橡胶林通量足迹与源区分布

[目的]分析橡胶林通量观测数据质量。[方法]根据农业部儋州热带农业资源与生态环境重点野外试验站50米高通量观测塔2010年前6个月连续的通量观测资料,应用Schmid（1994）的FSAM（Flux-Source Area Model）模式分析不同大气条件下橡胶林干季通量足迹与源区分布特征。[结果]不稳定条件下,传感器测得的通量信息源区比稳定条件时源区面积相对小;相同水平下非生长季的信息源区比生长季的信息源区大。在主风方向130°～270°,生长季不稳定条件下,通量测量的信息源区（P=80%）迎风方向范围在100～758m之间,垂直于迎风方向范围在-251～251m之间,非生长季不稳定条件下,迎风方向和垂直迎风方向的范围较均值略大些;生长季稳定条件下,分别为173～1858m,-534～534m,非生长季稳定条件下,迎风方向和垂直迎风方向的范围较均值略小些。风向在0°～130°、270°～360°时,相同大气条件下,其范围与主风向生长季的范围近似。[结论]该研究为进一步通量计算和分析奠定了基础。     

长白山阔叶红松林通量观测的footprint及源区分布

该文根据通量观测塔上2003年12个月连续的通量观测资料,应用Schmid (1994)的FSAM(The Flux_Source Area Model)模型,分析不同大气条件下源区分布.结果表明:①源（汇）区分布的基本特点是:不稳定条件下,传感器测得的通量信息源区比稳定条件时近,源区面积相对小;相同水平下非生长季的信息源区比生长季的信息源区大.②在主风方向200°～290°,生长季不稳定条件下,通量测量的信息源区（P=0.8）迎风方向范围在0～600 m之间,垂直于迎风方向范围在-300～300 m之间;稳定条件下,分别为0～1 500 m,-1 000 ～1 000 m;在非生长季相同大气条件下,迎风方向和垂直迎风方向的范围较均值略大些,而风向在0°～90°、 90°～200°、 290°～360°时,相同大气条件下,其范围与主风向生长季的范围近似.③12个月统计结果表明,76 %的信息来自于西南至西北方相对均质的阔叶红松原始林,其中footprint取得最大值的源区在塔西南方100～400 m范围内,几乎没有来自北偏东方向的城镇下垫面的信息,而在塔东南方0.5 km以外的其他类型下垫面对通量测量的影响约3%左右.      

兴安落叶松林通量观测足迹与源区分布

基于Korman和Meixner理论提出的适用于涡动相关系统通量足迹方法,利用内蒙古自治区大兴安岭森林生态系统国家野外科学观测研究站兴安落叶松林生态系统的不同风向、大气稳定状态、生长季和非生长季通量观测数据,分析兴安落叶松林通量足迹以及贡献源区的分布,为今后大兴安岭地区兴安落叶松生态系统通量变化及影响因素对比研究提供依据。结果表明,以80%通量源区为测算对象,不同风向下大气处于稳定状态时,观测的通量源区主风向东北风-北风风向下面积最大,最大主风向源区面积要比不稳定时主风向源区面积大近36%。生长季源区在任何状态时均非生长季,在大气稳定状态时生长季源区面积非生长季近15%,大气不稳定状态时生长季源区面积非生长季9%。在大气处于稳定状态时不同风向下,源区横风峰值不稳定状态时的峰值,源区达到峰值距离约为稳定时的2倍。当大气处于稳定状态时,生长季的横风积峰值和源区峰值距离均非生长季。兴安落叶松林生长季时呼吸、光合作用加强,使得地与气之间的湍流物质交换频繁;主风方向通量源区面积非生长季,在大气稳定状态时,湍流混合充分,通量塔的信息来自主风方向,使得通量源区面积和空间范围扩大。     

基于FSAM模型的毛竹林碳通量贡献区研究

利用涡度相关观测系统,连续监测2013年安吉毛竹林生态系统二氧化碳通量及其相关因子的变化,应用FSAM模型,分析不同大气条件、不同风向下通量贡献区的分布及其随时间的变化。结果表明:通量贡献区范围在各风向均随大气稳定程度的增加而增加。在稳定的大气条件下,通量贡献区范围显著大于不稳定大气条件;大气稳定与不稳定条件下各风向源区的水平范围分别为205.09~2 176.92 m和72.56~709.39 m,横向范围分别为802.36~883.16 m和337.92~392.84m;不同时间贡献区大小也有不同。通量贡献区93.05%的信息来源于观测塔东南、东北、西北3个方向,比例分别为37.45%、27.43%与28.17%。     

