝΕΕ与土壤温度的关系用指数方程拟合k¨¨ ετ αλqot|||l }
ΝΕΕν € βt ¬¨³kβu ΤΣl kvl
式中 }ΝΕΕ± 为夜间净生态系统 ≤’u 交换量 o即生态系统呼吸 oΤ¶为 x ¦°土壤温度 oβt !βu 是常数 o βt €
wut 林 业 科 学 wu卷
s1svx y oβu € s1tu| y oΡu € s1wyx o回归方程达极显著水平kŠ∏¤± ετ αλqoussyl ∀
2 结果与分析
u1t 晴天和多云天日变化的比较 图 t是生长季夏天典型的多云天ky月 t{日 o图 t¤l和晴天ky月 t|日 o
图 t¥l生态系统 ≤’u 通量 ΝΕΕ的日变化情况 o图中还绘出了储存项 Φ¶ !光合有效辐射 ΠΑΡ !空气饱和差
k√¤³²µ³µ¨¶¶∏µ¨ §¨©¬¦¬·o ςΠΠl的日变化kt{日早 v ∗ y时因降雨 ΝΕΕ和 Φ¶缺测l ∀可见 }tl生长季 ΝΕΕ存在明
显的日变化 o日出后随光照增加生态系统由 ≤’u 释放转为吸收 o晴天条件下吸收强度迅速增大 o在 |时左右
达到最大k图 t¥l ~多云天吸收强度与 ΠΑΡ正相关k图 t¤l ~在日落前由吸收转为释放 o夜间保持释放 ∀ul Φ¶
在日出后由正值转为负值 o一般在早晨 z ∗ {时达最小 o白天多为负值 o即探头高度以下的大气 ≤’u 浓度由于
植被的光合吸收而逐渐下降 oΦ¶在午后比 ΝΕΕ提早转为正值 o夜间保持正值 o即探头高度以下的大气 ≤’u
浓度由于生态系统的呼吸作用而逐渐上升 ∀vl≤’u 的吸收不随 ΠΑΡ 的增加而一直增加 o晴天最大的通量出
现在上午 { ∗ ts时 o而不出现在 ΠΑΡ 最大的中午 o这主要是由空气饱和差 ςΠ∆所制约的 o晴天中午高 ςΠ∆
迫使叶片的光合作用下降k¨∏±¬±ªot||x ~Š∏¤± ετ αλqoussyl o如图 t¥t|日上午 { }vs ≤’u 吸收强度最大 o对
应的 ΠΑΡ不是全天最大值 o| }ss ∗ tw }vs的 ΠΑΡ 均高于此值 o但 ≤’u 吸收强度却在逐渐下降 ∀ ςΠ∆较低时
对叶片光合作用的限制作用较小 o吸收强度与 ΠΑΡ的正相关关系较明显k图 t¤l ∀
u1u 月平均的日变化 图 u为 ΝΕΕ月平均的日变化 o除了寒冷的冬季外 o其他季节 ≤’u 通量都具有上述的
日变化特征 o即白天吸收 !夜间释放 ≤’u o但强度随季节变化 o大致可分为 v个水平 oy ) {月白天吸收和夜间
释放 ≤’u 强度均较大 o月平均最大强度分别达 p s1{和 s1w °ª≤#°pu¶p t ox月和 |月次之 o白天和夜间的平均
最大强度达 p s1w和 s1u °ª≤#°pu¶p t o其他月份的通量较小 o平均值为 p s1t ∗ s1t °ª≤#°pu¶p t o其中温度最
低的 tu月至次年 u月的通量最小 ∀
π ≤’u 通量 ≤’u ©¯∏¬k ΝΕΕl ο储存项 ≥·²µ¤ª¨ ·¨µ° k Φ¶l
ϖ 光合有效辐射 °«²·²¶¼±·«¨·¬¦¤¯ ¼¯ ¤¦·¬√¨ µ¤§¬¤·¬²± k ΠΑΡl n饱和差 ∂¤³²µ³µ¨¶¶∏µ¨ §¨©¬¦¬·k ςΠ∆l
图 t 多云天k¤l和晴天k¥l生态系统 ≤’u 通量k ΝΕΕl !储存项k Φ¶l !光合有效辐射k ΠΑΡl和饱和差kςΠ∆l的日变化
