【摘要】：水分利用效率、光能利用率、碳利用效率能夠量化生態(tài)系統(tǒng)的光合和呼吸效率,是衡量生態(tài)系統(tǒng)固碳水平及潛力的重要參數(shù)。本文基于甘肅省會寧縣半干旱區(qū)野外觀測站2015-2016年兩個生長季的渦度相關(guān)數(shù)據(jù)和氣象環(huán)境數(shù)據(jù),對農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)不同時間尺度的碳水通量、碳、水、光能利用效率變化規(guī)律及環(huán)境因子對碳、水、光能利用效率的影響進行了分析,并探究了在不同氣象條件及土壤水分條件下碳、水、光能利用效率的響應。主要結(jié)果如下:(1)利用研究區(qū)生長季氣溫(土壤溫度)和土壤含水量數(shù)據(jù),應用Van’t Hoff模型、Arrhenius模型、LloydTaylor模型和土壤溫度-水分連乘模型(T_s-SWC模型)分別擬合半小時尺度的生態(tài)系統(tǒng)呼吸,并根據(jù)模型進行日動態(tài)和季節(jié)動態(tài)模擬,發(fā)現(xiàn)應用土壤溫度的Van’t Hoff模型無論是從統(tǒng)計結(jié)果還是不同時間尺度模擬結(jié)果上都優(yōu)于其他三種模型,因此選擇使用Van’t Hoff模型來進行白天生態(tài)系統(tǒng)呼吸的計算,并據(jù)此求得總生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力。(2)2015、2016年研究區(qū)玉米農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)均表現(xiàn)出強烈的碳匯,2015年生長季水分利用效率、光能利用率、碳利用效率的日均值分別為4.71g C kg~-11 H_2O、0.33 g C mol~(-1)和0.53,2016年生長季水分利用效率、光能利用率、碳利用效率的日均值分別為4.69 g C kg~-11 H_2O、0.35 g C mol~(-1)和0.53,水分利用效率、光能利用率、碳利用效率在生長季間都呈單峰曲線,水分利用效率和光能利用率在日尺度上均呈“U”型曲線,而碳利用效率在日尺度上呈單峰的動態(tài)變化。(3)在對碳、水、光能利用效率的影響因子研究中發(fā)現(xiàn),影響水分利用效率的因子按相關(guān)性強弱分別為氣溫、光合有效輻射、氣孔導度、飽和水汽壓差,影響光能利用率的因子按相關(guān)性強弱分別為飽和水汽壓差、光合有效輻射、氣溫以及氣孔導度,而碳利用效率在生長季間僅與氣溫有較好的相關(guān)性。水分利用效率、光能利用率、碳利用效率之間相互聯(lián)系,相互影響,存在較好的相關(guān)關(guān)系。(4)陰天的水分利用效率相較于晴天更大,光能利用率在陰晴天差距不大,碳利用效率在晴天大于陰天的對應值。飽和水汽壓差、液流速率在陰晴天與水分利用效率和光能利用率均呈線性負相關(guān)關(guān)系,與碳利用效率呈對數(shù)負相關(guān)關(guān)系,晴天的相關(guān)程度均大于陰天;土壤水分是影響研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)碳、水、光能利用效率的重要因子,研究區(qū)長期處于水分脅迫的條件下,而在水分脅迫下的生態(tài)系統(tǒng)碳、水、光能利用效率反而大于非脅迫狀態(tài)。氣孔導度在不同土壤水分條件下與碳、水、光能利用效率的關(guān)系說明土壤水分是制約研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)固碳能力及效率的重要因子。
【圖文】：

研究區(qū)概況圖

圖 2-3 研究區(qū)生長季風速風向（左為 2015 年生長季，右為 2016 年生長季）根據(jù)之前的研究，，通過 FSAM（Flux SourceArea Model）模型對每半小時度數(shù)據(jù)進行通量貢獻區(qū)分析得到，白天通量源區(qū)分布于離塔 9~86 m, 夜晚通區(qū)分布在離觀測塔 10~100 m（董軍等，2015）。對渦度數(shù)據(jù)進行能量平衡閉
【學位授予單位】：蘭州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：S181

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