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中国北方植被水分利用效率的时间变化特征及其影响因子

花匠小妙招
2025-10-30 08:09

中国北方植被水分利用效率的时间变化特征及其影响因子-植物生态学报

植物生态学报 2018, 42 (4): 453–465 DOI: 10.17521/cjpe.2017.0214 Chinese Journal of Plant Ecology 中国北方植被水分利用效率的时间变化特征及其影响因子 * 冯朝阳王鹤松孙建新北京林业大学林学院, 北京 100083 摘要水分利用效率(WUE)既是衡量植被生长适应性的重要指标, 也是连接生态系统水碳循环的纽带。认识不同类型植被 WUE的时间变化特征及驱动机制有助于增进对生态系统水碳循环过程的理解。已有研究表明, 在不同时间尺度下, WUE呈现不同的时间变化特征, 但现有研究多是集中在单一的时间尺度下开展的, 对不同植被类型在不同时间尺度下的动态变化及影响因子分析开展得较少。该研究选用中国北方地区9个定位观测台站的通量与气象数据, 分析了WUE的日内变化和季节变化特征, 并在0.5 h、1 d、8 d 以及月尺度下, 分别分析了气温(Ta) 、相对湿度(RH) 、饱和水汽压差( VPD) 以及光合有效辐射(PAR) 等非生物因子对WUE的影响。同时, 该研究也分析了植被叶面积指数(LAI)和降水(P)对WUE的影响。研究发现: (1) WUE的日变化呈现不对称的“U”型特征, 日出时的WUE普遍高于日落时。荒漠地区WUE的季节变化呈“U”型, 而其他站点呈现单峰型。不同站点WUE的季节变化可以分为总初级生产力(GPP)主导型和蒸发散(ET)主导型, 并随着时间尺度的扩大, GPP或ET 的主导作用逐渐增强。(2)在较短的时间尺度(0.5 h、1 d)上, T 、RH 、VPD和PAR是影响WUE变化的主要因子, 但随着时间尺度的 a 扩大, Ta和RH成为影响WUE变化的主要因子, 并且与WUE的相关关系受GPP或ET对WUE主导作用的影响, 随着时间尺度增大, T 和RH与WUE的线性关系更加显著。(3) WUE大体上随LAI 的增加而增加, 但当LAI超过一定值时, 在长白山、海北和张掖 a 站, WUE对LAI 的敏感性降低。降水与WUE的关系在研究区域内并不显著。(4)不同植被类型的WUE由大到小依次为森林、农田、草地、湿地和荒漠。关键词水分利用效率; 通量观测; 总初级生产力; 蒸发散; 气象因子冯朝阳, 王鹤松, 孙建新 (2018). 中国北方植被水分利用效率的时间变化特征及其影响因子. 植物生态学报, 42, 453–465. DOI: 10.17521/cjpe.2017.0214 Temporal changes of vegetation water use efficiency and its influencing factors in Northern China * FENG Chao-Yang, WANG He-Song , and SUN Osbert Jianxin College of Forestry, Beijing Forestry University, Beijing 100083, China Abstract Aims Water use efficiency ( WUE) is an important variable for evaluating the growth adaptation of vegetation; it links carbon and water cycles of terrestrial ecosystems. Charactering the spatial