馬尾松冠層光合有效輻射三維空間分布模型的構(gòu)建與驗(yàn)證.pdf

1、光合有效輻射(PAR,400-700nm)是指太陽(yáng)輻射中能被綠色植物吸收并用于進(jìn)行光合作用,從而實(shí)現(xiàn)物質(zhì)積累的這部分輻射,是形成生物產(chǎn)量的基本能源之一,直接影響著植物的生長(zhǎng)發(fā)育及產(chǎn)量質(zhì)量。馬尾松是我國(guó)南部的主要用材樹種和長(zhǎng)江流域各省重要的荒山造林樹種,構(gòu)建適用于馬尾松人工林冠層光合有效輻射的三維空間分布模型,對(duì)馬尾松人工林的持續(xù)經(jīng)營(yíng)以及未來在冠層層面上光合和蒸騰作用的模擬有著十分重要的意義。本文的研究目標(biāo)是建立起馬尾松冠層PAR三維空間

2、分布的模型,并引入密度機(jī)制,研究不同密度馬尾松人工林冠層內(nèi)PAR的時(shí)空分布特征,主要結(jié)果如下:
　　 (1)利用透光率對(duì)不同密度處理方式下的馬尾松冠層光合有效輻射(PAR)的垂直分布特征進(jìn)行了分析,結(jié)果表明:不同時(shí)刻冠層各高度上的平均PAR透光率與太陽(yáng)高度角呈正相關(guān)關(guān)系,并隨向下累計(jì)LAI皆呈現(xiàn)出一定的指數(shù)遞減趨勢(shì)；同一時(shí)刻相同冠層高度上的透光率隨人工林密度的增大而減小。
　　 (2)利用透光率對(duì)不同密度處理方式下的馬尾

3、松冠層光合有效輻射(PAR)的水平分布特征進(jìn)行了分析,結(jié)果表明:不同密度處理方式透光率的水平分布規(guī)律較為相似,從樹冠中心到四周表現(xiàn)為遞增趨勢(shì)；水平方向上的透光率在北邊方向相對(duì)較高,東西方向上的輻射強(qiáng)度分布隨著太陽(yáng)方位角的變化而變化。
　　 (3)利用透光率對(duì)不同密度處理方式下的馬尾松冠層PAR散射輻射三維分布特征進(jìn)行了分析,結(jié)果表明:相同時(shí)刻內(nèi)不同密度處理方式馬尾松的PAR散射輻射透光率均大于總PAR透過率,但是二者在垂直和水平

4、方向上的變化規(guī)律都較為一致。
　　 (4)根據(jù)幾何光學(xué)原理,在考慮馬尾松人工林冠層的結(jié)構(gòu)特征基礎(chǔ)之上,結(jié)合比爾定律建立起PAR在馬尾松冠層中的傳輸和分布模型,可以模擬出任意時(shí)刻馬尾松人工林冠層內(nèi)任意點(diǎn)的光合有效輻射。
　　 (5)使用實(shí)測(cè)值對(duì)所建的模型的模擬結(jié)果進(jìn)行了效果檢驗(yàn),結(jié)果表明:馬尾松冠層外水平面PAR入射總輻射實(shí)測(cè)值與模擬值具有很好的線性相關(guān)性(R2=0.964),呈極顯著水平(P<0.01),模擬值較實(shí)測(cè)值偏