用涡动相关技术观测长白山阔叶红松林蒸散特征

该文利用开路涡动相关系统测定了长白山阔叶红松林2003年蒸散量(潜热通量LE),并分析了其日、季变化特征.结果表明,该观测系统的能量平衡闭合度为86.5%,处于国际同类观测闭合度范围(60%～90%)的中上水平,说明长白山涡动相关法观测数据可信度较高.潜热通量与净辐射(Rn)呈二次曲线关系,与气温(Ta)呈指数关系,模拟出的LE日总量与Rn、Ta经验关系式,可对LE缺值进行插补.森林蒸散量日变化特点是白天高于夜间,中午最高,夜间潜热通量和显热通量(H)有低估的现象;季节变化特点是7、8月份蒸散量最高,冬季较低,且蒸散量在净辐射中所占的比例为生长季明显高于非生长季.该森林蒸散年总量为1 126.99 MJ/m2,相当于450.8 mm降水量,占年总降水量(538.4 mm)的83.7%. 关键词:森林蒸散, 能量平衡, 涡动相关法, 阔叶红松林      

辽宁冰砬山长白落叶松林能量平衡和蒸散的研究

利用辽宁冰砬山长白落叶松林内小气候梯度观测塔观测数据,采用波文比-能量平衡法(BREB),计算出冰砬山长白落叶松林的热量平衡各分量和蒸散量,研究生长季和非生长季能量平衡特征和蒸散量的差异.分析了冰砬山落叶松林的净辐射、潜热通量和湍流热交换通量日变化趋势及其形成原因.结果表明:生长季森林生态系统主要能量支出项为潜热通量(LE),平均占能量平衡的65.44%.非生长季主要能量支出项为感热通量(H),平均占能量平衡的64.94%;生长季森林蒸散量明显大于非生长季森林蒸散量,生长季平均日蒸散量(2.6mm)是非生长季平均日蒸散量(0.3mm)的8倍.冰砬山长白落叶松林全年蒸散量531.4mm,占同期降水量(707.9mm)的75.1%.     

长白山阔叶红松林径级模拟研究——林分模拟

该文利用指数分布、Weibull分布和混合分布3种类型7个方程模拟长白山阔叶红松林径级分布.研究结果表明,长白山阔叶红松林的径级分布不是理想的倒“J”型,基本为“S”型;用3个负指数方程和修正指数方程模拟均为倒“J”型,在半对数图上为直线;Weibull方程模拟出了单峰,但是效果一般;用2个和3个组分的Weibull混合模型对长白山阔叶红松林径级分布进行了成功模拟,3个组分的Weibull混合模型的模拟效果有所提高,但是并没有显著改善.      

长白山阔叶红松林带内柞树林动态模拟

利用经改进的适用长白山阔叶红松林带的ＺＥＬＩＧ模型模拟了长白山柞树林的动态变化过程．根据红松种源的存在与否，将模拟分为两种方案，结果显示出：红松参加演替与否决定了柞树退出林分时间的早晚；红松种源存在时，演替的最终结果是阔叶红松林；没有红松种源时，演替的最终结果是阔叶混交林，两种林分的生物量和蓄积量相差很大．     

长白山阔叶红松林典型森林群落功能多样性及其与地形因子的关系

【目的】探讨影响长白山阔叶红松林内典型森林群落功能多样性指数的主要环境因子,初步揭示植物群落功能多样性与群落重要生态过程之间的关系,为该区植被恢复和生态系统保护提供理论与技术支持。【方法】对长白山阔叶红松林内的4种典型森林群落(杨桦林、白桦林、臭冷杉红松林和紫椴红松林)进行群落学调查,采用Rao’s Q指数和Shannon-Winner指数对不同群落和群落整体的功能多样性指数、物种多样性指数进行计算分析,利用DPS软件对其环境影响因子进行灰色关联度分析。【结果】对于长白山阔叶红松林内的4种典型森林群落,就不同层次而言,Shannon-Winner指数在乔木层和草本层排序均为白桦林臭冷杉红松林杨桦林紫椴红松林;Rao’s Q指数乔木层和灌木层各群落排序均为紫椴红松林臭冷杉红松林杨桦林白桦林;长白山阔叶红松林群落的Rao’s Q指数随演替的进行先下降后上升,物种多样性指数随着演替的进行而呈现先上升后下降的趋势;就环境因子而言,海拔对植物群落的物种多样性影响最大,而坡度对群落功能多样性的影响最大。【结论】不同森林群落和植物不同生活型在群落中的地位对评价群落动态及生态系统过程的重要性有较大影响,不同群落和植物生活型在物种多样性及功能多样性上均表现出明显的差异,这不仅与植物本身的生物学特性有关,也与群落所处生境有着密切的联系。     

