基于涡度相关法对松嫩草甸草原能量分配和能量闭合程度的研究

论文摘要

在草原生态系统水热平衡中存在两个基本的转换过程,即水分循环与热量交换。2008年至2009年内,运用涡度相关法开路系统在不同时间尺度上对东北松嫩草甸草原生态系统的能量平衡和水量平衡及其影响因子进行了研究。本文以净辐射通量、潜热通量、显热通量以及土壤热通量四个主要能量因子进行不同时间尺度的研究,得出其能量分配比例以及影响因子,并在生长季内对能量平衡进行闭合程度的研究,以此对应用涡度相关法测得数据的可靠性进行评估。结果表明:能量平衡中的各组分的比例在不同的土壤水分环境条件下变化较大,净辐射通量作为能量的总和,一直处于最高的位置。水分条件较好的时间里,潜热通量占净辐射通量的比例较大,且在雨季以及雨季之后的一段时间内一直维持在较高水平;而在水分胁迫的时间段,显热通量占净辐射通量的比例较大,且在非生长季内一直维持较高水平。生态系统的能量分配和水分状况存在着明显的水热耦合过程。草原生态系统在不同时间尺度上的能量闭合程度不同,日尺度的闭合斜率高于以小时为尺度的闭合斜率,白天的闭合程度好于夜晚的闭合程度,闭合斜率和相关性系数都较高。但在东北松嫩草甸草原上同样存在能量不闭合现象,但闭合程度比较高,可以用来评价涡度相关法测得数据的可靠性。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 目录
• 1 引言
• 1.1 草原生态系统的能量通量研究
• 1.1.1 能量通量研究的意义
• 1.1.2 国内外研究背景
• 1.1.3 关于涡度相关法
• 1.2 能量平衡闭合研究
• 1.3 研究目标与内容
• 1.3.1 研究目标
• 1.3.2 研究内容
• 2 研究方法与实施步骤
• 2.1 研究方法
• 2.2 实施步骤
• 2.2.1 确定观测地点
• 2.2.2 确定观测内容及仪器
• 2.2.3 数据采集
• 2.2.4 通量计算
• 2.2.5 能量闭合程度的测量
• 2.2.6 数据整理和统计分析
• 3 结果与分析
• 3.1 生态系统能量的分配
• 3.1.1 生态系统能量分配日变化的季节差异
• 3.1.2 能量分配在年内各月的变化
• 3.1.3 能量分配在年际间变化
• 3.2 生长季内基于涡度相关法的能量平衡闭合分析
• 3.2.1 线性回归斜率与通过原点线性回归斜率即1：1 直线进行差异比较
• 3.2.2 EBR 评价能量闭合程度
• 3.2.3 日尺度上能量平衡闭合水平检测
• 3.2.4 影响能量平衡闭合的其他因素分析
• 4 讨论
• 5 结论
• 参考文献
• 致谢