长三角地区稻麦轮作生态系统净碳交换及其环境影响因子

摘要

采用涡度相关技术对我国长三角地区典型稻麦轮作农田生态系统（2011年11月—2012年10月）的CO2通量进行连续观测,分析了农田生态系统净碳交换（NEE）的变化特征及其环境影响因子。结果表明：长三角地区稻麦轮作生态系统NEE具有明显的日变化和季节变化特征,具有很强的固碳能力。NEE月平均日变化总体呈＂U＂型曲线,不同月份＂U＂型高度不同;NEE季节变化则呈显著的＂W＂型双峰特征,分别对应两季作物（小麦、水稻）的生长季节。小麦/水稻月平均最大碳吸收峰出现在4月/8月,分别达到-1.12 mg·m^-2·s^-1、-1.45 mg·m^-2·s^-1;日最大累积碳吸收量分别为-12.88 g（C）·m^-2·d^-1、-10.63 g（C）·m^-2·d^-1,长三角地区稻麦轮作生态系统年固碳量达到-769.61 g（C）·m-2·a-1。光合有效辐射是影响白天NEE的主要环境影响因子,Michaelis-Menten方程可以很好地表示作物生长季节两者之间的关系（R2=0.37~0.83）;在同一光合有效辐射条件下,长三角地区稻麦轮作生态系统白天NEE随着气温的升高而增加,而当光合有效辐射大于1 800μmol·m^-2·s^-1在着一定程度的光抑制。温度是影响夜间农田生态系统呼吸特征的主要环境影响因子,长三角地区稻麦轮作生态系统夜间NEE与不同层次温度之间均存在显著的指数相关关系,但是不同作物夜间NEE的最适温度略有差异,小麦夜间NEE与土壤温度（10 cm）相关性最好（0.60）,而水稻夜间NEE与气温相关系数最高（0.49）。