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塔克拉玛干沙漠和古尔班通古特沙漠作为我国最大的流动沙漠和半固定沙漠,以其独特的下垫面影响着当地陆气交换,从而影响区域气候。对新疆不同沙漠下垫面的C02通量变化规律及其环境响应因素进行研究,对于探明我国典型沙漠生态系统的碳循环过程和评价其在全球碳循环中扮演的角色具有重要意义。本研究基于新疆塔克拉玛干沙漠和古尔班通古特沙漠的陆气相互作用观测试验站近5年的通量观测数据,野外强化观测试验数据和GOSAT卫星数据产品,系统分析了适用于新疆沙漠地区通量观测研究的最佳数据处理及评价方法,揭示了流动沙漠和半固定沙漠区的CO2通量变化规律,并分析了流动沙漠和半固定沙漠区地气碳交换环境影响因素,定量评价了南北疆两大沙漠在不同时间尺度上的碳源／碳汇能力,并得出了以下主要结论：(1)塔克拉玛干沙漠腹地大气C02浓度2013年均值为387.3 ppm,具有单峰型日变化特征。近地层大气C02浓度廓线具有上层浓度高于下层浓度的特点。该区域大气cO2浓度与气温、风速均具有显著的相关关系。塔克拉玛干沙漠腹地塔中和北缘肖塘土壤40cm处的CO2浓度变年平均值分别为662.73 μmol · mol-1和562.55 μmol ·mol01,塔中流动沙漠区的土壤C02浓度年平均值是肖塘地区的1.2倍。塔克拉玛干沙漠土壤CO2浓度随土壤温度、湿度的增加而增加,随着大气压力的增加而减小。当沙漠区的碳吸收能力增强时,土壤C02浓度随之升高,碳吸收能力减弱时,土壤C02浓度随之减小。(2)二次旋转(DR)倾斜校正法能够满足校正塔克拉玛干沙漠起伏地形下的通量观测数据的需求。WPL密度修正对极端干旱的塔克拉玛干沙漠C02通量的修正量达80%。对流动沙漠区碳收支进行评价时,可使用30min间隔作为通量计算周期,开展湍流热通量的细微结构研究时可采用15min通量周期。沙漠区开路涡动相关系统具备高频信号的响应能力,能量闭合率和通量贡献区能够满足沙漠碳通量观测研究需求。(3)塔克拉玛干沙漠腹地流动沙漠区在日、月尺度上均表现为碳汇,其NEE日总量平均值为-0.4 gCm-2d-1。NEE月总量最大值出现在6月,峰值达到-19.0 gCm-2mon-1, NEE月总量平均值为-8 gCm-2mon-1。在日变化规律上,塔克拉玛干沙漠腹地白天表现出净碳吸收,夜晚表现为微弱碳释放或碳平衡特征,并在正中午达到最强吸收状态。塔克拉玛干沙漠北缘胡杨林沙漠交错过渡带在日、月尺度上也表现为碳汇。NEE日总量平均值为-0.6 gCm-2d-1; NEE月总量平均值为-22 gCm-2mon-1, NEE月总量最大值出现在7月。日变化白天表现出净碳吸收、夜间为微弱碳释放或碳平衡,其日吸收峰值出现在正中午。塔克拉玛干沙漠北缘古河床沙漠交错过渡带在日尺度上,4月表现出碳源,3月、5月-10月表现为碳汇属性,NEE日总量平均值为-0.2 gCm-2d-1。在月尺度上表现为碳汇,NEE月总量平均值为-6.0 gCm-2mon-1, NEE月总量最大值出现在7月。日变化白天表现出净碳吸收、夜间为微弱碳释放或碳平衡。3-5月日吸收峰值出现在上午9-10时左右,其他月份日吸收峰值出现在正中午。塔克拉玛干沙漠不同区域白天都表现出了碳吸收特性,夜间表现出微弱的释放或碳平衡状态。日、月尺度上,北缘沙漠胡杨林过渡带的碳汇强度最强,沙漠腹地流动沙漠区碳汇强度次之,古河床沙漠过渡带的碳汇强度最弱。(4) GOSAT卫星数据产品证明塔克拉玛干沙漠是碳汇。NEE日总量平均值为-0.232 gCm-2d-1,最大值为-0.9 gcm-2d-1。(5)塔克拉玛干沙漠腹地的人工绿化明显改变了局地碳收支平衡。在生长季,沙漠腹地人工绿化区和生活区表现出强烈的碳汇属性,平均碳汇强度为-20gCm-2mon-1。非生长季,绿化区和生活区表现为碳源,其平均强度为5 gCm-2mon-1。(6)古尔班通古特沙漠在日尺度上,3-5月和7、9月表现为碳汇,平均碳汇强度为-0.3gCm-2d-1。6月、8月表现为碳源,日平均碳源强度为0.2 gCm-2d-1;月尺度上,3-5月和7月表现为碳汇,最大碳汇强度为达-18 gCm-2mon-1,6月、8月、9月表现为碳源,最大碳源强度为4.5 gCm-2mon-1。日变化白天表现出净碳吸收,夜间表现为释放碳的特征,并表现上午吸收强烈,下午吸收弱的不对称现象。(7)南北疆两大沙漠在不同尺度上表现出的碳收支特性有差异。在月尺度上,南北疆两大沙漠在5月和7月具备相同的碳汇属性。6月和8月古尔班通古特沙漠表现为碳源,而塔克拉玛干沙漠表现为碳汇。日变化规律上,夜间,古尔班通古特沙漠表现出的碳源属性更加明显,而塔克拉玛干沙漠表现为碳平衡或非常弱的碳源。(8)在小时尺度上,影响塔克拉玛干沙漠生态系统的主要因子是总辐射、净辐射和5cm土壤湿度。5cm土壤湿度湿度存在一个0.14m3m-3的临界点；在日尺度上,空气温度、总辐射、净辐射以及地表温度是主要因子；月尺度上,空气温度、总辐射、净辐射、饱和水汽压差和土壤地表温度、浅层土壤湿度都成为影响因子,其中,5cm土壤湿度存在一个0.04m3·m-3的临界点。对于古尔班通古特沙漠,日平均气温、5cm土壤温度、净辐射、饱和水汽压差和5cm土壤湿度的是影响该区域日尺度碳交换过程的主要影响因子,其中,5cm土壤湿度存在一个0.1m3.m-3的临界点。(9)沙漠土壤无机碳过程和贴地层CO2浓度梯度可能是塔克拉玛干沙漠沙漠呈现碳汇的主要原因。