人工林生態(tài)系統(tǒng)溫室氣體通量觀測研究
本書以暖溫帶亞濕潤氣候區(qū)栓皮櫟-刺槐-側(cè)柏人工混交林為例，采用了2006-2019年觀測數(shù)據(jù)，分析了CO2和CH4通量變化過程及其影響機制，不僅為我國人工林應(yīng)對氣候變化行動提供了重要理論依據(jù)，并進一步豐富和完善了林業(yè)生態(tài)工程效應(yīng)評價內(nèi)容。本書系國家重點研發(fā)計劃課題(2020YFA0608101)、中央級公益性科研院所基本科研業(yè)務(wù)費專項項目(CAFYBB2018ZA001)、國家自然科學基金項目(31872703)、河南黃河小浪底地球關(guān)鍵帶國家野外科學觀測研究站、河南黃河小浪底森林生態(tài)系統(tǒng)國家定位觀測研究站的部分研究內(nèi)容，全書共分十章。第一章為緒論，表述了目的與意義；第二章主要分析了不同大氣層結(jié)條件下垂直風速、空氣溫度、CO2濃度和CH4濃度的功率譜和協(xié)譜、能量平衡閉合，評價了通量數(shù)據(jù)質(zhì)量。并研究了閉路式渦度相關(guān)技術(shù)觀測山地森林生態(tài)系統(tǒng)CH4通量的不確定性，優(yōu)化了CH4通量數(shù)據(jù)質(zhì)量控制技術(shù)參數(shù)。第三章對比分析了CO2通量缺失數(shù)據(jù)的5種插補方法精度、穩(wěn)定性和對缺失間隙長度的敏感性，提出了長時間連續(xù)缺失情景下的最優(yōu)插補方法；第四章分析了冠層CO2儲存通量變化及其在生態(tài)系統(tǒng)凈碳交換中的貢獻。第五章研究了生態(tài)系統(tǒng)凈碳交換對氣象因子的響應(yīng)過程與機制；第六章研究揭示了不同尺度下生態(tài)系統(tǒng)碳平衡各組分變化特征及其影響機制；第七章和第八章研究揭示了生態(tài)系統(tǒng)碳交換及水碳耦合對水分脅迫的響應(yīng)、光能利用效率變化特征及影響機制；第九章和第十章研究了CH4通量變化特征及其對水熱因子的響應(yīng)。
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目錄
第1章緒論1
1.1目的與意義1
1.2研究區(qū)概況及研究方法3
1.2.1自然地理概況3
1.2.2觀測項目及方法4
參考文獻8
第2章通量數(shù)據(jù)質(zhì)量評價與控制9
2.1原始數(shù)據(jù)質(zhì)量評價9
2.1.1林冠湍流譜特征9
2.1.2能量閉合度12
2.2CH4通量數(shù)據(jù)質(zhì)量評價13
2.2.1不同流速條件下CH4譜特征14
2.2.2延遲時間15
2.2.3平均周期16
2.3不同方法觀測的CH4通量數(shù)據(jù)質(zhì)量比較18
2.4討論22
2.5小結(jié)22
參考文獻23
第3章碳通量缺失數(shù)據(jù)插補方法的比較25
3.1CO2通量數(shù)據(jù)插補25
3.1.1插補方法26
3.1.2統(tǒng)計參數(shù)28
3.2不同數(shù)據(jù)插補方法日間通量插補效果的比較29
3.3不同數(shù)據(jù)插補方法夜間通量插補效果的比較32
3.4不同方法插補效果對數(shù)據(jù)連續(xù)缺失時長的響應(yīng)34
3.5不同方法典型晴天數(shù)據(jù)插補效果的比較35
3.6討論37
3.7小結(jié)39
參考文獻40
第4章冠層CO2儲存通量42
4.1冠層上方CO2濃度變化42
4.1.1日變化42
4.1.2垂直變化44
4.1.3季節(jié)變化44
4.2不同方法所得的冠層CO2儲存通量的比較45
4.3CO2儲存通量和凈生態(tài)系統(tǒng)碳交換量的日變化46