基于通量源区模型的雷竹林生态系统碳通量信息提取

基于浙江省临安市太湖源雷竹Phyllostachys violascens林涡度相关通量观测塔2013年全年数据,应用通量源区模型（flux source area model,FSAM）,分析不同大气稳定度条件、不同风向和不同时间段该观测点通量信息的贡献区的分布,并基于贡献区分析结果,从通量观测值中分解出来自雷竹林生态系统的碳通量信息。结果表明:90%贡献水平的通量贡献区在观测塔为中心的2.0 km 2.0 km范围内,大气稳定度相同时,4个不同方向的通量贡献区范围差别不大。通量贡献区长度在稳定的大气条件下要显著大于在不稳定大气条件下,前者为96.19～941.63 m,后者为28.62～313.54 m。通过雷竹林和非雷竹林在通量贡献区所占面积和各自的贡献率,从涡度相关所测通量数据中分解出雷竹林和非雷竹林的月平均碳通量。通量分解后的雷竹林生态系统年总净固碳量为4.25 thm－2a－1,当下垫面全部为非雷竹林时年总净固碳量为6.65 thm－2a－1。如果不进行碳通量的分解,把涡度相关所测通量值作为雷竹林的通量值,则年总净固碳量为5.46 thm－2a－1。该研究对于正确评价雷竹林生态系统的固碳能力可提供一定理论依据。图4表4参29     

北亚热带次生栎林生态系统非生长季 CO2通量特征1）

森林与大气之间CO2通量的观测有助于理解森林生态系统的碳循环及其控制机理,研究非生长季森林与大气间的CO2通量特征,对准确地估算森林生态系统CO2平衡具有重要的意义。以北亚热带次生栎林生态系统为研究对象,采用开路式涡度相关技术,于2011年12月1日至2012年2月29日对其CO2通量特征和环境因子进行连续观测。结果表明：非生长季该生态系统CO2通量具有较明显的日际变化特征,在白天表现为碳吸收, CO2通量在12：30—13：30达到吸收峰值,夜间表现为碳释放,昼夜通量变动范围为-0．37～0．23 mg? m-2?s-1;日平均气温维持在-3．36～11．67℃时,光合有效辐射与该生态系统CO2通量呈直线相关;5 cm处土壤温度与夜间CO2通量呈指数相关,但与土壤含水率之间相关性并不明显。     

小型农业养殖塘上大气湍流特征的观测分析

为明确小型水体上的大气湍流特征和涡度相关系统的适用性,基于2018年安徽省滁州市全椒县官渡村小型农业养殖塘的通量观测数据,分析该地的大气稳定状态、湍流方差相似性、湍流速度谱和协谱、湍流强度及湍流动能的变化特征。结果表明,该小型农业养殖塘上1 d内约21 h大气处于不稳定状态;Monin-Obukhov相似理论适用于该农业养殖塘;三维风速归一化标准差随大气稳定度的变化符合1/3次方规律,不稳定条件下的拟合效果优于稳定条件下,且以垂直方向上拟合效果最佳,温度和湿度的归一化标准差在大气不稳定时符合-1/3次方规律;三维风速的湍流谱在惯性子区中符合-2/3次方关系,垂直风速与标量的协谱在惯性子区中符合-4/3次方规律,涡度相关系统能够观测该小型农业养殖塘上的感热、潜热和CO₂通量;该小型农业养殖塘上的湍流强度随风速衰减的速度快于大型湖泊,风速大于1 m·s^-1时湍流强度趋近于常数,且水平方向上的湍流强度大于垂直方向;该小型农业养殖塘上的湍流动能在中性条件下最大（3.0 m²·s^-2）,且以风切变贡献为主;湍流动能随风速增大而增大,并呈现昼高夜低的变化特征。上述结果可为明确小型水体上的大气湍流特征及小型农业养殖塘与大气之间能量和物质的交换机制奠定一定的理论基础。     

海南儋州地区橡胶林生态系统水汽通量变化特征及其对环境因子的响应

运用涡度相关观测技术对海南儋州地区的橡胶人工林（简称橡胶林）进行长期观测,研究了2017-2018年水汽通量变化特征,并结合该地区的梯度系统数据以及气象观测数据,分析了水汽通量对环境因子的响应;同时根据降雨量和蒸散量对该生态系统的水分收支情况进行探讨,以揭示橡胶林生态系统的水分利用能力。结果表明:1）2017-2018年橡胶林生态系统水汽通量为正值,即水汽通过生态系统向大气散发,表现为水汽源;水汽通量日变化曲线为单峰形,在11:00-13:00达到最大值,雨季日间的水汽通量约为旱季的3倍,全年夜间水汽通量保持平稳且接近于0,水汽通量表现出明显的季节变化,雨季（5-10月）最高,旱季（1-4月）次之,11-12月最低;2）2017、2018年度总降雨量分别为1 687.6、2 264.7 mm,蒸散总量为962.24、1 209.29 mm,分别占降雨的57.02%、53.40%;旱季蒸散量约为降雨的2倍,雨季6-10月常出现当月降雨量远大于蒸散的情况,且年蒸散量和降雨量均集中在6-9月;3）影响水汽通量的主要环境因子有净辐射、气温、饱和水汽压差、风速、土壤热通量、土壤含水量等,其中净辐射和大气温度是影响水汽通量的最主要因素,尤其在水分充沛的雨季相关性最高。4）海南儋州橡胶林的蒸散量略高于热带雨林,但其蒸散率属于正常水平,不是导致植胶区缺水的主要因素。     

