黄河谷地果粮混合生态系统水碳通量特征分析

摘要

探究黄河谷地果粮混合生态系统碳收支与水消耗过程的动态变化及其与环境因子之间的关系，有利于区域更好适应气候变化，优化农田产业结构及实现水资源的高效利用。本研究利用涡度相关技术对黄河谷地果粮混合生态系统进行连续观测，获取2022—2023年水碳通量数据，分析混合生态系统的CO₂交换特征、水碳通量耦合关系及环境因子对水分利用效率（water use efficiency, WUE）的影响。结果表明：（1）2022—2023年各时段的净生态系统碳交换量（net ecosystem exchange, NEE）和总初级生产力（gross primary productivity, GPP）的日变化趋势相似，但峰值个数及出现时间存在差异，研究期间除T1时段（小麦苗期、果树落叶期）为碳源，其余各时段均为碳汇；（2）生长季内蒸散发与NEE、GPP均呈线性相关关系，表明研究区的水碳交换过程在作物的光合-蒸腾作用下有较好的耦合关系；混合生态系统WUE在夏季呈先增加后减少的趋势；（3）太阳辐射、气温、饱和水汽压差及归一化植被指数是影响生态系统日尺度WUE的主要因素。太阳辐射与饱和水汽压差、气温、土壤湿度、归一化植被指数对WUE的影响方向相反，这表明在气温及植被条件相近时，适当提高太阳辐射强度及空气中水汽含量可有助于提高WUE。综上，环境因子是气候变化背景下模拟预测混合生态系统WUE变化时需主要考虑的因素。

关键词

果粮混合生态系统 / 涡度相关 / 水分利用效率 / 路径分析