西藏高寒草甸生态系统能量闭合与碳通量—光响应特征研究
  • 【摘要】

    西藏高寒草甸海拔较高,地域环境特殊,气候变化复杂,太阳辐射强烈,植被盖度较低。太阳辐射对于土壤的加温较为直接。在一天内,土壤温度的变化较为剧烈。在这种特殊的气候环境下。生态系统的能量闭合状况与碳通量对于光的响应特征可能与其他地区有所不同。本研究以西藏高原高寒草甸生态系统为研究对象,研究区域位于两藏自治区当雄县草原站。运用涡度相关的观测方法获得2003—2006年的碳通量与小气候数据,对这种特殊环境... 展开>>西藏高寒草甸海拔较高,地域环境特殊,气候变化复杂,太阳辐射强烈,植被盖度较低。太阳辐射对于土壤的加温较为直接。在一天内,土壤温度的变化较为剧烈。在这种特殊的气候环境下。生态系统的能量闭合状况与碳通量对于光的响应特征可能与其他地区有所不同。本研究以西藏高原高寒草甸生态系统为研究对象,研究区域位于两藏自治区当雄县草原站。运用涡度相关的观测方法获得2003—2006年的碳通量与小气候数据,对这种特殊环境下的能量闭合与碳通量的光响应特征进行了研究。
       一、西藏高寒草甸生态系统的能量闭合
       运用计算OLS(OrdinaryLeastSquares)斜率和计算EBR(EnergyBalanceRatio)能量闭合比率的方法,对西藏高寒草甸的能量闭合状况进行了研究。研究结果表明,当雄草原站存在着能量不完全闭合的现象,全部数据OLS线型回归斜率为0.53。生长季能量闭合状况好于非生长季,白天好于夜晚,晴天好于阴天和雨雪天气。随后对能量不闭合的原因进行了初步分析。将潜热通量、显热通量以及土壤热通量的时间提前后,能量闭合程度提高。因此,我们分析,由于热量传输速率的差别,在很大程度上影响了能量的闭合。
       二、西藏高寒草甸碳通量的光响应状况
       运用传统的光响应模型,即直角双曲线的模拟方法,对碳通量与光合有效辐射进行模拟,发现在光辐射较强,植被盖度较低的当雄草甸,模拟的结果与传统的直角双曲线关系有较大差别。大部分的数据是呈现出离散的趋势。将不同的天气状况分情况讨论后,发现典型的晴天的光响应曲线,上午与下午的NEE(netecosystemexchange)数据呈现了离散的倒三角形分布。下午的碳交换量没有随着PAR(光合有效辐射)的变化而有规律的变化。而多云天和阴天这种现象则表现得不明显,较为符合直角双曲线的形状。
       三、对于光响应模型的改进
       通过分析,结合能量闭合的计算结果,在各个环境因子中寻找导致这种现象的原因。将土壤温度进行分级后,对不同温度下的碳通量的光响应曲线进行比较,发现不同温度下NEE与PAR的关系也是不相同的。通过进一步研究,我们发现这种现象在其他所有生态系统都是存在的,只是由于当雄地区特殊的气候状况造成了问题的凸显。我们提出了对光响应模型的改进设想,将温度作为变量,并且引入最大表观量子效率(α0),羧化导度(gx),0℃时的生态系统呼吸速率(a),生态系统呼吸对温度响应的敏感程度(b)四个参数,把温度作为新的变量引入模型,表征了碳通量随光辐射交化的特征状况。新的模型与以往的模型相比吏能准确的表达各个变量之间的关系,以及碳通量变化的实际情况。 收起<<

  • 【作者】

    李泉 

  • 【学科专业】

    生态学

  • 【授予学位】

    硕士

  • 【授予单位】

    中国科学院地理科学与资源研究所

  • 【导师姓名】

    张宪洲

  • 【学位年度】

    2008

  • 【语种】

    chi

  • 【关键词】

    西藏高寒草甸  生态系统  碳通量  能量闭合  直角双曲线模型  光响应特征