浙江凤阳山针阔混交林冠层不同高度CO2浓度时空变异规律文献综述

 2022-08-03 15:19:45

“林冠层不同高度CO2浓度时空变异规律研究进展”文献综述

摘要：在全球温室效应的问题日益严重的背景下，碳循环的研究已经成为了目前研究的热点问题。本文献综述主要从林冠层不同高度CO2浓度时空变异的研究背景、研究目的及其意义、国内外研究现状以及研究展望几个方面明确该课题的研究内容与意义。

关键词：CO2浓度、时空变异、林冠层、凤阳山

1 前言

1.1 研究背景

温室气体浓度的增加，引发了全球变暖、海平面上升、极端天气等一系列的全球变化。在全球变化的背景下，碳循环的研究已经成为了目前研究的热点问题。[1]陆地生态系统作为大气中的主要源汇，陆地生态系统的碳循环问题是全球碳循环研究的重要内容[2]。森林生态系统的面积，虽然只占陆地生态系统的二分之一，但森林生态系统的绿色植物通过光合作用固定了大气中大部分的，在调节碳氧平衡、减缓大气中等温室气体浓度上升以及应对全球气候变化等方面具有不可替代的作用[1,2]。因此，准确评价森林生态系统与大气之间的，交换量对揭示和理解区域范围内碳的源汇过程[3]、评价预测森林在全球碳循环中的作用具有重要科学价值和现实意义[3]。

森林生态系统每年固定碳约占整个陆地生态系统的三分之二，在调节全球碳循环过程中起着巨大的作用。植物通过光合作用固定碳，经呼吸作用再次释放CO2，其碳循环能否平衡取决于CO2的流向。CO2的流向与植物新陈代谢及其环境因子密切相关，所以在较高时空尺度上了解植物生理活动对CO2交换过程的影响对于研究植物碳循环非常重要。尽管Keeling 曲线、流量梯度、涡度相关和箱体法被广泛用于碳循环研究，并成功应用到生态系统和全球尺度上[4]，但在呼吸过程、生态系统CO2来源、光合和呼吸作用CO2流向等方面仍然存在分歧，其主要原因之一是在CO2固定和释放过程中发生诸多生化反应。碳稳定同位素被认为是理解叶片到生态系统碳交换过程及其分析光合和呼吸途径中生理生化反应的有效工具。已经被 应用到光合过程、生态系统碳转移和其他生态学研究中[4]。

1.2 研究目的及意义

大气CO2浓度与森林植被活动息息相关。一方面,森林碳代谢会影响CO2的变化,另一方面,林冠层CO2的时空变化又是影响植被光合生产力的重要因素。CO2浓度升高促进森林生态系统碳储量增加的CO2施肥效应及森林对减缓CO2浓度升高的作用存在不确定性[5]。因此,研究生态系统尺度CO2的时空变化有助于深入理解森林的碳循环过程,主要表现在：（1）CO2变化是涡动协方差碳通量观测的重要补充,是研究森林生态系统内部CO2再循环的必要环节CO2的时空变化是植被和土壤碳代谢及大气边界层发展共同作用的结果,因此研究其时空变化对生态系统碳循环具有重要意义（2）CO2廓线和水平梯度是研究储存通量[6]和平流效应的基础。尽管如此,与大尺度的观测相比,关于生态系统尺度的时空变化的研究尚不多[7]。

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