热带季节雨林碳通量年变化特征及其与影响因子的关系研究

【作者】 张一平； 沙丽清； 于贵瑞； 宋清海； 唐建维； 杨效东； 王跃思； 郑征； 赵双菊； 杨振；

【机构】 中国科学院西双版纳热带植物园； 中国科学院地理环境与资源研究所； 中国科学院大气物理研究所；

【摘要】 为了深入分析西双版纳热带季节雨林碳通量年变化特征及其与各种因子的关系,本文利用西双版纳热带季节雨林观测样地林冠上方和近地层的碳通量2003～2004年整年观测资料;林冠主要树种冠层和林内低矮植物的光合作用日变化观测资料、林内地表不同覆盖状况(土壤、土壤+凋落物、土壤+凋落物+地表低矮植物)的碳通量观测资料,不同层次的叶面积指数的实测资料,凋落物资料和凋落物分解速率资料,以及大气降水、土壤水分、地温等资料,冠层和林内的光合有效辐射资料等,对该地区2003～2004年间的热带季节雨林碳通量年变化特征进行了研究,综合分析了与各种影响因子的关系,结果表明:西双版纳热带季节雨林碳通量数值较小,年变化程度不大;但具有较为特殊的年变化趋势,表现为林冠上方碳通量干季(11-4月)为负值;呈现碳汇效应;而雨季(5-10月)多为正值,表现出弱碳源效应;其年变化特征呈现与其他森林生态系统观测结果相反的变化趋势。热带季节雨林碳通量具有明显日变化特征,在林冠上方,昼间碳通量值为负,绝对值数值较大,呈现碳汇效应;夜间多为正值,呈现碳源效应;在干热季和雾凉季前半夜数值较大;在林内近地层,各季节的碳通量基本上为正值,昼间数值较大,显示了林内CO2多是向上传递,其效应雨季明显大于干季。热带季节雨林林冠树种冠层昼间具有较强的光合作用效应,对昼间林冠上方碳通量有较大的贡献;林冠上方碳通量与林冠树种冠层的光合速率有显著的相关关系。林内低矮植物光合速率与林冠上方碳通量有显著相关关系,而与林内近地层碳通量仅在干热季有显著的相关关系。热带季节雨林林内不同覆盖状态的地表碳通量(土壤呼吸)具有明显的季节变化;林冠上方碳通量和林内近地层碳通量均与地表碳通量有较好的相关;并且与凋落物量、凋落物分解速率、降水量、土壤含水率和土壤温度也有较好的相关关系。显示了热带季节雨林碳通量受到多种因素的影响,西双版纳独特的气候、土壤环境以及与植物生理作用的共同作用,乃是形成热带季节雨林林冠碳通量独特年变化的原因之一。本研究初步统计表明,西双版纳热带季节雨林林冠上方碳通量在不同季节呈现不同的汇/源效应,年平均为碳汇效应。更多还原