用拉格朗日反演模型模拟长白山森林蒸散

该文以长白山阔叶红松林为研究对象，以Raupach提出的Localized Near Field（LNF）理论为依据，耦合垂直速度标准差σw（z）和拉格朗日时间尺度TL（z），建立林冠内水汽源/汇强度和平均浓度廓线之间的关系；利用拉格朗日反演模型提出了通过林冠水汽浓度梯度计算林冠内的水汽源/汇强度进而推算森林蒸散的方法. 模拟结果与开路涡动相关系统的观测资料比较显示:白天水汽累积通量的模拟精度达到81%，模拟值高出实测值约15%～25%；夜间模拟值比实测值高出2～4倍，其原因尚不清楚.观测期内全天水汽总量模拟值298.91 mm，观测值为240.33 mm. 最后，讨论了水汽源/汇强度及其通量随时间和高度的演变过程.      

长白山退化阔叶红松林的演替状态及退化机制研究

阔叶红松林区作为我国东北地区木材主要产地,主要分布于吉林长白山、小兴安岭和完达山地区。林区植被资源丰富,不仅经济价值巨大,而且具有重要的生物学研究意义。本文以长白山退化阔叶红松林为研究对象,通过选择研究区域、建立相关模型和数据计算与分析来对其演替状态及退化机制进行研究,以期能够让更多的学者进一步了解阔叶红松林的演替状态与退化机制。     

长白山主要森林生态系统根系生物量研究

对长白山阔叶红松林、云冷杉林和亚高山岳桦林根系生物量的研究结果表明：３种森林类型根系总生物量排列顺序为阔叶红松林＞云冷杉林＞岳桦林；同土层深度下，根系生物量大致上也有上述规律，但第Ⅱ层根系生物量为云冷杉林＞阔叶红松林＞岳桦林；３种森林类型的根系生物量占其地上生物量及其总生物量的比例随着海拔升高而增加；根系大部分集中在０～６０ｃｍ土层中。     

长白山阔叶红松林不同群落类型的植物功能性状与功能多样性

【目的】对长白山阔叶红松林群落进行调查,并对植物功能性状进行分析,为森林群落功能多样性研究奠定理论基础。【方法】对长白山阔叶红松林4种主要植物群落(白桦林、杨桦林、臭冷杉红松林和紫椴红松林)进行群落学调查,选择比叶面积、叶厚度及叶枝中N、P含量6个功能性状及土壤、地形因子进行调查,分林层(乔木层、灌木层、草本层)和群落总体测算群落的物种多样性指数(香农威纳指数)、Walker功能多样性指数、Petchry和Gaston指数、Rao’s二次熵指数、功能丰富度指数、功能均匀度指数和功能分歧指数,对长白山阔叶红松林不同群落、不同林层的功能多样性及各指数间的相关性进行分析。【结果】在100个10m×10m的样方中,植物功能性状的差异比较明显,其中比叶面积变化幅度已高达716.16%;植物功能性状与环境因子密切关联,其中叶片厚度与土壤含水量呈显著负相关,与坡向呈极显著正相关;比叶面积与坡度呈显著正相关;对于群落整体,Walker功能多样性指数与香农威纳指数呈显著正相关,功能丰富度指数与香农威纳指数呈显著负相关。【结论】长白山阔叶红松林群落的功能多样性指数与物种多样性之间的相关性,与群落类型及其所处的演替阶段相互关联,功能丰富度指数随演替的进行而下降,而植物本身的遗传特性和环境因素对群落间功能多样性指数的差异也有必然影响。     

