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红树林生态系统涡度相关与光谱协同观测研究取得进展

发布时间:2019-06-18

作者:云霄站

红树林分布于热带亚热带地区的潮间带,适应于淹水缺氧和高盐度的特殊生境。红树林为海岸带地区提供很多重要的生态系统服务,包括防风消浪、维持生物多样性等。作为重要的蓝碳(Blue Carbon)生态系统,红树林单位面积碳汇能力强,但由于地处潮间带,受淹水、盐度、污染等多种环境胁迫影响,碳动态时空变异大。同时,红树林枝干交错、泥泞难行的潮间带生境给红树林碳循环野外研究工作带来了极大的挑战。

应用长时序光谱连续观测研究生态系统碳通量时间变异已经在很多生态系统得到了较好地应用。传统的基于植被冠层结构的光谱指数(如归一化植被指数NDVI)能够较好地表征落叶林的光合动态,但是无法被用于监测常绿林的光合动态。很多研究已经表明基于植被生理的光化学反射指数(PRI)与叶片光合色素组成的关系更密切,能够用于指示高纬度常绿林的光合动态,但是PRI是否可以用于指示低纬度常绿林(如红树林)的光合动态还鲜有报道。

厦门大学滨海湿地生态系统教育部重点实验室朱旭东副教授课题组,依托漳江口红树林湿地生态系统福建省野外科学观测研究站,开展涡度相关与光谱协同观测(ChinaFLUX云霄站;图1),基于一年的长时序高频(半小时)观测数据(图2),探索红树林PRI与碳通量动态的潜在联系。研究表明:(1PRI日内变异呈现U型变化,与高纬度常绿林相似,然而PRI季节变化并不呈现驼峰型,不同于高纬度常绿林;(2PRI日内和季节变异均与气象和碳变量(总初级生产力、净生态系统交换量、光能利用率)密切相关;(3PRI与碳变量的关系好坏受到气象条件的影响,表现为在高太阳辐射和饱和水汽压差条件下PRI与碳变量关系更好。研究证实了PRINDVI能更好地表征红树林碳变量的时间动态。研究首次在多个时间尺度上分析了天然红树林PRI与碳通量动态的潜在联系。研究对红树林PRI与碳通量动态关系的评价有助于提高人们对红树林光合碳通量时间动态的理解。

该研究得到了国家自然科学基金(31600368)、福建省自然科学基金(2017J01069)、滨海湿地生态系统教育部重点实验室(WELRI201601)和近海海洋环境科学国家重点实验室(MELRI1603)等项目的资助。研究成果已发表于国际期刊《Journal of Geophysical Research: Biogeosciences》,论文涉及的观测数据通过附件的形式共享使用。论文引用:Zhu, X.*, L. Song, Q. Weng and G. Huang (2019). Linking in-situ photochemical reflectance index measurements with mangrove carbon dynamics in a subtropical coastal wetland. Journal of Geophysical Research: Biogeosciences, doi: 10.1029/2019jg005022. 全文链接:https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1029/2019JG005022.

1. 红树林生态系统涡度相关与光谱协同观测

2. 红树林生态系统光谱、气象、水文、碳要素半小时连续观测数据(2016.8~2017.8