刘帆
- 作品数：12 被引量：38H指数：4
- 供职机构：东北林业大学更多>>
- 发文基金：长江学者和创新团队发展计划国家自然科学基金国家科技支撑计划更多>>
- 相关领域：农业科学建筑科学更多>>
- 利用细丝热电偶评估涡度相关系统开路分析仪表面加热效应被引量：2
- 2017年
- 目前广泛使用的涡度相关系统开路CO_2/H_2O分析仪存在表面加热效应,可能影响涡动通量测量精度.以帽儿山森林生态站温带落叶林的开路涡度相关系统为例,采用细丝热电偶评估了开路CO_2/H_2O分析仪(Li-7500)的加热效应,并检验Burba方程的适用性.结果表明:2016年4月23日至5月28日,白天Li-7500光路中部温度比环境空气温度高0.2℃以上,夜间二者很接近,加热峰值多出现在清晨转换期和正午或午后.Burba第4种方法的一元模型(Burba LF)估计的感热通量加热效应(H_(S,HE))日变化大体呈矩形波型,多元线性回归模型(Burba MR)的估计值呈微弱的单峰型.与K079型细丝热电偶(单裸丝线径0.079 mm)测定(K079)和细丝热电偶模拟(K079Model)的感热通量相比,Burba LF和Burba MR估算的白天变化小且波峰低而宽(20 W·m^(-2)),昼夜过渡急剧,夜间一般低于5 W·m^(-2).K079和K079Model法的HS,HE峰值在40 W·m^(-2)以上,夜间HS,HE在零值上下波动.白天Li-7500光路的感热通量增量为13.6%.K079和K079Model估算的白天加热对CO_2湍流通量影响(F_(c,HC))的平均值约0.5 mg CO_2·m^(-2)·s-1,是以往估值的2倍.与实测法相比,Burba方程正午由于H_(S,HE)不足而低估了F_(c,HC),但因高估了清晨、傍晚和夜间加热效应,导致整体上高估F_(c,HC).研究结果证实K079和K079Model法均可用于估计F_(c,HC).
- 王兴昌王传宽刘帆甄晓杰
- 郎钦瑶、王鹏凯、刘茜林、刘帆作品
- 2023年
- 郎钦瑶王鹏凯刘茜林刘帆
- 帽儿山温带落叶林CO2通量与冠层特性的时间动态
- 亚洲温带森林是世界三大温带森林之一,但其CO2通量年际波动及驱动机制很少被报道,这限制了我们对温带森林碳汇强度及其年际波动调控机制的理解。本文以中国东北温带落叶阔叶林的帽儿山站通量塔11年(2008～2018)CO2通量...
- 刘帆
- 关键词：CO2通量叶面积指数物候植被指数林木生长
- 文献传递
- CO2储存通量估算方法对森林生态系统碳收支估测的影响被引量：1
- 2020年
- 准确测定森林生态系统中CO2储存通量(Fs)对于以涡动协方差(EC)法估算生态系统碳收支具有重要意义,而Fs不同算法引起的森林碳收支估测误差还未被全面评估。本研究利用2018年帽儿山落叶阔叶林的开路EC系统和8层CO2/H2O廓线系统(AP100, Campbell Scientific Inc., USA)数据,比较了2-min平均廓线(P2 min)、30-min平均廓线(P30 min)和30-min平均EC单点法(Ps)3种不同方法估算的Fs对净生态系统交换(NEE)、生态系统呼吸(Re)和总初级生产力(GPP)估算结果的影响。结果表明:Fs估算方法对森林碳通量的影响总体上随时间尺度增大而不断增大,表明通量数据插补和拆分会进一步放大Fs估算方法的影响。在年尺度上,P2 min法和Ps法的NEE分别比P30 min法的低36.3%和29.4%;P2 min法的Re比P30 min法和Ps法高8.7%;而P2 min法的GPP比P30 min法的高5.4%,Ps法则比P30 min法的低2.1%。传统的P30 min法忽略了CO2浓度的瞬时变化,Ps法缺少林冠层内部CO2浓度变化,因此两者低估了真实Re。近似瞬时廓线的方法(2-min平均)具有更高的时间与空间分辨率,能够更加准确地估算非平坦地形和复杂冠层结构的森林碳收支,这对解决EC法在复杂条件下森林Re和GPP低估、净碳汇高估具有重要启示。
- 李颖池刘帆王传宽高添王兴昌
- 白桦和水曲柳树干温度日变化的空间变异及其影响因子被引量：1
- 2017年
- 植物温度是森林生态系统能量平衡和植被呼吸估算的重要参数.采用T型热电偶监测树皮和木材特性各异的2个阔叶树种(白桦和水曲柳)不同深度、高度和方位的树干温度(T_s),探索T_s日变化的空间变异及其影响因素.结果表明:T_s月平均日变化格局与空气温度呈相似的正弦曲线,但T_s变化滞后于空气温度,时滞从树皮表面处的0 h增加到6 cm深度处的4 h.随测定深度的增加和高度的降低,T_s日变化的峰值和日较差均逐渐减小.T_s周向差异不大,休眠季节白天南向、西向T_s日峰值略高.两树种树皮和木材的热学特性(比热容和导热系数)的差异,会通过影响树干表面与外界的热交换和树干内部热扩散而造成T_s径向变化的种间差异.白桦树皮较高的反射率削弱了太阳辐射对T_s的影响.多元逐步回归分析表明,环境因子可以很好地估测T_s日动态(R^2>0.85),影响程度依次为空气温度>水汽压>净辐射>风速.估算生物量热储和树干表面CO2通量时应考虑T_s径向、纵向和种间差异.
