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林业论文_散射辐射对中国东部典型人工林

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文章摘要:散射辐射是影响森林碳吸收的重要因子。然而,有关生态系统总初级生产力（GPP）对散射辐射响应机理的理解仍有限。该研究利用中国东部6个人工林生态系统2019–2020年观测的碳通量数据和气象数据,估算了散射辐射,区分了直接辐射和散射辐射条件;基于直角双曲线方程获取了不同辐射条件下生态系统光响应参数;量化了GPP对散射辐射和直接辐射变化的响应;采用偏相关方法分析了光照和环境因子对GPP日变化的贡献,旨在探究生长季散射辐射对人工林生态系统GPP的影响机理。研究表明:散射辐射增加可以有效促进冠层光合作用,初始量子效率（α）和光合有效辐射（PAR）为1000μmol·m^–2·s^–1时的GPP(P₁₀₀₀)分别提高了47%–150%和2%–65%。与直接辐射条件相比,散射辐射条件下的PAR每增加1μmol·m^–2·s^–1,GPP增加0.86%–1.70%,森林植被类型和站点物候变化会影响这一过程,具有较低归一化植被指数（NDVI）的樟子松（Pinus sylvestris）和油松（Pinustabuliformis）人工林GPP随单位光合有效辐射增加的变化量的增量（0.86%–1.00%）明显低于其他人工林站点的增量（1.04%–1.70%）,且植被NDVI与P₁₀₀₀存在显著正相关关系。在低光照时, PAR控制生态系统平均总初级生产力（GPP_a）的变化;在中等至高光照时,散射辐射比例（DF）是影响GPP_a的主要因子。在中等光照时,散射辐射对应的光合作用接近于高光照时太阳辐射对应的光合作用,且杉木（Cunninghamia lanceolata）、杨树（Populus spp.）、栓皮栎（Quercus variabilis）和华北落叶松（Larix gmelinii）在中高DF （≥0.5）时的GPP_a比低DF （＜0.5）高出27%–50%,油松和樟子松在中高DF时的GPP_a比低DF约高出2%。散射辐射条件下,散射光合有效辐射(PAR_dif)解释了GPP变化的16%–45%,气温（T_a）和饱和水汽压差（VPD）解释了杉木、栓皮栎和华北落叶松林GPP变化的10%–19%。在散射辐射条件下,人工林在T_a为15–25℃和VPD为0–1 kPa时P₁₀₀₀最大。

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项目基金:《辐射研究与辐射工艺学报》网址: http://www.fsyjyfsgyxb.cn/qikandaodu/2022/0928/1477.html