杨树人工林生态系统水分利用率的变化规律文献综述

 2022-07-21 03:07

文献综述

前言

森林生态系统中的各类植物在碳汇中发挥着重要的作用,但该高耗水性树种在固碳的同时也会消耗掉大量的水分。如今,全球变暖成为世界经济可持续发展所面临的主要环境问题。森林生态系统及各类植物,有着维持大气碳水平衡的作用,因此,开展森林生态系统碳水耦合关系及其影响因素的研究,不仅可以提高森林资源的有效利用,同时也为研究森林生态系统对全球气候变化响应提供重要理论支撑。

  1. 水利用率的研究概况

文献指出[1-3]水分利用效率是揭示森林生产力与森林耗水关系的重要指标,是碳水耦合研究的关键节点。国内外学者对不同植被进行了大量研究,取得了不同尺度下的水分利用效率变化规律及影响因素等相关成果。但是涉及高纬度的森林水分利用效率的研究成果较为稀少,其变化特征尚不明确。

本研究为了解生态系统中水循环的作用过程及其作用,探究淮河冲击平原大面积杨树人工林的耗水特性从而利用涡度相关法通量观测数据进行数据分析,研究水分利用效率的变化规律。

  1. 森林生态系统碳水关系

近几十年来,由于气候变化引发的对全球范围内生态系统碳循环的研究逐步成为各国科学家关注的重点研究领域。而气候与生态系统的变化会显著改变水文循环和山地径流过程,继而影响流域水循环。森林生态系统的碳水关系是陆地生态系统碳循环和水循环相互耦合的作用过程。国内已经有总结陆地生态系统水碳耦合关系的综述文章发表,水分利用效率(WUE)作为水碳耦合的定量评价指标[4-5]

  1. 碳水关系的影响因子

3.1 水分条件

降水是陆地生态系统水循环的重要组成部分,对森林生态系统水分平衡和树木生理生态动态有重要影响.降水的时空变异性可对森林固碳产生不同效应的影响。适度降雨保证了森林生长所需的水分条件,增加了土壤含水量和空气湿度[6]Ponce Campos, G. E.(2013)发现,干旱年份的WUEE较高(WUEE:地上净初级生产/蒸散),随干旱显著增加,所有生物群落的WUEE最大;湿润年份的最低原生状态,在水文气候时期常见[7]。并且在雨季旱季植物所吸收的水的来源也有不同,比如杨树在干旱的季节,主要吸收利用130cm以下土壤水和地下水,对浅层土壤水也有少量的利用;而在雨季,杨树除了吸收利用130 cm以上土壤水,还少量的吸收深层土壤水和地下水[8]

3.2 CO2浓度

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