- 李虞冉王兴昌王传宽刘帆张全智
- 关键词：日变化热学特性
- 帽儿山温带落叶阔叶林通量塔风浪区生物量空间格局被引量：13
- 2016年
- 采用网格法在帽儿山温带落叶阔叶林通量塔风浪区(1500 m×400 m)内设置直径为20 m的圆形样地106个,运用地统计学方法和回归分析法研究了乔木生物量空间格局及其驱动因子。结果表明,风浪区总生物量平均值为153.63 Mg/hm^2,变异系数为37.89%;根冠比平均0.25(变化范围0.18—0.36)。总生物量、地上生物量和地下生物量的空间自相关显著,半方差模型的结构比分别为0.50、0.61和0.50,空间异质性尺度分别为276 m、198 m和375 m。硬阔叶林与杂木林的生物量组分和根冠比差异均不显著,但以胸高断面积(BA)为协变量,生物量组分差异显著。硬阔叶林和杂木林生物量组分与BA均呈极显著的线性正相关关系,BA可以解释总生物量和地上生物量空间变异的85%以上,表明局域尺度上BA可作为森林乔木生物量的预测因子。两种林型的生物量与优势高呈对数线性关系,但相关程度较低(R^2<0.41)。杂木林的各生物量组分与坡度显著正相关,但硬阔叶林的关系不显著。帽儿山落叶阔叶林乔木生物量受BA、优势高、林型、坡度和坡向共同驱动而存在空间变异,因此在整合通量塔与地面碳汇测量时需要考虑空间异质性。
- 刘帆王传宽王兴昌张建双张著王家骏
- 关键词：胸高断面积森林生物量根冠比
- 落叶阔叶林反照率的时间变化与影响因素被引量：3
- 2022年
- 反照率原位测量对生态系统能量收支及其遥感应用至关重要,但目前坡面地形反照率的测量方式有局限且可见光与近红外波段反照率时间变化的差异尚不清楚。本研究以东北地区帽儿山森林生态站的落叶阔叶林为例,探究入射和反射太阳辐射(SR,300~2800 nm)、光合有效辐射(PAR,400~700 nm)、近红外辐射(NIR,700~2800 nm)的反照率时间变化特征及其影响因子,同时分析了两种辐射表安装方式反照率的差异。结果表明:晴天SR和NIR反照率日变化呈上下午不对称的U型曲线,但PAR从早到晚递增;阴天反照率均先急剧下降后趋于稳定。平行于坡面测量增大了反照率的日均值,但缓和了SR、NIR反照率日不对称的现象。从整个生长季来看,SR、NIR与PAR反照率水平测量时最大值分别为0.16、0.27和0.11,最小值分别为0.07、0.11和0.03。SR和NIR反照率季节变化均为先增大后减小(7月为峰值),PAR则相反,SR反照率主要受NIR而不是PAR控制。各波段反照率季节变化的影响因子按照贡献率排序为宽带归一化植被指数(61.7%~78.5%,可表征叶面积指数)>太阳高度角(15.4%~36.9%)>晴空指数(0.4%~36.9%)。
- 阮颖王传宽刘帆王兴昌
- 关键词：太阳辐射光合有效辐射近红外辐射反照率落叶阔叶林
- 一种大气CO<Sub>2</Sub>/H<Sub>2</Sub>O浓度垂直廓线与CO<Sub>2</Sub>/H<Sub>2</Sub>O储存通量分离测量系统及测量方法
- 一种大气CO<Sub>2</Sub>/H<Sub>2</Sub>O浓度垂直廓线与CO<Sub>2</Sub>/H<Sub>2</Sub>O储存通量分离测量系统及测量方法，属于微气象、生态监测技术领域，本发明为了解决传统大...
