本文发表于《中国水土保持科学》2024年第22卷第1期“基础研究”栏目。
基于涡度相关技术，对重庆市缙云山观测站内的针阔混交林生态系统的净辐射（Rn）、显热通量（H）、潜热通量（LE）、土壤热通量（G）等进行处理，分析研究区水热通量及各环境因子的变化过程，明确水热通量变化的外在驱动因子，为森林经营及林业可持续发展提供科学依据。
重庆缙云山三峡库区森林生态系统国家定位观测研究站地处E 106°17′~106°24′，N 29°41′~29°52′，海拔200~952.5 m，属于亚热带季风湿润性气候，森林覆盖率高达96.6%。保护区内有大面积的针阔叶阔叶林，有多种具代表性的生态系统。年平均气温13.6 ℃，8月最热平均气温24.3 ℃，1月最冷平均气温3.1 ℃，最高温36.2 ℃，最低温-4.6 ℃；相对湿度87%，水汽压年平均14.9 mbar；年均降水1 611.8 mm，冬半年降水量368.0 mm，占全年的22.8%，夏半年降水量1 243.8 mm，占全年的77.2%；年平均89.8 d有雾，年平均日照时间低于1 293 h。主要树种有：马尾松(Pinus massoniana)、杉木(Cunninghamia lanceolata)、毛竹(Phyllostachys edulis)、杨桐(Adinandra millettii)和广东山胡椒(Lindera kwangtungensis)等。地质构造属川东褶皱带华蓥山帚状弧形构造，相对高差752.2 m。缙云山土壤主要为酸性黄壤土和水稻土2大类，黄壤土普遍具有黏或砂、酸、瘦、缺磷及抗冲蚀能力弱等特点；受到当地地质条件和煤矿开采，缙云山水系条件较为复杂，岩层为砂、泥页岩相间组合，上层为厚砂岩，下层为泥页岩，泥页岩积水。保护区地下水类型属平行岭谷裂隙水区的碎屑岩孔隙裂隙水，单井涌水量＜100 m3/d。另外保护区范围内，有人工挖掘的堰塘，溪沟筑成的大小水库共计11个。
研究区位置图
1) 缙云山针阔混交林生态系统水热通量在日尺度上基本呈现单峰变化趋势。夜间除LE外趋于零值，随太阳的升降而上涨回落，于13:00—14:00达到最大值。在季节尺度上除H因LAI变化所导致的下垫面与大气间的直接热量传输不稳定以及频发的雾气天气对于水热通量的影响而呈现多峰分布外，均呈现因太阳高度角变化导致净辐射差异造成的夏季>春季>秋季>冬季的现象。环境因子中全年降水的不规则分布及生长季LAI的变化导致Ta和VPD呈现多峰变化趋势；Pr集中于一年的4月，7、8月，9、10月；LAI在生长季(4—10月)呈现单峰变化。
2) 缙云山针阔混交林H在非雾天情况下显著大于雾天情况，较高的空气温度会导致H上涨；H主要受到Rn的影响；雾天环境下，H受到VPD和Tsoil的次要影响，非雾天环境下，H受到VPD和WS的次要影响；Pr、WS与H不存在显著关系。Rn、Gs、Ta、VPD之间没有明显线性关系，均对LE产生了显著影响，对LE的影响程度从大到小依次为Rn>Gs>Ta>VPD。除净辐射对潜热通量的直接影响外，在众多环境要素中，植物水分平衡的调节机制的影响最大。
3) Gs受多种因素(Rn、VPD、Ta、VWC、Pr等)共同影响而表现出多维度的复杂变化特征，其中Rn、VPD因子最为关键。研究Gs的变化时应综合考虑多种因素，尤其是光照和水分条件且按不同地区生态系统环境因子对Gs影响程度的大小依次分析。
能量闭合状况
2020年针阔混交林生态系统的各季节水热通量日尺度变化分布
2020年针阔混交林生态系统各环境因子日序变化分布
显热通量在雾天和非雾天情况下的分布及环境因子的相对贡献率
2020年针阔混交林生态系统潜热通量(LE)及冠层导度(Gs)月均值变化分布
刘烜沃, 白浪, 王云琦, 冯印成, 刘双楠, 孟祥江, 师贺雄. 缙云山针阔混交林水热通量特征及其影响因子[J]. 中国水土保持科学, 2024, 22(1): 77-85. DOI: 10.16843/j.sswc.2023024.
LIU Xuanwo, BAI Lang, WANG Yunqi, FENG Yincheng, LIU Shuangnan, MENG Xiangjiang, SHI Hexiong. Characteristics of heat and moisture fluxes and factors affecting them in a conifer-broadleaf mixed forest ecosystem in Jinyun Mountain, Chongqing[J]. Science of Soil and Water Conservation, 2024, 22(1): 77-85. DOI: 10.16843/j.sswc.2023024.
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