长白山退化阔叶红松林人工恢复技术

长白山是我国十大名山之一,位于吉林省的东南部。目前,由于自然状况的变化和人为的破坏,使长白山上的阔叶红松林出现了退化的现象,非常不利于生态环境的发展。人工恢复技术能够让红松阔叶林的退化得到有效的遏制,并且还能在一定程度上得以改善。本文就对长白山退化阔叶红松林的人工恢复技术进行分析和研究,旨在为相关的技术人员提供一定的参考。     

聊城市参考作物蒸散量的多时间尺度特征及影响因子

为聊城市估算和科学分析作物需水量提供依据,选取1961—2015年聊城市8个气象观测站点的逐日气象资料,应用Penman-Monteith法计算该地区参考作物蒸散量(ET0),并与气象因子进行相关性分析。结果表明:参考作物蒸散量的日值为3.04mm,年内极大值呈下降趋势,极小值呈上升趋势;月值1月最小(30.88 mm),6月最大(164.48 mm);春、夏、秋、冬各季值分别为332 mm、435 mm、237 mm和102mm;年值为1108mm;不同尺度的参考作物蒸散量呈下降趋势。参考作物蒸散量与日气象因子气温、风速、日照时数呈正相关,与相对湿度呈负相关,其中与最高气温的典型相关系数最高,达0.841 3。不同尺度的参考作物蒸散量下降的主要影响因素为平均风速和日照时数。     

三江源区人工草地蒸散量与气候因子的相关分析(英文)

Based on observation data from the mini-type automatic weather station,the evapotranspiration quantity of reference crops from artificial grassland in three river sources areas was estimated by the method of FAO Penman-Monteith.The actual evapotranspiration quantity of grassland was calculated according to the synthetic crop coefficients referenced by FAQ-56,and the change of the actual evapotranspiration quantity of artificial grassland in three river sources areas as well as the relationship between the evapotranspiration quantity and climatic factors were studied.The results suggested that the seasonal change of actual evapotranspiration quantity in grassland was expressed in a single peak curve with the peak in the middle August,and daily transpiration quantity in summer was significantly larger than that in winter.The evapotranspiration was significantly correlated with air temperature,solar radiation and relative humidity,but not significantly correlated with wind speed.Effects of climatic factors on the evapotranspiration quantity of artificial grassland were ordered as follow:air temperature(T)>solar radiation(Ra)>relative humidity(RH)>wind speed(u2).     

三江源区人工草地蒸散量与气候因子的相关分析

该研究以小型自动气象站观测资料为基础,采用FAO Penman-Monteith方法估算三江源区人工草地参考作物蒸散量,并结合FAO-56推荐的综合作物系数值进行草地实际蒸散量的计算,分析了三江源区人工草地实际蒸散量的变化及其与气象因子的关系。结果表明,草地实际蒸散量的季节变化为单峰曲线,夏季日蒸散量明显大于冬季,在8月中旬达到年度最高值。蒸散与空气温度、太阳辐射和相对湿度均显著相关,但与风速的相关性不显著。各气象因子对人工草地蒸散量影响的大小顺序为:空气温度(T)>太阳辐射(Ra)>空气相对湿度(RH)>风速(u2)。     

本溪冷凉山区气候干湿状况分析

选取草河口气象站1954～2010年气象资料，应用Penman—Monteith模型，分析了本溪冷凉山区潜在蒸散、干湿指数的年际变化趋势、年代际变化特征，并探讨了影响干湿指数变化的气象因子。结果表明，近57年本溪冷凉山区潜在蒸散以1．75mm／10a的速率减小；四季潜在蒸散除夏季外，其他各季呈微弱增加趋势变化；57年来本溪冷凉山区干湿指数呈非一致性变化，年干湿指数20世纪50年代最大，90年代最小。干湿指数与日照时数呈明显的负相关，与降水量、相对湿度呈显著的正相关；随着降水减少、温度升高，冷凉山区呈暖干化发展趋势。通过Mann—kendall检测发现，除冬季潜在蒸散在1986年出现突变，其他年、季潜在蒸散和干湿指数均无突变现象发生。     

