冠層導(dǎo)度(Canopy conductance)是生態(tài)系統(tǒng)進行氣體交換的綜合參數(shù)。植物氣孔運動直接控制其C02吸收及水分耗散,因而冠層導(dǎo)度是影響生態(tài)系統(tǒng)與大氣之間進行碳水交換的重要變量,也是生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)和能量交換模型中的重要參數(shù)。因此,進行冠層導(dǎo)度變化規(guī)律的研究,對于理解植物功能過程和環(huán)境之間的相互關(guān)系至關(guān)重要。本研究于2013-2015年在寧夏鹽池毛烏素沙地,采用渦度相關(guān)法,長期監(jiān)測毛烏素沙地油蒿群落能量通量、生物因子、非生物因子,通過Penman-Monteith方程反推的冠層導(dǎo)度數(shù)據(jù),利用多元統(tǒng)計回歸、主成分分析、小波分析方法,分析了毛烏素沙地油蒿群落冠層導(dǎo)度的動態(tài)特征及其在不同時間尺度對蒸散發(fā)的影響。主要研究結(jié)果如下:(1)研究區(qū)油蒿群落冠層導(dǎo)度在不同時間尺度(日際、月際、年際)存在明顯的動態(tài)特征。冠層導(dǎo)度的日變化與光合有效輻射和水汽壓虧缺的日動態(tài)一致性最高,均呈單峰曲線,其在12:00達到峰值,比光合有效輻射和水汽壓虧缺的峰值分別提前1～2h和3～4h。月際尺度,冠層導(dǎo)度也存在單峰的變化特征,7、8、9月份的冠層導(dǎo)度較高。冠層導(dǎo)度存在年際變化,其中2013年的年均值最大,2015年的年均值最小。(2)光合有效輻射和水汽壓虧缺均對冠層導(dǎo)度有調(diào)控作用。冠層導(dǎo)度對光合有效輻射的響應(yīng)存在閾值,小于閾值冠層導(dǎo)度隨光合有效輻射的增長而增加,大于閾值冠層導(dǎo)度隨光合有效輻射的增長而下降。水汽壓虧缺對冠層導(dǎo)度的調(diào)控存在年際差異,2013年和2014年冠層導(dǎo)度隨水汽壓虧缺的增加而降低,2015年冠層導(dǎo)度與水汽壓虧缺之間存在閾值(1.5 kPa),小于閾值冠層導(dǎo)度隨水汽壓虧缺的增長而增長,大于閾值冠層導(dǎo)度隨水汽壓虧缺的增長而降低。(3)土壤含水量是限制該研究區(qū)冠層導(dǎo)度的關(guān)鍵因子。冠層導(dǎo)度對10 cm和30 cm 土壤含水量的響應(yīng)存在閾值,閾值分別為0.16 m3.m-3和0.18 m3.m-3。低于閾值冠層導(dǎo)度維持在較低的水平,不隨土壤含水量的增長而變化;高于閾值冠層導(dǎo)度隨土壤含水量的增長而變大。冠層導(dǎo)度對30 cm 土壤含水量響應(yīng)更敏感。在高土壤水分條件下(VWC_100.16m3.m3或者VWC_300.18m3.m-3),冠層導(dǎo)度對光合有效輻射、空氣溫度和水汽壓虧缺的敏感性均高于低土壤水分條件下的敏感性。(4)蒸散發(fā)的日動態(tài)呈單峰曲線,從早晨06:00開始逐漸增大,在中午12:00達到峰值之后開始下降,到晚上20:00降低至0。2013年-2015年均為4月份蒸散發(fā)最低,2013年和2014年7月份的蒸散發(fā)最高,2015年9月份蒸散發(fā)最高。冠層導(dǎo)度對蒸散發(fā)的調(diào)控存在閾值(2.5 mm s-1),小于閾值時蒸散發(fā)隨冠層導(dǎo)度的增加呈線性增長,大于閾值時兩者之間不相關(guān)。(5)不同時間尺度冠層導(dǎo)度與蒸散發(fā)之間的相關(guān)性不同,蒸散發(fā)對冠層導(dǎo)度的相關(guān)性在不同時間尺度的大小為:日尺度小時尺度。研究結(jié)果揭示了毛烏素沙地油蒿群落冠層導(dǎo)度和蒸散發(fā)的變化規(guī)律以及在不同時間尺度(小時、日)冠層導(dǎo)度對蒸發(fā)散的調(diào)控,為準(zhǔn)確認知半干旱區(qū)蒸散發(fā)動態(tài)、評價冠層導(dǎo)度在半干旱區(qū)蒸散發(fā)中的作用,提供較為深入的科學(xué)基礎(chǔ),為荒漠生態(tài)系統(tǒng)水文過程模型的建立提供重要參考。
【學(xué)位單位】：北京林業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2017
【中圖分類】：S718.5
【部分圖文】：

