采用2009年5月至9月期间大孔径闪烁仪(LAS)每日连续观测数据,并基于Monin-Obukhov近地层大气相似理论,测算了地处河南省济源市的华北丘陵山地30年生栓皮栎-侧柏-刺槐人工混交林的显热通量(H),分析了H对波文比(β)、零平面位移(d)、LAS光线路径有效高度(ZLAS)与风速(v)、空气温度(Ta)等关键参数的敏感性。结果表明:在本研究区域,β值在0.4 4.0范围内浮动变化时,LAS法测算得到的H值影响不大;ZLAS值大小浮动±20%时,H的测算值与参考值相差达35%;d数值大小浮动±50%时,H的测算值与参考值相差仅为1%;Ta值大小浮动±10%时,H的测算值与参考值仅为0.2%左右,v值大小浮动±20%时,H的测算值与参考值相差达到了10%左右。

At present, field measurement is the main means of acquiring soil temperature data, which is spatially and temporally discontinuous. The prediction model of soil temperature should be built based on continuous measured data. Based on the soil temperature data of different layers (0 cm, 5 cm, 10 cm, 15 cm, and 20 cm) and the air temperature above and below the canopy, the data were measured continuously in a nearly 30-year-old Robinia pseudoacacia plantation in the hilly zone in Jiyuan City of He’nan Province in 2006 and 2007, the relationship between soil temperature and air temperature was analyzed, a mathematical model for predicting soil temperature was developed based on daily air temperature data in 2006, and the predictions were tested based on the data of 2007. The results show that:The variation trends of soil temperature of different layers and air temperature are basically the same; as soil depth increased, the impact of the soil increased, yet the correlation of soil temperature and air temperature decreased. According to the growth status of trees, a year can be divided into four phases of phenology. The correlation of soil temperature and air temperature was significant when the leaf area index was small. Therefore, the structure of forest canopy had obvious impact on the soil temperature. The model based on air temperature can provide a valuable and accurate tool for predicting temperature of shallow soil. However, to accurately predict deep soil temperature, more factors should be taken into account.

[目的] 为实现杨树叶片水分高光谱信息进行快速、准确估算，[方法] 将实测杨树叶片等效水厚度作为水分含量表征量，并测定叶片高光谱数据，同时，利用辐射传输模型模拟不同等效水厚度条件下的叶片尺度和冠层尺度的高光谱反射数据，通过分析常用水分植被指数对等效水厚度的敏感性，利用植被指数比值的方法构建新等效水厚度植被指数（GVMI/MSI）。通过GVMI/MSI、全球植被水分指数（GVMI）、水分胁迫指数（MSI）分别对杨树叶片尺度和冠层尺度等效水厚度估算精度进行比较分析。[结果] 表明：GVMI指数、MSI指数以及新建GVMI/MSI指数的叶片尺度杨树叶片等效水厚度估算模型的精度R2分别为0.997、0.995、0.998；冠层尺度杨树叶片等效水厚度估算模型精度分别为0.837、0.836、0.973，其中，新建GVMI/MSI指数为杨树叶片等效水厚度估算最佳指数。[结论] GVMI/MSI构建的杨树叶片等效水厚度模型的预测精度较高，是杨树叶片等效水厚度的最佳估算模型。

农田防护林的特殊结构使附近农田地表大气运动形成了特有的动力学和热力学效应,影响着周边物质和能量交换过程。坐标旋转订正方法的选择成为提高农田防护林水热通量测算精度的核心问题,选取2012年3月9日至5月7日共60 d的防护林网内农田的涡动相关观测数据,对相关湍流特征及能量闭合率等关键参数进行坐标旋转订正并进行比较,结果表明:(1)在整个试验过程中,采用平面拟合法进行坐标旋转时,当订正参数的计算周期小于15 d时,x-z平面内旋转角度有一定的波动,而在计算周期大于15 d后,则基本维持在-2.8°左右。采用二次旋转法订正的x-z平面内旋转角度受原始水平风向的影响始终很大;(2)2种坐标旋转方法对于三维风速的处理结果基本一致,在风速较大的情况下,需要考虑坐标旋转方法的选择对结果的影响。二次旋转方法订正后的垂直风速全部为零,平面拟合方法订正后的垂直风速接近于0;(3)平面拟合订正后摩擦风速基本与订正前一致,而二次旋转方法订正后的结果增大了将近5%;(4)平面拟合方法对显热通量及潜热通量的订正误差较小,二次旋转方法则分别将原始测得值提高了5%左右;(5)防护林网通量的能量闭合率经过平面拟合订正后提高了17%,而经过二次旋转法订正后则提高了30%。总之,坐标旋转方法可以对观测设备倾斜引起的误差进行订正,订正后的结果比订正前更精确。二次坐标旋转方法因为可以订正较短时间段内的单组数据,比较适用于下垫面情况变化较快时的观测;平面拟合方法适用于观测系统及其周围环境在整个测量过程中相对稳定时的观测。二次旋转方法对防护林网水热通量订正更好。

[目的]探讨在非生长季不同天气条件下45年生刺槐林土壤CH4通量的日变化和季节变化特征,并确定其主要影响因子.[方法]2014年10月-2015年4月(非生长季),在华北低山丘陵区黄河小浪底森林生态系统定位研究站,利用基于离轴积分腔输出光谱技术的土壤CH4通量自动观测系统,对土壤CH4通量进行连续观测,同步观测林内大气温度和相对湿度、5 cm深处土壤温度和土壤湿度、林内总辐射以及降雨量,分析各因子间的相互关系并确定影响土壤CH4通量的主要因子.[结果]表明:(1)在非生长季,刺槐人工林土壤为大气CH4重要的汇,变化范围为-0.15~-2.34 nmol·m-2·s-1 .晴天的林地土壤吸收CH4能力 (-0.78 nmol·m-2·s-1) 明显高于阴天(-0.61 nmol·m-2·s-1)、降雨或降雪天气 (-0.58 nmol·m-2·s-1),而且呈"V"型日际变化特征;在2014年11月-2015年1月,土壤吸收CH4能力逐渐下降,并维持相对较低的水平,直至2015年3月达到最大值 (-2.34 nmol·m-2·s-1);(2)土壤CH4通量与大气温度、5 cm深处土壤温度呈显著负相关,与相对湿度呈正相关;在2015年1月,土壤CH4通量与总辐射呈正相关;(3)在生长末期土壤上冻阶段和冬季土壤冻结阶段,大气温度和相对湿度为影响土壤CH4通量的主要因子;而在生长季初期,主要的影响因子为大气温度和5 cm深处土壤温度.[结论]非生长季刺槐林土壤表现为大气CH4的汇,在非生长季初期土壤吸收CH4的能力最弱,主要受大气温度和相对湿度的影响,而在非生长季末期土壤吸收CH4的能力逐渐增加,主要受大气温度和土壤温度的影响.