ƒ¬ªqt ⁄¬∏µ±¤¯ √¤µ¬¤·¬²±¶²© ≤’u ©¯∏¬k ΝΕΕl o¶·²µ¤ª¨ ·¨µ° k Φ¶l o³«²·²¶¼±·«¨·¬¦¤¯ ¼¯ ¤¦·¬√¨ µ¤§¬¤·¬²± k ΠΑΡl ¤±§
√¤³²µ³µ¨¶¶∏µ¨ §¨©¬¦¬·k ςΠ∆l ¬± ¦¯²∏§¼ k¤l ¤±§¦¯ ¤¨µ§¤¼ k¥l
u1v 日总量和月总量的季节变化 ≤’u 通量日总量定义为 s点开始累计的 uw «通量总和 oussv年日总量
ΝΕΕδ 动态变化如图 v所示 ot ) v月温度很低 o植物基本没有光合作用 o森林生态系统有微弱的呼吸k平均值
s1x ª≤#°pu§ptl ∀随着温度升高 o植物开始萌动 o针叶树种白天可以进行光合作用 ow月中旬以后 oΝΕΕδ 有负
值出现 ox月中旬到 |月上旬是植被生长旺季 oΝΕΕδ 几乎都是负值 o其中 y月上 !中旬 ≤’u 通量较大 o可超过
p y ª≤#°pu§p t o主要原因是阴雨天少 !光照充足 ∀z !{月由于阴雨天增多 o通量变小 o偶尔出现净释放k发生
在光照很弱 !而温度又相对较高的天气l ∀|月叶片逐渐老化 o光合吸收迅速下降 ots月以后 ΝΕΕδ 保持正
xut 第 ts期 关德新等 }长白山红松针阔混交林 ≤’u 通量的日变化与季节变化
图 u ≤’u 通量月平均的日变化
ƒ¬ªqu ²±·«¯¼ ¤√¨ µ¤ª¨§§¬∏µ±¤¯ √¤µ¬¤·¬²± ²© ≤’u ©¯∏¬
值 ∀
按月累计的结果 oy月生态系统的净碳吸收
最大 o为 p tts ª≤# °pu oz !{ !x 月次之 o分别为
p {t !p ys和 p wt ª≤#°pu ow月的碳交换近似平
衡k p t ª≤# °pul o| 月为较小负值 k p tu ª≤#
°pul ots 和 tt 月正值相对较大kuy 和 uv ª≤ #
°pul otu月和 t ) v月变化于 tx ∗ us ª≤#°pu之
间 ∀ussv年该生态系统净碳吸收量为 p t{w ª≤#
°pu ok相当于 p t1{w ·≤#«°pul o这与加拿大安大
略省南部不足百年林龄落叶混交林 t||y年的观
测结果kt|s ª≤#°pulk¨¨ ετ αλqot|||l相近 ∀丹
麦 {s年林龄的榉木林 u年的观测结果是 uvu和
tww ª≤#°pu k°¬¯¨ ª¤¤µ§ ετ αλqousstl ou年的平均
值与本文的结果接近 ∀
图 v ≤’u 通量日总量k ΝΕΕ§l的季节变化
ƒ¬ªqv ≥ ¤¨¶²±¤¯ √¤µ¬¤·¬²± ²©§¤¬¯¼ ≤’u ©¯∏¬k ΝΕΕ§l
u1w ≤’u 通量日 !季变化主要控制因子 从气
候特点看 o该生态系统降水较充沛 o水分不是影
响 ≤’u 交换的限制性因子 ∀在年时间尺度上 o叶面积变化是影响生态系统光合吸收 ≤’u 的重要原因 o图 w是
月平均叶面积指数k³¯¤±·¤µ¨¤¬±§¨¬o ΠΑΙl随月平均气温 Τ¤的变化 o可用一元三次回归方程拟合
ΠΑΙ € ks1ttyΤv¤ n x1|u{ Τu¤ n yz1s|x Τ¤ n tyyx1ul ≅ tspv Ρu € s1|zz kwl
对回归方程进行显著性检验 oπ  s1sst o达极显著水平 o可见 u者有密切的相关关系 ∀
由于温度也是生态系统呼吸的主要控制因子k公式 vl o所以生态系统 ≤’u 通量季节变化主要受温度的
