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(a)和光合有效辐射(PAR)为1 000 nmol·m-2·s1时的GPP(P1000)分别提高了47％-150％和2限65％.与直接辐射条件相比,散射辐射条件下的PAR每增加1 μmol·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 var.monggolica)和油松(Pinus tabuliformis)人工林GPP随单位PAR增加的变化量的增量(0.86％-L00％)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(GPPa)的变化;在中等至高光照时,散射辐射比例(DF)是影响GPPa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 lanceolatd)、杨树(Populus spp.),栓皮栋(Quercus variabilis)和华北落叶松(Larix gmelinii)在中高DF(≥0.5)时的GPPa比低DF(＜0.5)高出27％-50％,油松和樟子松在中高DF时的GPPa比低DF约高出2％.散射辐射条件下,散射光合有效辐射(PARdif)解释了GPP变化的16％-45％,气温(Ta)和饱和水汽压差(VPD)解释了杉木、栓皮栋和华北落叶松林GPP变化的10％-19％.在散射辐射条件下,人工林在Ta为15-25℃和VPD 为 0-1 kPa 时 P1000最大.

人工林;散射辐射;总初级生产力;饱和水汽压差

刘沛荣;同小娟;孟平;张劲松;张静茹;于裴洋;周宇

北京林业大学生态与自然保护学院,北京100083;中国林业科学研究院林业研究所国家林业局林木培育重点实验室,北京100091

植物生态学报

[1]刘沛荣;同小娟;孟平;张劲松;张静茹;于裴洋;周宇-.散射辐射对中国东部典型人工林总初级生产力的影响)[J].植物生态学报,2022(08):904-918

monggolica,L00,GPPa,lanceolatd,PARdif

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