4.4冠層CO2儲存通量的季節(jié)變化47
4.5討論47
4.6小結(jié)49
參考文獻49
第5章凈生態(tài)系統(tǒng)碳交換量對氣象因子的響應(yīng)52
5.1光合有效輻射對凈生態(tài)系統(tǒng)碳交換量的影響52
5.2散射輻射對凈生態(tài)系統(tǒng)碳交換量的影響54
5.3溫度對凈生態(tài)系統(tǒng)碳交換量的影響56
5.3.1溫度對白天凈生態(tài)系統(tǒng)碳交換量的影響56
5.3.2溫度對夜間凈生態(tài)系統(tǒng)碳交換量的影響57
5.3.3溫度對日凈生態(tài)系統(tǒng)碳交換量的影響59
5.4飽和水汽壓差對凈生態(tài)系統(tǒng)碳交換量的影響61
5.5降水對凈生態(tài)系統(tǒng)碳交換量的影響62
5.6小結(jié)63
參考文獻64
第6章生態(tài)系統(tǒng)CO2通量68
6.1凈生態(tài)系統(tǒng)碳交換量日變化68
6.2凈生態(tài)系統(tǒng)碳交換量季節(jié)變化70
6.3生態(tài)系統(tǒng)年CO2收支72
6.4碳平衡各組分之間的關(guān)系76
6.5碳平衡各組分與飽和水汽壓差及土壤水分的關(guān)系77
6.6小結(jié)78
參考文獻79
第7章生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力及水分利用效率對干旱的響應(yīng).81
7.1生態(tài)系統(tǒng)植被水分脅迫指數(shù)日變化81
7.2生態(tài)系統(tǒng)植被水分脅迫指數(shù)季節(jié)變化82
7.3生態(tài)系統(tǒng)植被水分脅迫指數(shù)與水熱要素的關(guān)系83
7.4生態(tài)系統(tǒng)植被水分脅迫指數(shù)對生產(chǎn)力和呼吸的影響84
7.5生態(tài)系統(tǒng)植被水分脅迫指數(shù)對水分利用效率的影響87
7.6小結(jié)89
參考文獻.89
第8章生態(tài)系統(tǒng)光能利用效率93
8.1生態(tài)系統(tǒng)光能利用效率的季節(jié)變化93
8.2影響總初級生產(chǎn)力的因子95
8.3生態(tài)系統(tǒng)光能利用效率的影響要素97
8.4晴空指數(shù)對生態(tài)系統(tǒng)光能利用效率的影響99
8.5小結(jié)100
參考文獻100
第9章生態(tài)系統(tǒng)CH4通量變化特征104
9.1生態(tài)系統(tǒng)CH4通量源區(qū)的變化特征104
9.2生態(tài)系統(tǒng)CH4通量的時間變化特征108
9.2.1CH4通量日變化108
9.2.2生態(tài)系統(tǒng)CH4通量季節(jié)變化112
9.3討論113
9.4小結(jié)115
參考文獻.115
第10章水熱因子對生態(tài)系統(tǒng)CH4通量的影響118
10.1水熱要素變化規(guī)律118
10.1.1林冠氣象因子變化規(guī)律118
10.1.2土壤水熱變化規(guī)律119
10.2生態(tài)系統(tǒng)CH4通量的影響因素及其權(quán)重120
10.2.1水熱狀況與生態(tài)系統(tǒng)CH4通量的關(guān)系120
10.2.2不同水熱因子與生態(tài)系統(tǒng)CH4通量的相關(guān)性122
10.2.3水熱因子對生態(tài)系統(tǒng)CH4通量的影響程度的比較128
10.3討論129
10.4小結(jié)131
參考文獻131
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