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冠层导度是生态系统响应环境变化的敏感性指标,是全球变化研究关注的焦点之一。对冠层导度的准确观测不仅有利于气候变化的精准预测,而且有助于草地水循环的分析与评价。本研究以科尔沁草甸草地为研究对象,利用涡度相关技术对水汽通量进行观测,推算并分析草甸草地冠层导度的日、季节动态;根据Jarvis类模型,推算草甸草地单位面积最大气孔导度,分析其变化规律;通过研究环境条件对水通量的影响和控制规律,确定科尔沁草甸草地冠层导度与环境因子的关系;通过估算草甸草地退耦因子,分析草甸草地冠层导度与大气的耦合程度。本文的主要结论如下:
1)科尔沁草甸草地光合有效辐射、空气温度和饱和水汽压差均有明显的日、季变化特征。其中光合有效辐射呈明显的单峰型日变化,正午时出现峰值,空气温度和饱和水汽压差的峰值出现时间比光合有效辐射滞后2-4小时。生长季内,光合有效辐射和空气温度为波动上升趋势,饱和水汽压差为波动式下降趋势。
2)科尔沁草甸草地冠层导度在晴天的日变化呈单峰型,各月典型晴日峰值出现均在12:00左右,平均峰值为0.41 cm/s。5-8月,冠层导度变化特征表现为5月<6月<8月<7月。受叶面积指数和主要气象因子的影响,单位面积最大气孔导度表现为8月<6月<7月<5月。5-8月,科尔沁草甸草地单位面积最大气孔导度gsm平均值依次为:0.27,0.22,0.23,0.16cm/s。
3)冠层导度随着光合有效辐射的增强,呈对数上升趋势(y=alnx-b);在不同饱和水汽压差条件下,各月份冠层导度与光合有效辐射对数方程的系数不同。冠层导度随着饱和水汽压差的增加,呈负对数下降趋势(y=-alnx+b);在不同光合有效辐射条件下,各月份冠层导度对饱和水汽压差变化的响应系数不同。冠层导度对饱和水汽压差响应的敏感度符合k=0.6线性关系。
4)退耦因子的日变化过程基本上呈清晨和傍晚较低,10:00左右最高的规律,其值受冠层导度和空气动力学导度的共同影响。