制约 o月净交换量 ΝΕΕ° 与月平均气温 Τ¤的关系如图 x所示 o可用一元三次回归方程拟合
ΝΕΕ° € kp z1vu{ ≅ tspv Τv¤ p s1tyw Τu¤ p v{t1xyΤ¤ n uu ss{l ≅ tspv Ρu € s1{zy kxl
对回归方程进行显著性检验 o π  s1sst o达极显著水平 o可见温度对 ΝΕΕ季节变化制约作用是显著的 ∀
日变化是叠加在季节变化之上的短周期波动 o在其他因素k叶面积 !温度 !水分供应等l相对稳定时 o生态
系统的呼吸也相对稳定 o≤’u 通量日变化主要受光合作用的制约 o所以光合有效辐射 ΠΑΡ 是主要影响因子 o
图 y显示了 z月白天 ΝΕΕ随 ΠΑΡ的变化 o可见 u者具有密切的关系 o通常用公式kul表达 ∀由于温度 !叶面
积等环境因子的季节变化 o式kul中的系数也随之变化 o研究结果表明k关德新等 ousswl o该生态系统的 Π°¤¬
和 Ρ¨在 z月最大 oy !{月次之 ox !|月再次 o这与温度 !叶面积的变化特点是一致的 ox ) |月回归方程kul的相
关系数为 s1xw{ ∗ s1ytyk均达达
极显著水平l ∀另外 oςΠ∆ 也是
通过影响 Π°¤¬和 Ρ¨起作用的 o
这 u个系数随 ςΠ∆的上升而减
小 o并与季节有关k关德新等 o
usswl ∀赵晓松等kussyl利用相
同观测数据kvs °¬±平均值l进
行了生长季各月 ΝΕΕ与环境因
子的偏相关分析 o结果表明 }如
果固定温度和 ςΠ∆ 的影响 o
ΝΕΕ与 ΠΑΡ 的偏相关系数在
s1x以上 o其中 w ) {月在 s1y以
上 ~如果固定温度和 ΠΑΡ 的影
响 oςΠ∆与 ΝΕΕ的 w ) y月偏相
关系数约为 s1w oz ) |月为 s1u
yut 林 业 科 学 wu卷
∗ s1v o生长季各月温度与 ΝΕΕ的偏相关系数ks1t ∗ s1wl都比 ΠΑΡ与 ΝΕΕ的要小 ∀这些结果表明 o≤’u 通量
日变化主要受 ΠΑΡ的制约 oςΠ∆也有一定的影响 o而受温度的影响较小 ∀
ϖ 观测值  ¤¨¶∏µ¨°¨ ±·¶ ) 回归方程kwl• ª¨µ¨¶¶¬²± ¨´ ∏¤·¬²± kwl
图 w 月平均叶面积指数k ΠΑΙl与月平均气温k Τ¤l的关系
ƒ¬ªqw • ¨¯¤·¬²±¶«¬³¥¨·º¨¨ ± °²±·«¯¼ °¨ ¤± ³¯¤±·¤µ¨¤
¬±§¨¬k ΠΑΙl ¤±§ °²±·«¯¼ ° ¤¨± ¤¬µ·¨°³¨µ¤·∏µ¨ k Τ¤l
ο 观测值 °¨ ¤¶∏µ¨° ±¨·¶ ) 回归方程kxl • ª¨µ¨¶¶¬²± ¨´ ∏¤·¬²± kxl
图 x ≤’u 月通量k ΝΕΕ°l与月平均气温k Τ¤l的关系
ƒ¬ªqx • ¨¯¤·¬²±¶«¬³¥¨·º¨¨ ± °²±·«¯¼ ≤’u ©¯∏¬k ΝΕΕ°l
¤±§ °²±·«¯¼ ° ¤¨± ¤¬µ·¨°³¨µ¤·∏µ¨ k Τ¤l
ο观测值  ¤¨¶∏µ¨°¨ ±·¶ ) 回归方程kul• ª¨µ¨¶¶¬²± ¨´ ∏¤·¬²± kul
图 y z月的白天 ≤’u 通量k ΝΕΕl与
光合有效辐射k ΠΑΡl的关系
ƒ¬ªqy • ¨¯¤·¬²±¶«¬³¥¨·º¨¨ ± §¤¼·¬°¨ ≤’u ©¯∏¬k ΝΕΕl ¤±§
³«²·²¶¼±·«¨·¬¦¤¯ ¼¯ ¤¦·¬√¨ µ¤§¬¤·¬²± k ΠΑΡl ¬± ∏¯¼
3 结论与讨论
