CO2同位素分析儀在估算側柏瞬時和長期CO2同化上的應用

【摘要】森林的長期生產力和固碳能力受氣候變化影響，已成為全球關注的問題。本研究中，我們提供了一種簡單且無損的方法來研究多時間尺度上樹木CO₂同化率。這種新的方法結合了樹干液流和穩(wěn)定碳同位素分辨率以估算碳同化率。我們通過分析變異性并進行配對樣本t檢驗，比較了氣體交換測量和新方法測得的CO₂同化率，以驗證其準確性和適用性。氣體交換和同位素測量都表明早晨CO₂同化率高于下午，峰值在10-11 am左右出現(xiàn)，可能是由于夜間的水儲存和早晨的高氣孔導度。側柏日，月，年尺度上CO₂同化率的變異性與供水條件有關。與以往的研究相比，我們利用穩(wěn)定碳同位素分辨率（Δ¹³C）和樹干液流測量估算的年CO₂同化率的結果與傳統(tǒng)方法結果相一致。側柏對供水可以有效的響應，這就解釋了為什么它可以很好地適應半干旱區(qū)環(huán)境。估算CO₂同化率的新方法是準確的，且適用于北京周邊的半干旱地區(qū)。

【研究區(qū)域】位于燕山鷲峰國家森林生態(tài)系統(tǒng)研究站（NFERS，40°03′N，116°05′E）。

【碳同位素測定】利用碳同位素分析儀（CCIA-36d-EP，LGR）結合廓線系統(tǒng)進行長期野外觀測。

研究區(qū)域的地理位置

（a）研究區(qū)域2013年-2016年三個土壤深度（30cm，60cm和90cm）的月土壤含水量（SWC）；（b）月降水量（P）和平均氣溫（T_a）；（c）月平均飽和水汽壓差（VPD）和光合有效輻射（PAR）。

（a）16個樹木樣品的月平均林分蒸騰（Ts），誤差線表示標準偏差；（b）每個樣品的月林分蒸騰。

TDP系統(tǒng)每月測得的樹木每小時平均蒸騰值（T_h）。負數(shù)的絕對值表示生長在陰坡的8棵樹的平均蒸騰量，而正值表示生長在陽坡的8棵樹的平均蒸騰量。

陽坡和陰坡樹木的月δ¹³C_ls。每個點表示每月代表日（2天）的平均δ¹³C_ls。誤差線表示平均值的標準誤差。

T_h和葉片δ¹³C_ls估算的每個月樹木每小時平均CO₂同化率（A_h）。負數(shù)的絕對值表示生長在陰坡的8棵樹的平均CO₂同化率，而正值表示生長在陽坡的8棵樹的平均CO₂同化率。

¹³C分辨率（A_h和A'_h）和便攜式紅外氣體分析儀（A₆₄₀₀和A'₆₄₀₀）估算的每小時平均CO₂同化率的比較。A_h和A₆₄₀₀表示生長在陽坡的CO₂同化率，A'_h和A'₆₄₀₀表示生長在陰坡的CO₂同化率。

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