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LI-7500应用案例 |【SCI TOTAL ENVIRON】物候对半干旱区草地和农田生态系统碳通量的影响

来源:北京力高泰科技有限公司 发布时间:2021-08-17 15:14:27 点击数:99 使用提问 咨询价格

原文以The effect of phenology on the carbon exchange process in grassland and maize cropland ecosystems across a semiarid area of China为标题发表在 Science of the Total Environment(IF=6.551)上。
作者 | Qun Du, HuiZhi Liu, Yaohui Li, LuJun Xu, Sapit Diloksumpun

翻译 | 子毅

物候在生态系统碳交换过程中作用很大。

以半干旱区天然草地和人工农田生态系统(玉米地)为研究对象,研究者使用涡度协方差方法,结合同期物候观测,研究了物候指数(Phenology Indices)变化对两种不同类型生态系统碳交换过程的影响。

7年观测数据显示,植被物候过程年际变异很大。草地生态系统生长季长度(GSL,Growing Season Length)明显受生长季开始日(SOS,the Start Day of Growing Season)的影响,并呈现出逐渐延长的趋势。

生长季可划分为3个阶段:复苏期(S1)、稳定期(S2)、衰退期(S3)。在S1和S2期,两种类型生态系统呼吸Re与总初级生产力GPP的比值类似;而在S3期,这一比值增大。

两种类型生态系统碳通量峰值的年际变异决定了净生态系统生产力(NEP, Net Ecosystem Production)以及其两个组分GPP和Re。

草地生态系统在复苏速率(Recovery Rate)、生长季长度GSL和生长季开始日SOS 方面的年际差异和其生态系统呼吸Re密切相关,而在农田生态系统中则没有这种关系。

在草地生态系统中,6月气温和GPP、NEP 的峰值速率密切关联,相关系数分别为-0.90和-0.82;两种类型生态系统均显示,7月降水量和GPP 密切关联,相关系数接近,为0.83。

整体而言,在这种半干旱地区,降水和温度对植被物候的作用相反。

和草地生态系统对比来看,农田生态系统物候因子受生长季早期气温和中期降水变异的影响更大。

LI-7500开路式CO2/H2O分析仪在本研究中的作用

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LI-COR涡度协方差通量测量系统

使用两套涡度协方差通量测量系统观测样地生态系统碳通量。

LI-7500开路式CO2/H2O分析仪(LI-COR Inc., Lincoln, USA)的安装高度分别为2m(草地生态系统)3.5m(玉米地)。

使用HMP45C(Vaisala Inc., Helsinki,Finland)测量空气温度。降水数据采自当地气象站。

使用LI-COR研发的EddyPro4.0软件计算通量数据:包括去除异常值、二次坐标旋转、密度订正(Webb et al., 1980)。

原始数据每30min平均一次。为了计算整年碳收支,对由于测量系统以及天气原因造成的数据缺失进行了插补:小于2h的数据缺失使用线性插值;2h到2d的数据缺失使用日平均法;小于1周的数据缺失使用边际分布采样方法MDS(滑动窗口Size为14天);大于1周的数据缺失,夜间采用指数方程,白天使用双曲线光响应方程(Falge et al., 2001)。根据Reichstein等(2005)文献中的方法将CO2通量拆分为GPP和Re。

原文中的主要数据图

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