苏北盐沼环境梯度上甲苯通量变化特征研究

2004年4月至2005年1月在苏北盐沼沿环境梯度采用静态箱技术原位测定了甲苯气体通量。为确定高等植物对通量的贡献,进行了高等植物地上部分去除实验。结果表明:环境梯度上,在生长季(4—10月)盐沼整体上表现为甲苯的净汇,消耗率变化范围为2.50～17.45μmol/(m2.d),其中,互花米草带消耗率最高。在非生长季(11月至次年3月)表层冻结的植被带表现为甲苯的弱源,通量变化范围为5.15～10.76μmol/(m2.d)。光滩全年均表现为排放甲苯。由于盐沼消耗率大于排放率,生长季长于非生长季,所以海岸带盐沼全年表现为消耗甲苯。高等植物地上部分是甲苯的重要汇,但是消耗机制还不清楚。盐沼甲苯净消耗率与土壤温度、光照强度、土壤可溶性盐含量、土壤有机质、硫酸盐含量和大气中甲苯浓度呈正相关关系。     

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%.     

基于Rothermel模型的红松人工林地表可燃物蔓延速率及参数修正

  目的  该研究以室内模拟野外真实条件下的燃烧试验为手段，测定不同坡度和含水率条件下东北红松人工林地表可燃物蔓延速率，与基于Rothermel模型预测蔓延速率对比，并对Rothermel模型进行修正，以提高Rothermel模型预测红松人工林地表可燃物燃烧蔓延速率的适用性。  方法  以红松人工林地表可燃物为试验材料，在实验室内构建不同含水率和坡度的可燃物床层结构，平地无风条件下进行30次点烧试验，5°、10°、15°和20°条件下分别进行15次点烧试验。根据热电偶记录的温度时间数据及位置数据计算燃烧蔓延速率，在平地条件下对Rothermel模型中相关可燃物的参数进行拟合，得到最优模型，在此基础上对Rothermel模型坡度参数修正。  结果  在各试验条件下，红松人工林地表火蔓延速率最大值为0.631 m/min，最小值为0.114 m/min；直接使用Rothermel模型预测0° ~ 20°坡度条件下红松人工林地表火燃烧蔓延速率平均绝对误差为0.059 m/min，范围为0.003 ~ 0.241 m/min，平均相对误差为27.4%，范围为2.4% ~ 152.6%；在使用平地无风条件下点烧试验数据重新修正Rothermel模型的可燃物特征参数β_op的基础上，基于5° ~ 20°条件下点烧试验数据修正坡度参数，修正参数后的Rothermel模型平均绝对误差平均值降低了0.024 m/min，为0.035 m/min，范围为0.003 ~ 0.102 m/min，平均相对误差降低了10.4%，为17.0%，范围为1.8% ~ 65.5%；修正参数后模型预测值与实测值的R2为0.913 5。  结论  在0° ~ 20°坡度条件下不能直接使用Rothermel模型对红松人工林地表可燃物燃烧蔓延速率进行预测，需要对模型中的可燃物特征参数和坡度参数进行修正，拟合参数后模型预测误差显著降低，预测精度显著提升，可以对我国0° ~ 20°坡度条件下红松人工林地表火蔓延速率进行预测。      

广东垦区天然橡胶产业发展现状及存在问题探讨

对广东垦区天然橡胶产业的发展现状和主要经验进行了分析与总结,指出目前广东天然橡胶栽培中存在的问题,并从合理选择种植品种、科学管理新一代胶园、加强抗寒抗风栽培管理措施、加强天然橡胶科研与科技支撑等方面,提出了促进广东天然橡胶产业发展的建议。     