红松针阔混交林 ≤’u 通量随着气象条件的变化呈现明
显的日变化和季节变化 o在生长季白天为明显的碳汇 o夜间
为碳源 o晴天最大的吸收强度发生在上午 |时左右 o而多云
天和阴天吸收强度与光照强度同步 o夜间森林生态系统的
呼吸强度随环境温度的升高而增大 ∀季节变化特点是生长
季生态系统表现为明显的碳吸收 oy ) {月吸收量较大 o植物
休眠的冬季生态系统表现为弱的碳释放 o生长季与休眠期
的过渡阶段碳收支近似平衡 ∀在当地气候条件下 o温度是
限制叶面积生长的主要环境因子k如回归方程 wl o也是影响
呼吸的主要环境因素k如公式 ul o所以生态系统 ≤’u 通量在
年尺度上的季节变化主要受温度的制约k如回归方程 xl ∀
而日变化主要受光合有效辐射和饱和差的影响 o温度的影
响较小 ∀
森林生态系统 ≤’u 通量的日变化和季节变化是系统内
各个组分复杂的生理过程和物理过程综合作用的结果 o是
森林碳收支机制分析的重要内容 ∀由于生态系统类型 !组分和生理 !生态过程的复杂性 o不同森林生态系统
≤’u 通量的大小和动态变化也是复杂的 o驱动因子也不尽相同 o特别是不同气候带的森林生态系统 o其制约
因子和影响规律可能有较大差别 ∀要弄清森林生态系统碳收支机理 o有必要将生态系统尺度的涡动相关观
测与系统中各组分 ≤’u 通量观测相结合 o在同步观测的基础上 o针对当地的气候 !植被 !土壤特点 o探讨制约
≤’u 通量的主要因子和影响规律 o这也是国际上森林碳循环研究的主要趋势之一 ∀
值得注意的是 o各种研究结论都是建立在观测结果之上或需要观测结果来验证的 o所以观测技术和方法
显得十分重要 ∀各种观测方法都有优势和不足 o箱式 p浓度分析法可以灵活地选择生态系统的不同组分k叶
片 !土壤 !枝干等l o在小尺度上进行观测 o且仪器设备价格较低 o但必须干扰环境 o还存在尺度上推计算中的
不确定性 o以及自动观测难度大等不足 ~涡动相关方法能够直接观测生态系统尺度的通量 o不干扰环境 o时
间分辨率和自动观测程度高 o但诸如地势不平 !弱湍流影响 !平流干扰等技术问题的存在 o使得该方法还有一
定的误差 ∀不同方法之间进行弥补和比较 o是该研究领域今后的重要内容之一 ∀
zut 第 ts期 关德新等 }长白山红松针阔混交林 ≤’u 通量的日变化与季节变化
参 考 文 献
陈步峰 o林明献 o李意德 o等 qusst1 海南尖峰岭热带山地雨林近冠层 ≤’u 及其通量特征研究 q生态学报 outktul }utyy p utzu
方精云 o朴世龙 o赵淑清 qusst1≤’u 失汇与北半球中高纬度陆地生态系统的碳汇 q植物生态学报 ouy }x|w p ysu
方精云 qt|||1森林群落呼吸量的研究方法及其应用的探讨 q植物学报 owtktl }{{ p |w
关德新 o吴家兵 o于贵瑞 o等 qussw1 气象条件对长白山阔叶红松林 ≤’u 通量的影响 q中国科学 }⁄辑 ovwk增刊 µl }tsv p ts{
蒋高明 o黄银晓 qt||z1 北京山区辽东栎林土壤释放 ≤’u 的模拟实验研究 q生态学报 otzkxl }wzy p w{u
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k责任编辑 于静娴l
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