云南哀牢山森林生态系统国家野外科学观测研究站
新闻公告
云南森林生态系统光能利用效率(LUE)及其对气候变化的响应
作者: 哀牢山站 更新时间: 2019-04-21

  森林生态系统光能利用效率(Ecosystem light use efficiency, LUE)是全球变化研究的核心问题之一,是建立和校验区域乃至全球森林生态系统生产力模型,估算、评价和预测森林在全球碳循环中作用的基础。其时空动态及控制因子的认知不仅有助于全球森林生产力的准确估算,有助于理解森林生态系统光合能力对气候变化的响应,亦可为森林的管理及政策的制定和实施提供数据/理论支撑。云南省森林植被类型丰富,且碳储量大、碳汇能力高,研究该区域森林生态系统光能利用效率时空动态及其控制因子对于准确模拟该区域森林生产力具有重要的意义和作用。 

  版纳植物园全球变化研究组费学海博士在指导教师张一平研究员和宋清海副研究员等的指导下,利用云南不同温、湿梯度条件下的4类森林生态系统(元江稀树灌草丛(YJ)、西双版纳热带雨林(XSBN)、哀牢山亚热带常绿阔叶林(ALS)和丽江亚高山针叶林(LJ))的27个站点-年连续观测碳通量及气象观测数据,分析得到了4类森林生态系统光能利用效率现状、时间动态和空间格局,探究了生态系统光能利用效率的主要影响因子。研究结果表明: 

  1)云南4个森林生态系统(YJXSBNALSLJ)多年年平均LUE分别为0.063 0.2510.2470.140 g C ? mol photon–1。显示常绿阔叶林生态系统XSBNALS)的LUE远高于针叶林(LJ)和稀树灌草丛生态系统(YJ); 

  2)4个森林生态系统雨季(5-10月)LUE均高于干季,表明适宜的温湿条件有益于提高LUE 

  3)4个森林生态系统的光能利用效率主要受叶面积指数(LAI)和饱和水汽压差(VPD)的控制,其中LAI分别解释了YJXSBNALSLJ 光能利用效率51%19%41%54%的变化  

  4)气候变暖将降低稀树灌草丛的LUE,但其它3内类(尤其是丽江亚高山针叶林)生态系统光能利用效率可能会增加,但降雨减少将可能降低这些生态系统光能利用效率。故气候变化背景下云南典型森林生态系统光能利用效率变化具有很大不确定性。 

  相关研究成果以Patterns and controls of light use efficiency in four contrasting forest ecosystems in Yunnan, Southwest China为题,在线发表于Journal of Geophysical Research: Biogeosciences。本研究得到了国家自然科学基金委与云南省人民政府联合基金、国家自然科学基金、国家自然科学基金重大项目和科学院一三五计划突破一项目等的资助,得到了西双版纳生态站、哀牢山生态站、元江生态站和丽江森林生态系统定位研究站等单位的支持,在此表示衷心感谢。

4森林生态系统光能利用效率日动态(箱式图,Boxplot

4森林生态系统光能利用效率(LUE)季节及年变化特征,可见无论干季、雨季还是年尺度上,常绿阔叶林生态系统(如XSBNALSLUE远高于针叶林和稀树灌草丛生态系统

4森林生态系统光能利用效率的控制因子及过程(基于通径分析Path analysis结果)

(作者:费学海,张一平
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