大兴安岭重度火烧迹地植被恢复过程中甲烷通量及其影响因素

为研究大兴安岭重度火烧迹地在植被恢复过程中甲烷通量变化及其影响因素,采取时空替代法,运用静态箱-气相色谱法,对不同恢复年限的兴安落叶松人工林甲烷通量进行了原位观测。结果表明,大兴安岭重度火烧迹地经过植被恢复后生长季期间均为CH₄的汇。植被恢复年限越长吸收CH₄的总量越大,恢复了28 a的兴安落叶松人工林土壤对CH₄每个生长季的吸收量（238.340 mg·m^-2）超过了天然次生林（201.128 mg·m^-2）;重度火烧迹地在植被恢复过程中土壤CH₄通量与土壤温度之间存在显著的相关性（P<0.05）;该区域大气温度不是影响土壤CH₄通量的主要影响因子,气温与土壤CH₄通量之间不存在显著的相关性。     

幼龄胶园间种对土壤微生物作用的影响

[目的]对幼龄胶园间种香蕉、葛藤后胶园土壤微生物生物量与微生物作用进行对比研究,为充分利用幼龄胶园林下资源、科学管理胶园土壤提供参考.[方法]选择海南省儋州市橡胶主栽区两个相邻的幼龄橡胶林段,分别在其胶行中间种香蕉、葛藤,同时设无间种作对照.按季共分7次采集胶园土壤样品,对其土壤微生物生物量和微生物作用进行检测分析.[结果]相比无间种处理,幼龄胶园间种处理均能明显提高土壤微生物生物量、促进土壤硝化作用,间种葛藤能促进土壤微生物呼吸作用,间种香蕉促进土壤微生物氨化作用最明显,其他微生物作用各处理间差异不明显.[结论]幼龄胶园间种能改善胶园土壤微环境,可大力发展幼龄胶园间种农作物或其他经济作物.     

不同林龄橡胶林土壤团聚体分布特征及其稳定性研究

以西双版纳不同林龄橡胶林为研究对象,分析土壤团聚体的组成,并对其稳定性进行研究。结果表明,干筛情况下,随粒径的减小,土壤团聚体数量总体上呈现先减小后增大再减小再增大的反双峰趋势;湿筛情况下,随粒径的减小,10、30 a橡胶林土壤团聚体数量总体上呈先增加后减小再增加的趋势,而20 a橡胶林土壤团聚体数量总体上呈现与干筛情况下相同的趋势。粒径>5 mm团聚体含量随林龄增加呈先增加后减小的趋势,其中,20 a橡胶林团聚体含量最大,而粒径<5 mm团聚体含量则大体上呈相反趋势;且20 a橡胶林土壤粒径>025 mm的水稳性团聚体含量大于10、30 a橡胶林。20 a橡胶林土壤机械稳定性团聚体和水稳性团聚体的平均质量直径（MWD）和几何平均直径（GMD）值均最大,且分形维数（D）值较小,说明20 a橡胶林结构稳定性最好,抗蚀性最强。种植年限对土壤团聚体稳定性具有很强相关性,尤其对表层土壤影响更为明显。     

中国橡胶树主产区产胶能力分布特征研究

为准确掌握中国橡胶种植区橡胶产胶能力的差异,基于2000-2015年MODIS NPP数据,通过橡胶产胶能力模型得到了橡胶主产区全年橡胶产胶能力,并结合影响橡胶产量的气象灾害（风害、寒害）、气候适宜性等因子,分析了其产生差异的原因。结果表明,中国橡胶主产区云南、海南、广东的橡胶产胶能力在空间上存在明显差异,其中云南橡胶的年平均产胶能力最高,海南次之,广东最低;橡胶产胶能力多年平均值为云南124.59×10⁴ g·hm^-2,海南93.28×10⁴ g·hm^-2,广东63.07×10⁴ g·hm^-2。从时间看,整个橡胶主产区橡胶产胶能力在波动中呈增加趋势,增加趋势不显著;分区域看,海南和广东年产胶能力线性增长率分别为0.24×10⁴、0.3×10⁴ g·hm^-2,而云南年产胶能力有微弱下降趋势,年线性减少率为0.07×10⁴ g·hm^-2。气候差异以及风害、寒害等的影响是导致橡胶产胶能力分布产生差异的主因,其中海南橡胶种植区的产胶能力变化受风害影响为主;广东橡胶种植区的产胶能力受风害和寒害共同影响,同时气候适宜性也限制其种植范围的北扩;云南橡胶种植区的产胶能力受寒害影响,气候适宜性限制橡胶种植区域的范围。该研究结果对橡胶生产决策服务具有一定的指导意义。     

胶园单位面积有效割株变化及其原因分析

搜集了近年来我国植胶生产上的相关资料,在此基础上,初步分析了橡胶树种植密度、单位面积定植株数、有效割株数、有效存株率和存株类型的变化情况,以及胶园单位面积有效割株对胶园土地产出能力的影响及其原因,提出了提高我国胶园有效存株的建议。