邐毛烏素沙地油蒿群落冠層導(dǎo)度特征及其對蒸散發(fā)的影響邐逡逑２．研究區(qū)概況逡逑２．１地理位置逡逑本研究在寧夏鹽池毛烏素沙地生態(tài)系統(tǒng)國家定位觀測研究站（３７。４２＇３１〃邋Ｎ，逡逑１０７°１３＇３７〃艮１５３０邋0１＾１．）展開，實驗站位于鹽池縣的東北部，毛烏素沙地西逡逑南緣。鹽池縣北與毛烏素沙地相連，東靠黃土高原，為典型的鄂爾多斯臺地向黃逡逑土高原過渡帶。地理位置的過渡性決定了研究區(qū)的區(qū)位多樣性，例如生態(tài)脆弱地逡逑區(qū)、農(nóng)牧交錯區(qū)、風(fēng)蝕－水蝕交錯地區(qū)等。鹽池縣處于沙漠化敏感區(qū)域，抗干擾逡逑能力差，容易受到外界環(huán)境的影響，能夠很好的代表北方生態(tài)脆弱區(qū)，存在重要逡逑的研究價值。逡逑

方法與技術(shù)路線逡逑相關(guān)觀測方法逡逑渦度相關(guān)技術(shù)測定油蒿灌木林的潛熱通量和顯熱通量。渦度相聲風(fēng)速儀（ＣＳＡＴ３，Ｃａｍｐｂｅｌｌ邋Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ邋Ｉｎｃ．，ＵＳＡ）和閉路式紅ＬＩ－７２００，邋ＬＩ－ＣＯＲＩｎｃ．，ＵＳＡ）組成，架設(shè)高度為６．２邋ｍ。數(shù)據(jù)測數(shù)據(jù)采集器（ＣＲ３０００，Ｃａｍｐｂｅｌｌ邋Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ邋Ｉｎｃ．，邋ＵＳＡ）每邋３０邋ｍｉｎ。逡逑究以渦度相關(guān)通量觀測塔為中心，選取油蒿群落樣地。氣候條研究對象油蒿菊科，半灌木，固沙效果沙地主要的建群種。植株高５０？１００邋ｃｍ，主莖不明顯，分枝多。主要分布在２０？４５邋ｃｍ深的土層（Ｗａｎｇ邋ｅｔａｌ．，２０１４），具有耐干沙埋等特性。本研宄樣地油蒿生長狀況良好，平均株高約為６０約為２６０００邋ｃｍ２，平均基徑約為４．４邋ｃｍ。樣地ｐＨ值約為８．６。逡逑

