寿县小麦下垫面能量平衡闭合状况分析

摘要：通过采用涡度相关法观测的小麦下垫面的潜热和显热通量与净辐射通量、土壤热通量、冠层热储量三者之和的有效能量之间的平衡能量平衡闭合状况进行了评价,结果表明,在小麦生态系统中存在能量不闭合现象,麦田能量平衡比率为O．91,能量闭合程度较高;在假定常规的有效能量测定正确的前提下,可以认为涡度相关测定的湍流通量可能被低估了。     

淮河流域农田CO2和热通量日、季节变化特征

利用淮河流域寿县国家气候观象台2007年7月至2008年6月全年每天48 个时次的湍流通量涡度观测资料,分析近地层CO2和热通量的日变化和季节变化,结果表明：CO2、净辐射和潜热通量具有明显的日变化和季节变化。日变化幅度随季节变化明显,表现在春、夏两季CO2、净辐射和潜热通量日变化幅度大, 冬、秋季变化幅度较小;分季节研究发现CO2通量在夏季和春季（水稻及小麦生长期）较大,而在下垫面无作物以及被积雪覆盖时只有-0.051 mg﹒m-2﹒h-1 ～-0.047 mg﹒m-2﹒h-1,整个观测期CO2通量日平均值约为-0.59mg﹒m-2﹒h-1,农田明显为CO2的汇;净辐射和潜热通量在5 月份最大, 1 月份最小。     

几种植被能量平衡的差异

根据１９８９年４－１０月的观测资料,分析了晋西黄土高原地区几种主要植被之间能量平衡的差异。结果表明,不同植被间反射率差异明显,在太阳总辐射差别不大的情况下,各下垫面得的净辐射差异显著,有效辐射的差异相对较小;不同植被之间土壤热通量（Ｑｓ）、显热通量（Ｈ）、潜热通量（ＬＥ）都存在一定的差异。在潜热通量的日间变化过程中,草地和刺槐林没有“午休”现象,而油松林和沙棘林有明显的“午休”现象。刺槐林的日平均     

典型草原区生长季湍流通量特征分析

根据锡林浩特国家气候观象台2007-2009年生长季（5月至9月）湍流通量监测资料,对该地区不同天气状况下湍流通量进行了分析,结果表明：CO2通量、动量通量、潜热、显热通量存在明显的日变化规律,变化范围分别在-0.0647~0.0344 mg/(m2?s)、0.058~0.207 kg/(m?s2）、0.69~95.39 W/m2、-31.35~287.2 W/m2之间。给出了湍流传输系数Cm=Ch=Cw=6.8×10－3 。     

典型草原区草地潜热通量特征

为研究局地小气候和草地生态系统变化提供依据。利用2010年6月1日—8月31日开路涡度相关系统和常规气象观测系统资料,分析锡林浩特典型草原区草地潜热通量变化特征及其与环境因子的关系。结果表明,6—8月总体能量平衡闭合很好,闭合度达83.9%。晴天闭合度为81.4%,阴天闭合度为95.0%,处于国内外同类观测闭合度范围的上等水平;潜热通量日变化呈单峰型二次曲线,日出后逐渐升高,中午左右达到峰值,然后逐渐降低,日落后趋于稳定。晴天和阴天的潜热通量日变化趋势相同,但阴天波动性较大,变幅大于晴天,且峰值滞后于晴天;潜热通量与净辐射、气温、地表温度、地表温度与气温差、呈极显著正相关,与相对湿度呈极显著负相关,而与水平风速的相关性相对较弱。其中,净辐射是最大的影响因素。     

典型草原的光合有效辐射特征

为了合理利用太阳能和调整农牧业产业结构提供依据,利用2010年平均光合有效辐射(PAR)和太阳总辐射(Rs)资料,采用线性关系进行最小二乘拟合,分析该区的光合有效辐射特征。结果表明：典型晴天日和阴天日的PAR和Rs曲线变化趋势基本一致,且前者的值明显大于后者;PAR的月平均总量为8.15 MJ/m2,年总量为2983.1 MJ/m2,春、夏、秋、冬四季的平均日总量季节变化较明显,夏季最大,冬季最小;PAR/Rs晴天日的值明显小于阴天日,全年平均值为0.497,月平均值在0.422~0.544之间,最大值出现在夏末的8月,为0.544,最小值出现在冬季的1月,为0.42。PAR/Rs的变化幅度和当地的天气气候有关,受天空云、大气气溶胶、大气中水汽含量等因素的影响。     

