基于热扩散法的青海云杉冠层导度模拟（英文）

【目的】环境因子是影响林木冠层水分利用的主要因素。本研究以黄土高原高寒区主要树种青海云杉为研究对象,对其蒸散发特征进行分析,以期探讨不同冠层导度模型的适用性。【方法】于2013年6月,采用热扩散技术对青海云杉蒸散量进行定位监测,监测步长15 min,并结合彭曼—蒙特斯方程反演气孔导度(g_c),在此过程中考虑了可能存在树干液流时滞的问题。选择饱和水汽压差(D),大气温度(T)和太阳辐射(R)等3个关键气象参数,采用6个不同形式的Jarvis模型和1个多元线性模型模拟g_c,所有模型的待定系数都采用1stOpt软件进行计算,并进行交叉验证。以奇数日数据计算g_c,用偶数日的数据进行验证。【结果】青海云杉基于液流计算的冠层蒸腾对环境因子变化的响应时滞为15 min。g_c与D和T呈显著的指数函数关系(P0.000 1),并随着其值的增大而减小,而冠层蒸散量(E_c)则与R呈显著的二次函数关系(P0.000 1)。多元线性模型模拟g_c的回归系数为0.90,略低于6个Jarvis模型(0.91~0.92),但用多元线性模型拟合的g_c计算的日E_c的精度最高。此外,7个模型模拟的g_c/E_c值都有较高的精度。【结论】R是青海云杉冠层蒸腾的主要驱动力,但其气孔的开合却主要受到D和T的控制。7个模型都具有较高的精度,但Jarvis模型的模式较多、使用复杂,部分模式的待定系数会出现有无穷组解的现象,且不同的解之间存在较大的差异。而多元线性模型的形式简单,精度高,是模拟g_c的较优选择。