长白山阔叶红松林显热和潜热通量测算的对比研究

为了探寻近地面层湍流运动规律，定量分析森林下垫面物质与能量垂直输送，本文利用常规气象梯度和开路涡动相关观测系统的数据，应用涡动相关法和空气动力学法对长白山阔叶红松林的显热和潜热通量进行了测算，并对两种方法得到的结果进行了对比。结果表明，两种方法得到的显热和潜热通量结果相差不大，而且随时间变化的曲线形状也极其相似。而且，二者得到结果的线性相关性显著。     

长白山阔叶红松林CO2廓线和CO2贮存的动态

从1999年8至10月,2000年的4至6月,2002年8月至2003年9月,在平均树高为26米的长白山阔叶红松林内,用红外气体分析仪(2250D,LI-CORInc.和LI-COR,820)测定了不同高度的二氧化碳浓度。根据测定的数据,分析了阔叶红松林二氧化碳廓线的日变化和季节变化动态。结果表明:CO2浓度的垂直分布在白天和夜间是不同的,在接近地面处CO2浓度始终最大。从季节CO2廓线看出,在植物生长季节林冠处CO2浓度有明显的成层现象,不同高度(60~2.5m)的CO2浓度3月份变化较小差值为10mmol穖ol-1,而在7月份变化较大,差值为60mmol穖ol-1。7月份林冠处(22,26,32m)CO2浓度梯度较大,浓度差为8mmol穖ol-1。计算位于涡度相关仪器之下的40米高空气柱中CO2贮存状况表明,年际贮存是负值,但对NEE的贡献很小。图4参11。     

科尔沁草甸草地土壤呼吸特征

在2010年,利用便携式CO2分析仪(Li-6400)对科尔沁草甸草地生态系统土壤呼吸进行测定,并根据同步观测的温度数据建立了土壤呼吸与土壤温度的关系模型.结果表明:土壤呼吸速率日变化表现为单峰型,最高值出现在下午14:00左右,最低值出现在凌晨;季节变化为夏季最大,为6.70～15.29 μmol·m-2·s-1,冬季最小,为0.02～3.21 μmol·m-2·s-1;土壤呼吸速率与土壤5cm温度呈显著指数相关,土壤温度能反映该草甸草地土壤呼吸的78.7％,Q10值为2.88;根呼吸约占土壤总呼吸的6.6％～29.4％,平均值为18.9％.     

半干旱风沙草原区草地潜热通量的特征

半干旱风沙草原区是北方的主要生态系统类型,对调节局地和全球气候具有重要意义.蒸散作为热量和水量平衡的重要分量,是该生态系统水分损失的主要途径,在水分平衡中占有重要地位.本文利用开路涡度相关系统和常规气象梯度观测系统对科尔沁半干旱风沙草原2007年9月1日-26日的蒸散量和微气象条件进行了观测,根据观测得到数据分析了观测系统的能量平衡闭合状况,探讨了潜热通量与气象因子之间的关系.结果表明,观测系统的能量平衡闭合度为82.7%,处于国内外同类观测闭合度范围的中上水平.30min的潜热通量与净辐射数据之间呈线性相关关系,潜热通量日变化特点是白天高于夜间,中午时刻最高,净辐射与潜热通量每日峰值同时出现,温度、饱和差的峰值比潜热通量峰值滞后2～3h,潜热通量峰值时刻的空气相对湿度处于一日内最低,此季潜热通量平均日总量为5.44MJ*m-2,相当于2.21mm蒸散量,潜热日总量与净辐射日总量呈指数关系.     

长白山地区红松和紫椴倒木呼吸研究

该文采用静态箱-气相色谱技术，对红松和紫椴倒木呼吸及其与腐烂等级、温度、含水量等因子间关系进行了研究，并对长白山阔叶红松林内倒木总呼吸进行了估算。结果显示，倒木呼吸存在较大的季节变化(0.7～13.6 mg/(m2·h))，呼吸速率与倒木含水量、腐烂等级和温度显著相关(P0.05)。其中，基于倒木温度变化的指数拟合方程解释了超过67%的呼吸变化。不同腐烂等级倒木Q10值变幅为2.41～2.95，Q10计算值与选用的温度区间有关。林内倒木呼吸总量为(26.9±5.1) g/(m2·a)，约占林地CO2排放总量的3%、年净交换量的15%。      

中性温度层结时森林郁闭度与林冠上风速廓线的关系

该文利用风洞实验及野外实测资料，用逼近方法求出中性温度层结时不同郁闭度林分林冠以上风速廓线特征．结果表明，风速廓线参数（零平面位移ｄ、林冠表面粗糙度Ｚ０、动力速度Ｕ）随郁闭度Ｃ的变化而改变，ｄ随Ｃ的增大而增大，二者关系可由对数函数表示：ｄ＝（Ｈ／ａ）ｌｎ（Ｃ／Ｃ０）．Ｚ０和Ｕ的变化特征比较相似，在Ｃ＝０２附近有最大值，Ｃ再增大或减小，Ｚ０和Ｕ值均逐渐减小     

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.      

长白山阔叶红松林冠层透射率的定点观测研究

根据长白山阔叶红松林林上和林地太阳辐射的定点观测结果 ,计算了 5月 2 2日— 10月 14日的林冠透射率 ,发现林冠定点透射率与天空状况有关 ,阴天时透射率的日变程曲线比较平稳 ,少云天波动增加 ,晴天条件下波动最为剧烈 ,这种差别是由林窗和太阳辐射中直接辐射的比率不同而产生的。然而通过 2d定点测定与游走测定的比较发现 ,两种方法测定的透射率日平均值差异不大 ,定点测定的日平均值能较好地代表林冠的透射率特征。定点透射率的日变程曲线还随着生长季进程而变化 ,不仅透射率大小发生变化 ,透射率峰值的出现时间也发生更迭。在观测期间内 ,定点透射率日平均值的季节变程曲线呈U形 ,5月底和 10月上旬较高 ,7— 8月较低且平稳 ,随日期 (季节 )的动态变化符合四次多项式函数 ,反映了冠层叶面积的季节变化特征。     

非生长季长白山红松针阔叶混交林CO2通量特征

采用开路式涡度相关系统对长白山红松针阔叶混交林非生长季的CO2通量特征进行连续监测.结果显示:非生长季CO2通量变动范围为-0.3～0.5 mg·m-2s-1;秋末与初春均为显著的释放过程,虽然气温低于生物学最低温度,但在晴朗的午间,森林仍有数小时表现为碳汇的特征;在冬季覆雪状态下,森林存在微弱的相对恒定的CO2释放,在融雪阶段有一释放高峰;土壤温度高于0℃时,净生态系统碳交换量与5 cm深土壤温度呈指数相关变化.观测期间(190 d),长白山红松针阔叶混交林净碳交换量为127 g C·m-2,整体表现为一定强度的碳释放.