长江源区高寒湿地辐射变化特征

为了研究长江源区辐射变化特征,利用长江源玉树隆宝湿地的观测资料,分析该地区各季节总辐射、地表反射辐射、大气逆辐射、地表长波辐射、净辐射和光合有效辐射的变化特征。结果表明：玉树隆宝地区总辐射全年累积量为6488 MJ/(m2 · a)。晴空指数年平均值0.755。地表反射辐射冬季最高,秋季最低。地表反照率冬季高,夏季低,地表反照率年平均值0.27。大气逆辐射和地表长波辐射在夏季高于冬季。大气逆辐射全年累积量为8612 MJ/(m2 ·a),地表长波辐射全年累积量为9420 MJ/(m2 ·a)。冬季净辐射的日变化幅度小,夏季净辐射的日变化幅度大,净辐射全年累积量为2647 MJ/(m2 ·a)。光合有效辐射年总量为13281 mol/m2,光合有效辐射因子年平均值为1.92 mol/MJ。     

典型草原区生长季大气CO2浓度特征分析

基于锡林浩特国家气候观象台2007～2009年生长季（5～9月份晴日）湍流通量监测资料,结合同步气象资料,分析了典型草原区大气CO2浓度日变化特征及与环境主要因子的关系。结果表明：典型草原区生长季大气CO2浓度日变化呈“正弦”规律波动。最高值出现在5:30左右,为358.1μl/L,最低值出现在13:00左右,为351.1μl/L。与温度、水平风速、光合有效辐射、地表温度（0～5cm）达到显著负相关水平,与空气水蒸气密度、湿度、气压、地温(40cm)达到显著正相关水平。     

淮河流域农田光合有效辐射(PAR)的基本特征

为了解淮河流域农田下垫面光合有效辐射的基本特征,分析淮河流域农作物生长的光、热条件,本文利用寿县国家气候观象台（32°30.83′ N,116°46.47′ E）2008年全年太阳辐射观测资料,采用30 min平均,按照线性关系y=cx做最小二乘拟合,得到PAR、RS以及PAR/Rs的日、月和季节均值,分析了该地区光合有效辐射（PAR）的日、季、年变化特征及所占太阳短波辐射（Rs）比例的一些基本特征,得出了该地区的光合有效辐射（PAR）的年总量为1970.8 MJ/m2,春、夏、秋、冬季的平均日总量分别为：6.83 MJ/m2、6.58 MJ/m2、4.28 MJ/m2、3.80 MJ/m2;得出了月平均PAR/Rs的值在0.37~0.43之间,最大值出现在夏季为0.43,最小值出现在冬季为0.37,年平均值为0.40;分析了晴天和阴天日PAR的变化有明显的区别,阴天日PAR/Rs的值比晴天日明天偏大,全年典型阴天日PAR/Rs的值为0.42,典型晴天日PAR/Rs的值的为0.39。对于PAR/Rs,云、水汽、太阳阳辐射强度以及大气浑浊度对其都有影响。     

稻田生态系统CO2通量的日变化特征

研究稻田生态系统与大气间CO2交换通量的变化特征及规律可以为准确估算和评价稻田生态系统碳源/汇强度提供科学依据。采用涡度相关技术对中国亚热带稻田生态系统CO2交换通量进行了连续监测,并对CO2通量的日变化规律进行了分析。结果表明,稻田生态系统CO2通量具有明显的日变化特征。白天以吸收CO2为主,夜间表现为排放CO2;CO2通量的日变化模式有单峰型、双峰型和不规则型。稻田CO2通量日变化强度受水稻生长状况影响,水稻生长旺盛期白天CO2吸收通量、夜间排放通量以及日净吸收CO2通量均高于生长前期和成熟期;且早稻与晚稻间有明显差别。     

亚热带稻田能量平衡闭合状况分析

通过采用线性回归,能量平衡比率和相对残差频率分布3种统计方法对涡度相关法通量观测的稻田能量平衡闭合状况进行了评价,并分析了能量平衡闭合程度的季节变化趋势。结果表明,在稻田生态系统中存在能量不闭合现象,年能量平衡比率为0.87,年平均不闭合程度为13%;能量平衡比率在5—8月份平均为0.85,能量不闭合程度较高;1—4月份和9—12月份平均为0.92,不闭合程度较低。在假定常规的有效能量测定正确的前提下,可以认为涡度相关测定的湍流通量可能被低估了     