邐研究方法與技術(shù)路線邐逡逑入逡逑口邋0逡逑能量閉合程度分析是監(jiān)測數(shù)據(jù)質(zhì)量是否具有可靠性的指標(biāo)。本文采用湍流逡逑通量（ＬＥ＋Ｈ）和有效能量（Ｒｎ－Ｇ）線性回歸方程的斜率和截距來判定能量閉合逡逑程度，在理想能量閉合的情況下，兩者線性回歸直線的斜率為１，截距為０，直逡逑線過原點。圖３－２和圖３－３分別為２０１３－２０１５年半小時尺度和天尺度能量閉合情逡逑況，可以看出三年湍流通量和有效能量的相關(guān)系數(shù)高，且有效能量高于湍流通逡逑量。半小時尺度湍流通量和有效能量線性回歸直線斜率的平均值為０．５４，截距逡逑的平均值為１．１９。天尺度湍流通量和有效能量線性回歸直線斜率的平均值為逡逑０．７４，截距的平均值為－０．４８。逡逑渦度相關(guān)法的研宄中，對于能量不閉合的情況普遍存在，在亞洲、歐洲和逡逑美洲通量網(wǎng)的研宄中，能量不閉合率大約為２０％邋（李正泉等，２００４）。本站點之逡逑前對能量分配的研宄表明，能量不閉合主要是由于夜間湍流能量不足導(dǎo)致湍流逡逑能量的低估。本文主要研宄生長季白天（６：００－１８：００），因此能量平衡狀況較好，逡逑該站點監(jiān)測的通量數(shù)據(jù)質(zhì)量可靠，為冠層導(dǎo)度和蒸散發(fā)的計算提供可靠保障。逡逑

【參考文獻】

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1 王輝;賀康寧;徐特;劉玉娟;劉穎;張雪;;柴達木地區(qū)沙棘冠層導(dǎo)度特征及模擬[J];北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報;2015年08期

2 白巖;朱高峰;張琨;馬婷;;基于樹干液流及渦動相關(guān)技術(shù)的葡萄冠層蒸騰及蒸散發(fā)特征研究[J];生態(tài)學(xué)報;2015年23期

3 張寶忠;許迪;劉鈺;陳鶴;;多尺度蒸散發(fā)估測與時空尺度拓展方法研究進展[J];農(nóng)業(yè)工程學(xué)報;2015年06期

4 李媛;查天山;賈昕;秦樹高;吳雅娟;王奔;;半干旱區(qū)典型沙生植物油蒿(Artemisia ordosica)的光合特性[J];生態(tài)學(xué)雜志;2015年01期

5 魏新光;陳滇豫;汪星;汪有科;衛(wèi)新東;;山地棗林蒸騰主要影響因子的時間尺度效應(yīng)[J];農(nóng)業(yè)工程學(xué)報;2014年17期

6 郭映;董陽;黨慧慧;董軍;魏國孝;;基于不同時間尺度玉米蒸散蒸騰量及其影響因素[J];資源科學(xué);2014年07期

7 陳志豪;郭建斌;查天山;秦樹高;唐思凌;賈昕;;三種沙生灌木葉片含氮量的季節(jié)變化及其水分響應(yīng)[J];干旱區(qū)資源與環(huán)境;2014年06期

8 唐思凌;賈昕;郭建斌;陳志豪;查天山;秦樹高;楊林;;沙蒿(Artemisia ordosica)葉面積指數(shù)的測定及模擬[J];生態(tài)學(xué)雜志;2014年02期

9 李思靜;查天山;秦樹高;錢多;賈昕;;油蒿(Artemisia ordosica)莖流動態(tài)及其環(huán)境控制因子[J];生態(tài)學(xué)雜志;2014年01期

10 王蕓;呂光輝;高麗娟;任曼麗;蘇前;孫麗君;;荒漠植物白麻氣孔導(dǎo)度特征及其影響因子研究[J];干旱區(qū)資源與環(huán)境;2013年08期

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2 王瑋;全球氣候變化背景下中國北方半干旱區(qū)氣候帶邊界變化趨勢分析[D];魯東大學(xué);2013年

3 白曉敏;三種沙生植物光合及葉綠素?zé)晒馓匦匝芯縖D];北京林業(yè)大學(xué);2013年

本文編號：2809103