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六盘山华北落叶松林分蒸腾日内变化及其对环境因子的响应

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【作者】 马菁郭建斌刘泽彬王彦辉张紫优

【Author】 Ma Jing;Guo Jianbin;Liu Zebin;Wang Yanhui;Zhang Ziyou;School of Soil and Water Conservation, Beijing Forestry University;Research Institute of Forest Ecology, Environment and Protection, Chinese Academy of Forestry, Key Laboratory of Forestry Ecology and Environment of National Forestry and Grassland Administration;

【通讯作者】 郭建斌;

【机构】 北京林业大学水土保持学院中国林业科学研究院森林生态环境与保护研究所国家林业和草原局森林生态环境重点实验室

【摘要】 【目的】理解林木蒸腾日内变化及其对主要环境因子的响应规律,进一步阐释短时间尺度下环境条件调控森林蒸腾的机理。【方法】以宁夏六盘山香水河小流域华北落叶松人工林为研究对象,在2018年生长季(5—10月)连续监测样树的树干液流变化,并同步观测气象条件和土壤湿度,分析小时尺度的林分蒸腾对环境因子的响应,并建立多因素影响的蒸腾模型。【结果】(1)在小时尺度上,林分蒸腾量(T)对太阳辐射(Rs)和饱和水汽压差(VPD)的响应均呈二次多项式函数关系;随Rs和VPD的增加,T均先增加,当Rs和VPD分别达到666.7 W/m2和1.86 kPa后达到峰值,然后逐渐减小。(2)T对土壤可利用水分(REW)的响应符合趋于饱和的指数关系,T随REW的增加表现为先增加,当REW> 0.3后,T逐渐趋于稳定。(3)在确定T响应Rs、VPD和REW的类型并耦合形成蒸腾模型后,利用生长季内的奇数天小时观测值进行拟合参数,并用偶数天小时观测值进行验证,得到T响应多因素变化的耦合模型:T=(-6.347 0×10-5Rs2-0.637 0Rs-208.734 8)×(-0.003 2VPD2+0.013 8VPD+0.001 7)×(-0.008 1-0.004 6(1-exp(-12.469 6REW))),该模型在校准阶段(R2=0.74,纳什效率系数(NSE)=0.82)和验证阶段(R2=0.77,NSE=0.84)均表现出较好的模拟效果。【结论】在小时尺度上,林分蒸腾量可以由耦合了太阳辐射、饱和水汽压差和土壤可利用水分影响的耦合模型进行较好的预测。本研究结果可为精确预测变化环境下的华北落叶松林分日内蒸腾提供理论基础,同时模型的构建方法可为其他区域和其他树种的林分蒸腾模型的建立提供参考依据。

【基金】 国家重点研发计划项目课题(2017YFC0504602);宁夏“十三五”重大科研项目(QCYL-16-12);国家林业和草原局宁夏六盘山森林生态定位站
【所属期刊栏目】 林学 (2020年05期)
  • 【分类号】S791.22
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