光是陸地生態系統碳循環的驅動因子。由于氣候變化引起的降水格局的改變、以及人類活動引起的大氣氣溶膠的變化使云量格局、區域的太陽輻射條件產生了相應的變化,從而使陸地生態系統碳收支對光的響應研究成為陸地生態系統碳循環環境控制機制研究方面關注的熱點問題。
在國家重點基礎研究發展計劃“973”計劃項目的支持下,中科院地理科學與資源研究所于貴瑞研究團隊基于中國陸地生態系統通量觀測研究網絡(ChinaFLUX)的觀測數據,對中國典型森林和草地生態系統總光合作用(Gross ecosystem photosynthesis, GEP)、凈生態系統CO2交換(Net ecosystem exchange of carbon dioxide, NEE)對光的響應研究發現:葉片尺度上植物光合作用對光響應的光飽和現象在生態系統水平上依然存在,且溫帶生態系統在強光條件下存在GEP、NEE下降的光抑制現象。
對我國典型森林和草地生態系統NEE、光能利用效率(Light use efficiency, LUE)、水分利用效率(Water use efficiency, WUE)對云量變化響應的研究發現:在天空多云的條件下(晴空指數在0.4~0.6時),長白山溫帶針闊葉混交林、內蒙古半干旱羊草草原、海北高寒金露梅灌叢等溫帶生態系統以及鼎湖山亞熱帶常綠闊葉林生態系統的NEE、WUE均達到最大值,且LUE較晴朗天空條件下增加;但是,盡管西雙版納熱帶雨林的LUE在多云條件下有所提高,但是其NEE及WUE較晴朗天空條件下并沒有顯著增加。
研究表明,天空多云條件更有利于增加溫帶生態系統的凈碳吸收。該研究有助于深刻理解環境因子對區域陸地生態系統碳收支過程的控制作用,并可為預測未來氣候變化、大氣氣溶膠含量變化對陸地生態系統碳循環過程的影響及相關研究提供依據。
相關研究成果發表在Biogeosciences 以及Agricultural and Forest Meteorology 上。
相關研究論文:
1.Fu Yuling(伏玉玲), Yu Guirui(于貴瑞), Sun Xiaomin(孫曉敏), Li Yingnian, Wen Xuefa(溫學發), Zhang Leiming(張雷明), Li Zhengquan, Zhao Liang, Hao Yanbin. Depression of net ecosystem CO2 exchange in semi-arid Leymus chinensis steppe and alpine shrub. Agricultural and Forest Meteorology, 2006, 137:234–244.
2.Zhang Mi(張彌), Yu Guirui(于貴瑞), Zhang Leiming(張雷明), Sun Xiaomin(孫曉敏), Han Shijie, Yan Junhua. Impact of cloudiness on net ecosystem exchange of carbon dioxide in different types of forest ecosystems in China. Biogeosciences, 2010, 7: 711–722.
3.Zhang Mi(張彌), Yu Guirui(于貴瑞), Zhuang Jie, Randy Gentry, Fu Yuling(伏玉玲), Sun Xiaomin(孫曉敏), Zhang Leiming(張雷明), Wen Xuefa(溫學發), Wang Qiufeng(王秋鳳), Han Shijie, Yan Junhua, Zhang Yiping, Wang Yanfen, Li Yingnian. Effects of cloudiness change on net ecosystem exchange, light use efficiency, and water use efficiency in typical ecosystems of China. Agricultural and Forest Meteorology, 2011, 151: 803–816.
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