不同灌溉水平下气象因子对草地早熟禾蒸散量的影响

[目的]研究不同灌溉水平下气象因子对草地早熟禾蒸散量的影响。[方法]以田间持水量为标准,用称重法控制土壤含水量并测量草地早熟禾蒸散量,利用Watchdog气象仪记录实时气象数据,研究在不同灌溉水平下草地早熟禾蒸散量及其动态,并研究草地早熟禾蒸散量与气象因子的关系。[结果]充分灌溉条件下草地早熟禾的蒸散量明显大于限制灌溉;除了8月限制灌溉草地早熟禾日蒸散量呈双峰型外,其他草地早熟禾日蒸散量均呈单峰型,且峰值均出现在当天气温最高值之前;月蒸散量随太阳辐射和气温的减小而逐月减少。草地早熟禾蒸散量受太阳辐射和气温的影响最显著,与相对湿度呈负相关关系,与风速的正相关性较不显著。[结论]该研究为草地早熟禾的栽培提供科学依据。     

沈阳地区水稻腾发量的数学模型研究

本研究以粳稻辽粳5号为试材,在非称重式钢筋混凝土结构的蒸渗仪中进行水稻腾发量研究。结果表明气象因素是水稻腾发量的主要影响因素,在此基础上建立了水稻增发量与空气饱和差、日照、风速和气温之间关系的数学模型;教学模型经检验具有较高精度,可用于东北沈阳地区水稻灌区的灌溉预报。     

盘锦芦苇湿地蒸发散特征研究

采用盘锦湿地生态系统野外观测站在2005年的小气候梯度系统及涡动相关系统观测的数据,对盘锦芦苇湿地蒸发散变化规律进行了分析。结果表明:芦苇蒸发散日变化过程为单峰曲线变化,即中午高,早晚低;蒸发散随生长阶段变化明显,且主要集中在展叶期~开花期~枯黄期内,非生长季蒸发散量很小;净辐射和气温是全年蒸发散的主导影响因子,相对湿度在芦苇生长季内对蒸发散影响显著,风速在非生长季内对蒸发散的影响显著;降水量不能满足蒸发散的需水要求,河流补给也是蒸发散的重要来源。     

不同土壤水分能量及气象因子对水稻腾发量的影响

采用盆栽试验,探讨了不同土壤水分能量和气象因子对水稻腾发量的影响。在水稻的不同生育阶段进行不同程度的土壤水分能量调控,分析受控生育阶段水稻腾发量的变化及其对产量的影响,及受控生育阶段内腾发量的典型日变化规律;利用典型日内充分供水条件下的腾发量数据及相应时段的气象资料,通过逐步回归建立了多元线性回归模型。结果表明:不同生育阶段土壤水分能量调控,对水稻腾发量影响趋势相同,但对产量影响趋势不同;晴天时各处理腾发量强度曲线呈明显的单峰变化,阴天时则无明显规律;诸气象因子中总辐射强度、相对湿度和风速进入了逐步回归模型。在气象因子相同的情况下,腾发量的大小由各处理的土壤水分能量大小决定;相同土壤水分能量下,在水稻腾发量中起主要作用的气象因子是辐射强度、相对湿度和风速。     

测定农田蒸散的涡度相关技术

 主要介绍涡度相关技术测定湍流通量的原理,及其在农田蒸散量测定方面的国内外应用研究进展。讨论了引起涡度相关技术测定农田蒸散误差的主要原因,并分析采用涡度相关系统测定的水、热通量资料的可靠性,提出进行涡度相关技术测定资料分析时剔除异常数据和进行数据修正的方法。     

石河子参考作物潜在腾发量的计算及相关性分析

以新疆生产建设兵团农8师148团1998—2008年（除2001年）3月份至9月份每日的气象资料为依据，利用FAO Penman-Monteith公式（1992）计算了石河子148团10年的参考作物潜在腾发量，建立了参考作物潜在腾发量与其他气象要素的经验关系，分析结果表明，预测精度较高，方法简单。