馬尾松冠層光合有效輻射三維空間分布模型的構(gòu)建與驗證.pdf

1、光合有效輻射(PAR,400-700nm)是指太陽輻射中能被綠色植物吸收并用于進行光合作用,從而實現(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發(fā)育及產(chǎn)量質(zhì)量。馬尾松是我國南部的主要用材樹種和長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,對馬尾松人工林的持續(xù)經(jīng)營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,并引入密度機制,研究不同密度馬尾松人工林冠層內(nèi)PAR的時空分布特征,主要結(jié)果如下:
　　 (1)利用透光率對不同密度處理方式下的馬尾松冠層光合有效輻射(PAR)的垂直分布特征進行了分析,結(jié)果表明:不同時刻冠層各高度上的平均PAR透光率與太陽高度角呈正相關(guān)關(guān)系,并隨向下累計LAI皆呈現(xiàn)出一定的指數(shù)遞減趨勢；同一時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；水平方向上的透光率在北邊方向相對較高,東西方向上的輻射強度分布隨著太陽方位角的變化而變化。
　　 (3)利用透光率對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行了分析,結(jié)果表明:相同時刻內(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,可以模擬出任意時刻馬尾松人工林冠層內(nèi)任意點的光合有效輻射。
　　 (5)使用實測值對所建的模型的模擬結(jié)果進行了效果檢驗,結(jié)果表明:馬尾松冠層外水平面PAR入射總輻射實測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),模擬值較實測值偏