- 王兴昌刘帆王传宽
- 文献传递
- 基于塔载辐射监测帽儿山落叶阔叶林冠层叶面积指数动态被引量：5
- 2016年
- 基于通量塔常规辐射测量的宽带植被指数(BVI)具有高时间分辨率的优点,有利于获得更详细的森林冠层叶面积指数(LAI)动态信息.本文以帽儿山通量观测站的温带落叶阔叶林为例,研究宽带归一化差值植被指数(NDVI_B)、宽带增强型植被指数(EVIB)、近红外反射率与光合有效辐射反射率比值(SR_(NP))和太阳辐射反射率与光合有效辐射反射率比值(SR_(SP))4种BVI时间序列的控制因子及其滤波方法,并以凋落物收集法为参考,评估采用BVI估测冠层LAI的可行性.结果表明:Huemmrich、Wilson和Jenkins 3种方法计算的同一BVI值略有不同,但其季节变化趋势高度一致.BVI主要受太阳高度角和太阳高度角与坡度夹角的影响而呈现明显的日变化,太阳高度角与坡度夹角最大时刻(12:30)前后的BVI相对稳定.晴空指数可以作为BVI日值滤波的有效参数,不同时刻数据构成的日BVI时间序列的晴空指数阈值以及滤波后的有效数据率存在差异,应综合考虑平滑效果和有效数据率选择合适的时间点代表BVI日值.NDVI_B与凋落物收集法测定的LAI呈显著的线性关系,而EVIB、SR_(NP)和SRSP与LAI均呈显著的对数关系.因此,NDVI_B在表征冠层LAI季节动态和LAI外推中更为精确、方便.鉴于大部分森林碳水通量观测塔配备能量平衡观测系统,如果同时测定光合有效辐射反射率,即可实现冠层LAI长期连续联网监测.
- 刘帆王传宽王兴昌
- 关键词：叶面积指数太阳高度角
- 帽儿山温带落叶阔叶林净生态系统碳交换的日变化及光响应特征被引量：10
- 2020年
- 光合有效辐射(PAR)是影响白天净生态系统碳交换(NEE)变化的主要环境因子,但坡面地形水平测量的PAR与超声风速仪倾斜校正后的NEE坐标系统并不匹配。本研究以平均坡度9°、坡向296°的帽儿山温带落叶阔叶林为例,研究2016年生长季(5-9月)NEE的日变化规律及其驱动因子,评估水平和坡面平行辐射表测量PAR在光响应参数估计以及其他驱动因子对NEE解释方面的差异。结果表明:生长季各月NEE日变化均呈上、下午不对称的单峰曲线,NEE日出约2.5 h后变为负值(净碳吸收),在12:00左右达到峰值,日落前2 h再次接近零。日吸收峰7月最大,5月最小。从整个生长季来看,坡面平行与水平测量PAR的时滞和差异导致通过水平辐射表测得的PAR值拟合得到的光合量子效率(α)和白天呼吸速率(Rd)分别增大13.3%和11.5%,最大光合效率(Amax)降低7.7%;上午与下午的NEE光响应曲线不对称,下午的Rd和Amax均大于上午。光响应参数还受天气条件影响,多云Amax大于晴天,但α和Rd大多小于晴天。但逐月来看,水平测量辐射的Amax和Rd普遍低于倾斜测量辐射的值,尤其是多云下午的Amax。辐射表安装方式还影响空气温度(Ta)与饱和水汽压差(VPD)对NEE的解释,除9月Ta外,基于坡面平行辐射表的全天NEE残差与Ta和VPD的相关性(r为0.082~0.219和0.162~0.282)高于基于水平辐射表的NEE残差(r为0.013~0.197和0.098~0.224)。本研究表明,倾斜地形水平测量PAR可对NEE的环境解释带来明显误差,这对山地植被辐射测量方法以及陆地生态系统碳通量的科学解释具有重要意义。
- 朱苑刘帆王传宽王兴昌
- 关键词：冠层光合作用山地辐射表
