两种方法测定华北平原农田生态系统净碳交换量的研究

摘要

本研究以中国科学院山东禹城综合试验站为试验平台，以涡度相关法和箱法为主要技术手段，以两种方法观测的禹城站2005年10月～2006年10月冬小麦～夏玉米轮作农田生态系统的CO<,2>通量数据为基础，对两种方法在观测冬小麦和夏玉米CO<,2>通量的日变化和季节变化特征加以分析，深入探讨了两种方法在评价华北平原农田NEE的差异，主要得到了以下几个方面的结论： 1)小麦生长旺盛期，晴朗白天透明箱内CO<,2>浓度随采样时间呈非线性下降，指数拟合法(ER)计算的CO<,2>通量高于线性拟合法(LR)的计算结果，用扣箱后前10min的CO<,2>浓度计算的通量高于0～15min的计算值，夜间两种方法差别不大，LR法略高一些。白天、夜间分别采用ER10法(指数拟合，0～10min)和LR15法(线性拟合，1～15min)计算箱法CO<,2>通量，经辐射校正后方可与涡度相关法测定的CO<,2>通量比较。 2)涡度相关法和箱法测定的CO<,2>通量日变化均呈现明显的单峰型变化，但峰值出现时间和大小不同。在保证涡度相关法和箱法观测数据质量的条件下，日变化观测过程中冬小麦田箱法白天NEE的观测结果与涡度相关法测定结果有比较好的一致性。箱法观测的CO<,2>通量比涡度相关法测定值平均偏低23.9％；夜间涡度相关法测定的CO<,2>通量比箱法观测值平均偏低42.5％。夏玉米田白天箱法观测的NEE比涡度相关法测定值平均偏高35.5％，这与冬小麦田白天得出的结论不同；夜间涡度相关法测定的NEE比箱法观测值平均偏高4.3％，没有出现类似冬小麦田涡度相关法通量的低估。 3)季节变化分析表明冬小麦田涡度相关法获得的净生态系统交换量峰值在-1428.9 mg·m<'-2>·h<'-1>左右，峰值出现在冬小麦直播后191d，在生长季中涡度相关法的通量平均为-783.3mg·m<'-2>·h<'-1>，箱法的净生态系统交换平均为-308.5 mg·m<'-2>·h<'-1>；涡度相关法测定的NEE值比箱法观测值平均偏高60％;玉米季涡度相关法获得的NEE峰值出现在夏玉米直播后64d，为-1037.7mg·m<'-2>·h<'-1>。同时期观测中涡度相关法测定的NEE平均为-584.5mg·m<'-2>·h<'-1>，箱法观测的NEE平均为-931.6mg·m<'-2>·h<'-1>。箱法NEE观测值比涡度相关法测定值平均偏高37.3％。 4)对引起两种方法农田NEE观测值的环境因子进行了初步分析：从PAR、风速以及测定面积、仪器的观测高度等方面进行了综合考虑。冬小麦田观测发现当夜间风速较低时，涡度相关法测定的碳通量偏低，可用箱法加以校正。白天用涡度相关法测定的碳通量校正透明箱法观测的碳通量适用于只能进行箱法观测的小块区域有一定的意义。

目录

文摘

英文文摘

1文献综述

2引言

2.1.研究农田CO2通量的意义

2.2研究目的

2.3研究要解决的问题

3试验材料与方法

3.1试验区概况

3.3试验方法

4结果与分析

4.1禹城试验站气候、土壤和植被状况

4.2冬小麦田CO2交换量的观测及季节变化规律分析

4.2.1涡度相关法测定的冬小麦田CO2通量

4.2.2透明箱法观测的冬小麦田CO2通量

4.2.3涡度相关和箱法观测定的冬小麦CO2通量值的日变化和季节变化差异性分析

4.3.1涡度相关法测定的夏玉米田CO2通量

4.3.2箱法观测的夏玉米田CO2通量

4.3.3涡度相关法和箱法测定的夏玉米田CO2通量值的差异性分析

5结论

6讨论

参考文献

致谢

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