温带阔叶林的碳水通量对气候变化的响应是敏感的,所以仍然需要多年的连续观测数据进一步量化在生态系统尺度上,碳水通量对环境和生物物理因子变化的响应机理。本研究的目的是量化7年(2004-2010)碳水通量和环境和生物物理因子在日、月、季节、年度和年际尺度上的变化规律；阐明碳水通量对环境和生物物理因子的响应。本次研究利用涡度协方差(涡度相关)技术测量了美国俄亥俄州西北部的一个60年林龄的混合橡树林生态系统7年的碳水通量。结果表明,在研究期内,碳通量(NEE、ER和GEP)和水分通量(ET)在各时间尺度上的变化是受环境和生物物理因子控制的。(1)气象和生物物理环境的变化：7年间,年均Ta是9.9℃,P总量是824.3mm(比过去30年(1971-2000)更热、更干)。2004年的降雨量最少,668m；2006年的降雨量最多,1019mm。7年里,干湿指数(Ia)的变化范围是0.9到1.5。2006年是唯一的湿润年,IA的数值最小(0.9)。2006年的降雨量最大1019mm,年均温最高10.7℃,夏季土壤体积含水量最大18.3%,秋季最湿(P=143.3mm;VWC=19.56%),冬季最湿热(Ta=1.7℃;P=238.9mm)。2010年是唯一的半干旱年,I。的数值最大(1.5)。2010年土壤体积含水量最少(18.5%),年均温相对较高(10.5℃)。Ta、Ts5、PAR、VPD和LAI在夏季达到最大值,冬季达到最小值。VWC在春季最大夏季最小。每年春季VWC显著减少,夏季Ta显著升高,Ts5逐年显著增温。(2)碳通量对环境变化的响应：该橡树林每年都表现为净碳吸收,年均NEE、ER和GEP分别是-339.2(±34.4),1213.1(±83.9)和1552.3(±82.2)g C m-2yr-1。2006年温暖且湿润的条件增加了ER和GEP,且ER的增加程度大于GEP,结果,ER是7年中最大值(1342gCm-2yr-1),净碳的吸收量是最小值(289gCm-2yr-1)。2010年干旱且炎热的环境抑制了GEP和ER,且GEP减少得更多,结果,净碳的吸收量是7年间的倒数第二小(298gCm-2yr-1)。湿润性的炎热增加ER的程度要大于增加GEP的程度,导致碳吸收能力的减少。干旱性的炎热抑制GEP的程度要大于抑制ER的程度,也导致碳吸收能力的减少。中等程度的空气升温伴随着充足的水分条件,增加GEP的程度要大于增加ER的程度,最终碳吸收能力被加强。月尺度的春季LAI、夏季的PAR、冬季的Ta分别是NEE季节变化最重要的独立影响因子(最大的p值小于0.03)。没有因子对秋季NEE的变化有显著影响。PAR和VPD对碳通量秋季和冬季的变化没有显著性影响。夏季、秋季和冬季的Ta是ER季节变化的主要决定因素(p<0.03)。春季的Ts5、夏季的PAR和秋季的Ta是GEP季节变化的主要决定因素(p<0.01),没有变量解释冬季的GEP。在年际尺度上,所有因子对碳通量的变化都起显著影响,影响的水平是：植被动态变化(LAI)>温度(Ta&Ts5)>能量(PAR＆VPD)>水分(P和VWC)。重要的是,季节和年际尺度减小的GEP同时与减小的ER和减小的碳吸收能力是相关联的(p值分别限于0.001和0.02)。(3)水通量对环境变化的响应：尽管每年ET总量都小于P总量,7年夏季平均ET比夏季P多8%。ET从2009年的578mm增加到2010的671mm,分别对应的ET和P的比值是68.3%和95.8%。和其他6年相,2010年的ET最大,因为年均Ts5最大(12.1℃),VWC最少(18.5%),且PAR最大(211umo1quanta m-2s-1)。2009年的ET最小,因为年均Ta第二最低(9.4℃),VWC和PAR居中。干旱且炎热的气候条件能够增加ET,然而低温伴随着充足的水分(P和VWC)条件,会减弱ET。月尺度的春季LAI、夏季的PAR、秋季和冬季的Ta分别是ET季节变化最重要的独立影响因子(最大的p值小于0.02)。除了冬季,水分(P和VWC)因子对水通量的季节变化没有显著性影响。在年际尺度上,所有因子对水通量的变化都起显著性影响,影响的水平是植被动态变化(LAI)>温度(Ta＆Ts5)>能量(PAR＆VPD)>水分(P和VWC)。