天目杜鹃生理生态特性的研究

为了对天目杜鹃的成功引种及其在不同生长阶段的养护管理和在园林中的配置提供理论依据,笔者用Li-6400便携式光合作用测定仪对不同大小和不同地点的天目杜鹃生理生态指标进行测定。结果表明：天目杜鹃的净光合速率日变化呈双峰曲线,但幼苗的日平均净光合速率要小于大树的日平均净光合速率,且引种地的日平均净光合速率要小于原产地的日平均净光合速率。天目杜鹃大树和幼苗的蒸腾速率日变化差异较大,天目杜鹃大树蒸腾速率12.00达到最大值,而幼苗要到14.00才达到最大值。通过相关性分析得出空气相对湿度与净光合速率和蒸腾速率都呈负相关;温度、光合有效辐射以及CO2浓度与净光合速率和蒸腾速率都呈正相关。     

4个南瓜栽培种的光合特性比较研究

本研究以中国南瓜（太久秀丽）、印度南瓜（永安2号、巨型南瓜、036号、美国迷你南瓜）、美洲南瓜（晶莹1号）、黑籽南瓜（云南黑籽南瓜）为材料,在生长旺期（开花坐果初期）,分别对生长在露地和日光温室中的南瓜用CB-011 光量子自动监控系统对其光合效率变化情况进行检测,同时用用光量子仪进行光量子校核。结果表明：4种南瓜的净光合速率Pn日变化大体都呈现双曲线型,只是峰值出现的早晚,峰值大小有差异;最高峰出现在下午的15：30左右,次高峰出现在9-11：30,美洲南瓜（晶莹1号）第一峰值出现的最早;蒸腾速率E日变化也基本呈现双曲线型,不同栽培种之间有一定的差别,其中中国南瓜（太久秀丽）水分效率最高,黑籽南瓜最低。     

烤烟不同部位叶片的光合特性研究

为明确烤烟不同部位叶片生长发育及品质差异形成的光合生理机制,以‘豫烟10号’为材料,在旺长期烟株现蕾时测定不同部位叶片光合特性及环境因子日变化进程,并采用通径分析法分析各环境因子对其净光合速率(Pn)的直接和间接影响。结果表明：（1）在现蕾期,‘豫烟10号’不同部位叶片Pn日变化均为“单峰型”,上、中、下部叶Pn日均值分别为13.25、11.71、6.26μmol CO₂/(m²·s),下部叶Pn显著低于上、中部叶。（2）气孔导度(Gs)对烤烟蒸腾作用的影响大于光合作用。随Gs的增加,不同部位叶片Pn和蒸腾速率(Tr)呈上升趋势,总体来看,各部位叶片Tr峰值出现时间与Gs峰值出现时间基本一致,二者均滞后于Pn峰值出现时间。（3）烤烟不同部位叶片主要决策变量均为光合有效辐射(PAR),主要限制变量均为大气温度(Ta)。由此可知,要提高烤烟不同部位叶片Pn,需采取一定措施如增大株间距离来提高PA R,控制各部位叶片所处微环境Ta,进而改善各部位叶片温度(Tl),基本保持大气CO₂浓度(Ca)不变。     

不同水分条件下迷迭香的光合特性

利用CI-301PS光合作用测定仪研究了４种不同水分条件下迷迭香的光合作用日进程特征。结果表明：4种处理的蒸腾速率和气孔导度的日进程曲线均呈“单峰”型,峰值均出现在12:00左右,光合速率的日进程曲线均呈“双峰”型,有明显的“午休”现象;水分利用效率为“多峰”型。方差分析表明不同水分处理中湿润状态与半湿半干状态的光合速率,蒸腾速率与气孔导度显著高于干旱状态。饱和状态的水分利用效率显著低于其它3个处理。相关分析表明,迷迭香的光合作用和蒸腾作用与光强和温度成显著正相关关系,与相对湿度呈显著负相关关系。     

南方稻田生态系统产量形成期co2通量的研究

通过稻田生态系统3a CO2通量的日内变化、逐日变化趋势、CO2通量水平与产量高低的分析,以了解稻田生态系统产量形成期CO2通量特征、对产量的影响。将稻田CO2通量与光合有效辐射、气温进行回归分析,以掌握两者对水稻CO2同化消耗的影响。结果认为,水稻抽穗期、齐穗-乳熟CO2通量日变化呈较深“U”型,乳熟-成熟“U”型较浅;产量形成期白天CO2通量的逐日均值呈“√”型;抽穗期、齐穗-乳熟水稻处生长旺盛阶段,其白天CO2通量水平与产量高低基本一致;水稻对CO2的同化吸收与光合有效辐射、气温有极显著相关关系;南方稻作区对CO2的同化消耗强于三江平原等稻作区。