基于涡度相关法和无线传感网的雷竹林碳通量估算-森林经理学专业论文.docxVIP

摘 摘 要 摘 要 森林生态系统是陆地生态系统最重要的组成部分，在碳储量与碳循环中具有重要 的作用。根据森林资源连续清查结果，竹林的面积与株数连年增加，在生态系统的重 要性逐渐增加。基于微气象学的涡度相关法是国际公认的估算区域碳通量的标准方 法。随着无线传感技术的发展，使用无线传感网络获取环境因子的方法正在普及。 本研究基于太湖源通量观测系统 2013 年的数据计算该雷竹林生态系统的碳通 量、通量贡献区等，结合观测区域下垫面土地利用对不同地类通量信息进行提取。此 外，在垂直维度上，本研究在通量塔上安装了无线传感器节点，根据获取的 CO2 浓 度、湿度和气压等数据计算了 CO2 通量，主要结论为： 1）90%贡献水平下，在相同大气稳定度条件下，0°～90°、90°～180°、180°～ 270°、270°～360°方向的通量贡献区范围差别不大。稳定大气条件下贡献区长度 为 96.19～941.63m，不稳定大气条件下贡献区长度为 28.62～313.54m，可见，通量贡 献区在观测塔为中心的 2km×2km 范围内。 2）研究区下垫面主要由雷竹林、非雷竹林（针叶林、阔叶林和针阔混交林）、其 他用地（村落和农田）、道路和水体组成。在 2km×2km 观测区域内，雷竹面积占总 面积的 67.28%、非雷竹林占 17.33%，其他用地占 11.97%，水体占 2.4%，道路占 1%， 使得观测区域内通量信息不完全来自于雷竹林生态系统。因此，本研究提出了通量信 息提取方法。通量塔观测的下垫面年总净固碳量为 148.93gC?m-2?a-1，用通量提取方 法得到的纯雷竹林生态系统年总净固碳量为 115.98gC?m-2?a-1；当下垫面全部为非雷 竹林时（针叶林、阔叶林和针阔混交林）年总净固碳量为 181.32gC?m-2?a-1。从 NEE 月平均值来说，纯雷竹林观测通量下垫面全部为非雷竹林，但由于非雷竹林在研 究区内所占比重较小，因此对整体的通量贡献不大。 3）使用无线传感网络观测数据计算的 CO2 通量与使用涡度相关系统计算的通量 结果在变化趋势上具有较好一致性；无线传感网络计算结果与涡度相关计算结果做相 关性分析结果为 r=0.834，p0.05，说明相关性显著。 关键词：FSAM，雷竹林，CO2 通量，通量分解，无线传感网络 I AB ABSTRACT ABSTRACT Forest ecosystems is the most important part of terrestrial ecosystems. It plays an important role in carbon storage and carbon cycle. According to the results of continuous forest inventory, bamboo number and its area increase year after year, with increasing importance in the ecosystem, gradually. The eddy covariance method which bases on micrometeorology is an internationally recognized method to the estimation regional carbon flux. With the development of wireless sensor technology, wireless sensor networks(WSN) has become a widely used method in obtaining environmental factors. The study calculated the carbon fluxes and flux contribution area of Phyllostachys praecox forest using the data obtained from the Taihuyuan flux observation system during the year of 2013. Combining with the landuse information of the observation area, the fluxes of different land type are extracted. In addition, on the vertical direction of the study area of the study area, the study installed