基于涡度相关的贺兰山油松林碳通量特征及其环境响应

　　 摘要:

准确监测宁夏贺兰山油松林的碳通量对区域实现碳中和目标具有重要意义,研究其碳通量如何响应区域水热环境变化是认识其碳汇形成机制的关键。基于涡度相关观测的一整年碳通量及气象、环境数据,分析了贺兰山油松林碳通量的多尺度变化特征;利用随机森林和Michaelis-Menten模型,研究了不同环境梯度条件下的碳通量响应机制。结果表明:(1)年累积净生态系统碳交换量(NEE)、总初级生产力(GPP)和生态系统呼吸分别为-525.19 g C m^-2 a^-1、891.17 g C m^-2 a^-1和365.99 g C m^-2 a^-1,贺兰山油松林在年尺度上表现为碳汇;(2)NEE和GPP在5月达到最大,而Reco在9月达到最大,生态系统光合固碳和呼吸排碳的峰值存在时间差,且GPP在4-5月和9-10月形成双峰型特点;(3)影响碳通量的环境因素主要有光合有效辐射(PAR)、温度和土壤含水量,NEE和GPP对PAR的响应随着光强增大而减缓,表现出从光限制到光饱和的转变;(4)碳通量各组分对温度、饱和水汽压亏缺和土壤含水量的响应均呈单峰(凹谷)型,皆有最佳阈值,适宜温度(15-20 ℃)会促进碳汇量的增加。研究结果深化了对半干旱区山地森林碳汇机制的理解,为区域陆地生态系统碳循环模拟提供科学依据。