热带季节性落叶与常绿森林的生态系统—大气交换通量比较

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热带森林植被冠层高大复杂,树种丰富多样,储藏着丰富的碳素,对于全球碳平衡、水循环和能量收支有着非常重要的作用。热带多为欠发达区域,研究力量薄弱,再加上热带森林的研究,对技术条件的要求有很多新挑战,所以目前我们对热带森林的了解还非常不足。在北纬18度的泰国,有些区域年降雨量高达1600mm,却广布者季节性落叶林,而一些年降雨量更低的地区(1300–1400 mm),森林可以全年维持常绿。这种冠层物候的差异,会如何影响生态系统-大气之间的物质和能量交换通量,以及如何通过这些交换通量,来揭示森林不同冠层物候的原因,是非常值得探讨的科学问题。为了回答这个科学问题,我们以两个长期定位站为依托,基于多年的通量监测数据,结合遥感植被指数,进行了较系统的比较。结果表明:(1)Maeklong(以下简称MKL)和Sakaerat(以下简称SKR)两个观测点的LAI和NDVI变化趋势差异显著,近20年来,两个观测点NDVI值均有微弱增大趋势。(2)净辐射(Rn)、潜热通量(LE)、显热通量(H)和土壤热通量(G)日变化趋势一致,均为明显的单峰型,并且都在中午12点左右达到峰值。MKL落叶林全年平均闭合度为0.46,SKR常绿林全年平均闭合度0.91。(3)空间尺度是MKL和SKR两个观测点的各辐射通量均无显著差异。季节尺度上,MKL旱季和雨季太阳总辐射和地表反射辐射存在极显著差异(P<0.01),SKR旱季和雨季太阳总辐射和地表反射辐射不存在显著差异。而MKL和SKR各观测点旱季和雨季大气长波辐射均存在极显著差异(P<0.01)。MKL和SKR各观测点旱季和雨季的地表反射辐射和净辐射也无显著差异。MKL和SKR地表反照率日变化呈现“U”型变化趋势,总体上SKR观测点的地表反照率大于MKL。(4)MKL观测点上CO2通量的日变化呈现非对称的“U”型变化趋势,CO2通量与显热通量(H)、潜热通量(LE)、净辐射(Rn)、相对湿度(Rh)和土壤热通量(G)均显示极显著相关关系(P<0.01)。(5)MKL和SKR观测点的WUE日变化趋势呈现不同变化格局,MKL观测点的WUE是SKR观测点的1.75倍。两个观测点WUE均与温度(Ta)、空气相对湿度(Rh)、水蒸气压差(VPD)均有强相关性。
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