林业科学

作者：冯鑫炜1,张志强1,*,许行1,律江2,张海泉2,孟祥雪2

单位：1. 北京林业大学水土保持学院 北京 1000832. 北京市共青林场 北京 101300

关键词：净生态系统碳交换,环境因子,时滞现象,小波分析,欧美杨人工林

基金：国家自然科学基金项目(31872711);国家科技支撑计划项目(2015BAD07B06-4)

目的: 定量研究欧美杨人工林生态系统净碳交换（NEE）对环境因子响应的时滞现象，为提高生态系统碳源/汇量的估算准确性提供科学依据。方法: 应用涡度相关技术，结合微气象观测系统，对北京市顺义区欧美杨人工林NEE和环境因子进行连续动态观测，获取2014年生长季（4-10月）NEE、空气温度（Ta）、5 cm深处土壤温度（T5）、光合有效辐射（PAR）、饱和水汽压差（VPD）和25 cm深处土壤体积含水量（VWC25）观测数据，采用回归分析与小波互相关分析相结合的方法定量研究NEE与环境因子的时滞关系；以决定系数（R2）、林氏调和系数（LCCC）和均方根误差（RMSE）作为评价指标，利用偏相关分析和主成分分析方法分析时滞现象对NEE与环境影响因子之间关系的影响。结果: PAR是影响NEE变化的主导因子；由于该生态系统地下水位高，水分供给充足，VWC25对NEE没有显著影响（P=0.151 5）；白天NEE与PAR同步变化，比Ta、T5和VPD分别提前2.5、2和2.5 h达到峰值（时滞），夜间NEE与环境因子没有确定的时滞关系；消除时滞现象后，NEE与T5的线性关系由不显著（P=0.224 8）变为极显著（P=0.005 1）；主成分分析表明，对数回归模型可以更准确地描述NEE与环境因子间关系，消除时滞后模型的R2和LCCC分别提高8.1%和2.0%，RMSE降低0.417 μmol·m-2s-1。结论: 欧美杨人工林生态系统NEE日动态变化受Ta、T5、PAR和VPD控制，白天时滞现象明显，消除时滞现象可以有效提高NEE模型拟合精度。

来源：2020年第2期

《林业科学》期刊编辑部

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