拉格朗日逆分析在森林蒸散模拟中的应用

应用生态学报

拉格朗日逆分析在森林蒸散模拟中的应用

王安志¹；刁一伟^1,2；金昌杰¹；关德新¹；裴铁¹

¹中国科学院沈阳应用生态研究所，沈阳 110016;²中国科学院研究生院，北京 100039

收稿日期:2004-07-19 修回日期:2005-02-22 出版日期:2005-05-18

Application of inverse Lagrangian dispersion analysis in simulating forest evapotranspiration

WANG Anzhi¹,DIAO Yiwei^1,2,JIN Changjie¹,GUAN Dexin¹,PEI Tiefan¹

¹Institute of Applied Ecology,Chinese Academy of Sciences,Shenyang 110016,China;²Graduate School of Chinese Academy of Sciences,Beijing 100039,China

Received:2004-07-19 Revised:2005-02-22 Online:2005-05-18

摘要/Abstract

摘要： 以长白山阔叶红松林为研究对象，根据Raupach提出的Localized Near Field（LNF）理论为依据，耦合垂直速度标准差σ_w（z）和拉格朗日时间尺度TL（z），建立林冠内水汽源汇强度和平均浓度廓线之间的关系；利用拉格朗日逆分析法（inverse Lagrangian dispersion analysis，IL）提出了通过林冠水汽浓度梯度计算林冠内的水汽源汇强度进而推算森林蒸散的方法.最终得到的结果与开路涡动相关系统的观测数据比较显示,对于白天水汽累积通量的模拟精度达到873%；IL模拟值高于EC实测值，大约高出15%～25%；林冠白天水汽通量远大于夜间，占日水汽总通量的70%以上.6～8月的水汽白天累积总通量高于5月和9月.

关键词: 土壤碳氮循环, 碳密度, 氮密度, 碳氮比

Abstract: Based on the localized near field (LNF) theory and coupled with the distribution of vertical velocity standard deviation (σw(z)) and Lagrangian integral time scales (TL(z)) within the canopy proposed by Raupach,the relationship between water vapor source/sink distribution and its mean concentration profile was constructed.The estimation of forest evapotranspiration was also conducted by the inverse Lagrangian dispersion analysis,which can calculate the water vapor source/sink distribution from its mean concentration profile.The calculated forest evapotranspiration was compared with the measured values.It was concluded that the simulated precision of the daily daytime evapotranspiration could reach 87.3%,the calculated results was 15%～25% higher than the measured one,the nighttime evapotranspiration was about 70% of the daily value,and the total monthly evapotranspiration from June to August was higher than that in May and September.

Key words: Soil carbon/nitrogen cycle, Carbon density, Nitrogen cycle, C/N ratio

王安志¹；刁一伟^1,2；金昌杰¹；关德新¹；裴铁¹. 拉格朗日逆分析在森林蒸散模拟中的应用[J]. 应用生态学报.

WANG Anzhi¹,DIAO Yiwei^1,2,JIN Changjie¹,GUAN Dexin¹,PEI Tiefan¹ . Application of inverse Lagrangian dispersion analysis in simulating forest evapotranspiration[J]. Chinese Journal of Applied Ecology.

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