第七届青年地学论坛

摘要：樟子松是我国“三北”防护林体系工程建设中最重要的防风固沙树种。“日光诱导叶绿素荧光（SIF）”是一种颠覆性、极具潜力的植被监测新型手段，基于SIF可通过光学遥感实现直接测量区域陆地生态系统植被光合作用效率和总初级生产力（GPP）。涡度协方差（EC）技术在测量生物圈与大气之间的二氧化碳中得到广泛应用，是精确测量生态系统总初级生产力（GPP）的重要手段。已有研究发现在多种生态系统，SIF与植被GPP均存在显著的线性相关关系。但目前这种关系主要来源于卫星遥感SIF数据集与地面连续观测GPP数据集，两类数据在时空尺度上难以精确匹配。对于植物冠层尺度，在不同时间尺度上这种关系如何变化，我们知之甚少。本研究以樟子松人工林为对象，利用塔基协同观测的SIF和EC高频数据，分析近地面SIF和GPP在季节、日和小时尺度的变化规律，结果表明：（1）樟子松人工林8~12月碳吸收总量为104.856 gC/m²/d，总体为碳汇。各月平均NEE日变化呈“U”型，NEE最负值出现时刻在12:00前后；各月通量由正转负出现在6:30~8:00前后，且从生长季旺期到末期直至生长季结束，NEE转负时刻不断延后；NEE由负转正出现在16:30~17:30前后，且越接近生长季旺期，NEE由负转正时刻越晚；（2）两种拆分方法得到的生态系统碳通量组分（GPP和Reco）的变化一致，都在生长季9月份达到峰值，随后逐渐减弱；与基于白天数据的估计值相比，基于夜间数据的Reco、GPP估计值更高。（3）樟子松人工林的GPP与SIF有明显的线性关系（R²=0.682），无论在日变化还是时刻变化上均展现出较高的一致性，并且在日尺度上SIF对光照更敏感。该研究结果揭示了樟子松人工林的GPP与SIF的在多个时间尺度上的变化规律，为利用卫星遥感获取SIF可以进行区域GPP的估计提供方法基础，对未来推动我国碳达峰、碳中和的国家目标也具有科技支撑作用。
 

樟子松人工林,总初级生产力GPP,日光诱导叶绿素荧光（SIF）,光合作用