两种不同下垫面边界层特征对CO

1、两种不同下垫面边界层特征对CO_2通量的影响研究本文利用锡林浩特国家气候观象台 2009-2011 年和寿县国家气候观象台 2009-2010年的涡动相关及梯度数据,计算了两个生态系统的C02通量，总结其变 化特征 , 并分析了其与各气象要素 (温度、水分、光合有效辐射 )和边界层特征的 关系,结果总结如下：(1)在观测期内,锡林浩特草原及寿县农田都是碳汇 ,锡林浩 特草原的碳汇作用小于寿县农田,将近-120g/m2,寿县可达至-700g/m2 ；锡林浩特 碳吸收日总量最大为-8g m-2d-1,而寿县为-12g m-2d-1。锡林浩特草原CO2 通量的年际变化更强烈 ,不仅碳汇强度不同 ,碳

2、吸收高峰的时间分布更是每年都 不相同。三年间,CO2的吸收和释放的最大值都在 2011年取得,其次为2010年,2009 年CO2通量明显偏小；在时间分布上,2009年CO21量只有一个吸收峰值，出现 在5月份,2010年有两个吸收峰值分别是在 6月中旬和七月底八月初 ,2011 年也 有两个吸收峰值 ,分别在 5月中旬和 8月中旬。寿县农田则较稳定 ,两年都是分别 在4月和8月达到两个碳汇高峰，但2010年NEE高于2009年。(3) 两地的CO2通量的月平均日变化都是单峰型，但二者形状明显不同，锡林 浩特碳通量日变化峰值在上午 10点,早于寿县农田； 寿县农田碳通量日变化的峰 值在正午取得

3、 ,基本为左右对称型。此外 ,寿县农田碳通量日变化更剧烈 ,日变化 幅度可达 1.4mg m-2s-1, 而锡林浩特仅为 0.25mg m-2s-1 。(4) C02通量受到垂直湍流强度的强烈影响，垂直湍流强，则CO2垂直输送 强,C02通量大；反之C02垂直输送弱。不稳定条件下 L<0),CO2 负通量占 绝大多数。碳通量集中在 z/L<0.5 之间最大,随着稳定度绝对值的增大 ,通量的绝对 值有减小的趋势。近中性条件，是最有利于CO2垂直传输的大气状态大的湍流交换系数有利于作物从大气中吸收CO2湍流交换系数很小时则作物呼出CO2但这种关系也不是线性的，湍流交换系

4、数过大时碳通量没有明显变 大。(5)降水、光合有效辐射、温度和土壤含水量都是影响锡林浩特C02通量的重要因子，造成锡林浩特草原三年间C02通量明显差异的关键因子是降水和土壤 含水量。而对寿县农田来说 , 降水和土壤含水量的差异是造成寿县 2009和 2010年第 一个峰值差异的原因 , 气温和光合有效辐射是造成这两年第二个峰值差异的因子。(6)锡林浩特草原三年间感热通量约在-70-450W/m2之间,寿县农田只在每年6月达到最大值300W/m2其他时间在-50-200W/m2范围内。锡林浩特潜热通量基本在 0-300W/m2范围内,寿县农田潜热通量为 0-450W/m2总的来说,寿县农田潜热通

5、量大于感热通量,而锡林浩特草原刚好相 反。(7)在夏季,寿县农田的C02通量与潜热通量、感热通量都是明显的负相关, 碳吸收强度随着二者的增大而增大。锡林浩特草原C02夏季通量与潜热通量、感 热通量都是二次相关 , 随着二者的增大先增大后减小 ,且相关系数也小于寿县农 田, 说明在锡林浩特草原 , 夏季地表温度过高和植物蒸腾作用过于旺盛抑制了植 物的碳吸收。寿县能量平衡程度由大到小依次为春季、秋季、夏季、冬季 , 夏秋季能量平 衡比率比春冬季高出 5%-20%。锡林浩特草原四季四季均存在湍流通量的高估 , 且 春冬季大于夏秋季。草原能量闭合程度最高 , 其次为小麦 , 水稻最低。这是由于计算时忽略了冠层 能量储存项Q,因此造成能量比率减小能量不平衡是通量观测中较为普遍的现象，一般认为不平衡程度在1