青藏高原散射輻射特征及其對高寒草甸生態(tài)系統(tǒng)碳收支影響的研究.pdf

1、青藏高原是地球上接收太陽輻射量最多的地區(qū)之一。散射輻射是太陽輻射的重要組成部分，主要決定于太陽高度角、水汽、云和氣溶膠的變化。受海拔高度的影響，高原上的散射輻射與低平原不同。高寒草甸是青藏高原上分布最為廣泛的植被類型，是世界上最遼闊的高寒草甸生態(tài)系統(tǒng)，亦是地球上生物多樣性最豐富的草原生態(tài)系統(tǒng)之一。青藏高原的草地生態(tài)環(huán)境存在著抗逆性差、脆弱的特點，對氣候變化表現(xiàn)極為敏感。太陽輻射是陸地生態(tài)系統(tǒng)進行光合作用，制造有機物質(zhì)的唯一能量來源，因此

2、，輻射狀況對生態(tài)系統(tǒng)的碳收支有很大影響。散射輻射變化對生態(tài)系統(tǒng)碳收支的影響已越來越引起國內(nèi)外學(xué)者的重視，特別是在太陽輻射資源豐富的青藏高原，廣闊的高寒草甸生態(tài)系統(tǒng)的碳收支對全球碳循環(huán)都可能造成很大影響。探討青藏高原的散射輻射特征及其對高寒草甸生態(tài)系統(tǒng)的影響對進一步揭示該生態(tài)系統(tǒng)的碳收支狀況及其影響機制有著重要意義。
　　 本研究利用微氣象觀測方法，對位于青藏高原東北部高寒草甸生態(tài)系統(tǒng)的太陽總輻射、直接輻射以及環(huán)境因子的長期觀測，

3、揭示了該生態(tài)系統(tǒng)散射輻射的季節(jié)和日變化特征。同時，利用渦度相關(guān)技術(shù)觀測青藏高原高寒草甸生態(tài)系統(tǒng)的碳/水通量，探討分析了散射輻射變化對高寒草甸生態(tài)系統(tǒng)碳收支的影響。本研究的主要結(jié)果如下：
　　 1.一年中，青藏高原高寒草甸生態(tài)系統(tǒng)的散射輻射最高值出現(xiàn)在氣候較干燥、植被尚未開始生長、浮沉較多的4月。由于水汽的影響，使夏季散射輻射所占總輻射的比例亦較大。
　　 2.一日中，由于午后常常產(chǎn)生對流現(xiàn)象，高原上散射輻射的日最高值出現(xiàn)

4、在午后，而并非出現(xiàn)在太陽高度角最高的正午。
　　 3.晴空指數(shù)的變化對散射輻射有較大的影響。在晴空指數(shù)為0.45時，散射輻射占大氣上界太陽輻射的比例最高，即對散射輻射的貢獻最大。晴空指數(shù)過高或過低的情況下，散射輻射反而減弱。晴空指數(shù)大于0.3時，散射輻射占總輻射的比例隨晴空指數(shù)的增加而呈現(xiàn)線性降低現(xiàn)象。
　　 4.散射輻射隨著太陽高度角的增大而增加。但在不同的晴空指數(shù)條件下，散射輻射隨太陽高度角增加的趨勢不同，多云時增加

5、較快，陰天和晴天時增加幅度較緩。
　　 5.高寒草甸生態(tài)系統(tǒng)在7月中旬至8月中旬的生長旺季呈現(xiàn)出較強的碳匯，而在4月下旬和10月下旬則表現(xiàn)為明顯的碳源。
　　 6.散射指數(shù)對光能利用有顯著的影響，在5-9月的生長季節(jié)中，光能利用率的最高值出現(xiàn)在7-8月，且晴天的光能利用率明顯低于多云和陰天。
　　 7.在植被生長狀況穩(wěn)定的7-8月，光能利用率的日最高值出現(xiàn)在午前，午后有所降低，其原因可能是在午后生態(tài)系統(tǒng)呼吸量有所