寒富苹果园水碳通量变化规律及影响因素研究

来源 :沈阳农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:sntengwei
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为促进果园生态系统水碳通量变化规律研究、水碳通量预测模型的构建和水分利用效率变化规律研究,本研究以“寒富”苹果园为对象,基于涡度相关技术,根据2017-2018年的水碳通量数据,分析试验区苹果园能量闭合状况,不同时间尺度水碳通量、水分利用效率的变化规律,探究日尺度下对水碳通量产生影响的主要因素和水分利用效率随净辐射、大气温度、饱和水汽压差和CO2浓度响应变化规律。试验主要结果和结论如下:(1)CO2通量日变化均呈“单谷型”,全生育期各月碳汇作用强度依次为7月>6月>8月>9月>10月>4月>11月。2017-2018年CO2通量平均值范围分别为-0.103-0.094mg/(m2·s)和-0.134-0.059mg/(m2·s)。各月份碳源转换为碳汇作用时间在早上5:00-7:00,碳汇作用转换为碳源作用的时间在下午14:30-17:00,CO2通量最小值主要出现的时间段为上午9:00-12:00,最小值范围分别为-0.671--0.038mg/(m2·s)和-0.731--0.148mg/(m2·s)。日尺度下,CO2通量与净辐射、空气CO2浓度、5cm土壤温度和饱和水汽压差成负相关,与大气温度成正相关。全生育期CO2通量变化呈“双谷型”,谷值分别出现在6月上旬和10月中旬,峰值出现在8月上旬。2017-2018年试验地日平均CO2通量分别为-0.124mg/(m2·s)和-0.153mg/(m2·s),最大CO2通量吸收速率分别为-0.93mg/(m2·s)和-1.48mg/(m2·s),最大C吸收速率分别为-31.9g/(m2·d)和-26.94g/(m2·d),全生育期总固碳量分别为2.388kg/(m2·a)和2.871kg/(m2·a)。(2)水汽通量日变化呈“单峰型”,蒸散量主要集中6、7、8三个月份。2017-2018年水汽通量平均值取值范围分别为0.006-0.038g/(m2·s)和0.005-0.039g/(m2·s)。各月份水汽通量一般在早上5:30-7:00开始增长,中午11:00-13:00达到最大值,在晚上18:00-21:00停止降低,夜间22:00-次日6:00,水汽通量基本为0。日尺度下,水汽通量与净辐射、10cm土壤温度和风速成正相关,与5cm土壤温度和30cm土壤温度成负相关。全生育期内水汽通量亦呈“单峰型”,峰值一般出现在8月中旬。涡度相关法和水量平衡法计算苹果园蒸散量和蒸腾量相差15%左右,两年苹果园蒸散量分别为493.936mm和510.842mm,苹果树蒸腾量分别为281.505mm、340.351mm,日平均蒸腾量分别为1.280mm/d和1.568mm/d。(3)日瞬时水分利用效率变化趋势呈“单峰型”,峰值出现时间大约在每日的8:00-10:00之间,各月份水分利用效率大小依次为8月份>9月份>7月份>10月份>6月份>5月份。全生育期水分利用效率变化趋势为“正弦函数型”。一般试验初期到5月中旬是第一次增长阶段,5月中旬到8月中旬为第一次减少阶段,8月中旬到试验末期为第二增长阶段。通过涡度相关法计算两年水分利用效率日均值分别为6.369g/kg和6.864g/kg。全生育期内,水分利用效率随净辐射、大气温度和VPD增大而减小,随空气CO2浓度的增加而增大。
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