树冠阻力和估计森林蒸散在潮湿的柏树

文摘

本研究提出了一个为期两年的数据集的显热通量和水汽通量高于湿润亚热带山地森林柏树,位于台湾东北部海拔1650米。本研究的重点是探讨(1)阻力树冠的昼夜和季节变化和显热通量和水汽这片森林;和(2)为什么一个固定的树冠耐药性的机制可以实现昼夜的Penman-Monteith方程时每小时蒸散估算。我们的研究结果显示不同的季节性变化在树冠层阻力和水汽通量,但恰恰相反,显热通量并没有改变的水汽通量与季节。树冠的季节性变化模式阻力和水汽通量与气象因素高度耦合。此外,结果表明,一个常数(固定)树冠电阻足够好了使用Penman-Monteith方程估算蒸散的昼夜变化。我们观察到树冠阻力约190 (s / m)为两个温暖的季节;和树冠抗性在670年和320年(s / m)为两个凉爽的季节,分别。此外,我们分析分析表明,当平均树冠阻力大于200 (s / m), Penman-Monteith方程树冠阻力的变化不敏感;因此,一个固定的树冠电阻适用于周日每小时蒸散估算。 However, this is not the case when the average canopy resistance is less than 100 (s/m), and variable canopy resistances are needed. These two constraints (200 and 100) were obtained based on purely analytical analyses under a moderate meteorological condition (R_n= 600 W·m⁻²RH = 60%,T_一个= 20°C,U= 2 m·s⁻¹)和一个测量高度的树冠高度的两倍左右。

1。介绍

土壤水分蒸发蒸腾损失总量和显热对地区和全球气象产生重大影响。为了更好地理解热、水蒸气和二氧化碳通量之间的植被和大气,无数的测量进行了各种地球陆地表面(例如,FLUXNET;参见[1])。根据这些监测结果,研究人员发现,热是可见的可变性,水蒸气,有限公司₂通量之间的季节和年之间有时。明智的和潜热通量在夏季和冬季相对较低,和有限公司₂同化在夏天比冬天还强。然而,显热通量的季节变化与潜热和公司相比还强₂通量(2- - - - - -4]。因此,表面能分区和显热通量的比例(H)潜热通量(LE)也随季节。

因为等关键过程在水循环和表面能的预算,是注意等量化方法(例如,看到评论(5])。Penman-Monteith(出版社)方程,基于能量守恒和空气动力学方法和表面(或树冠)抗性,建议全球(6)因为它的标准化和通用性在参考潜在蒸散估算7]。然而,很难实现出版社来自于电阻输入参数化方程,特别是树冠(气孔)电阻8- - - - - -10),控制水蒸气的进出工厂。高定价工具(如光合作用系统)可以用来直接测量树冠阻力;然而,这种阻力采用更广泛的间接参数化。因此,模型参数化处理从气象数据(即树冠阻力。,net radiation, air temperature, wind speed, humidity, and soil water content) were proposed by many researchers [11- - - - - -15]。

Katerji和拉纳16]研究等六个灌溉作物的地中海气候。他们的研究结果表明,采用变量树冠阻力(从气象数据计算)出版社方程估算蒸散的一个重要优势常数(固定)树冠阻力。佩雷斯et al。17)比较不同方法估计树冠阻力在河谷在半干旱条件下统一的草。他们表明,恒定的树冠阻力(= 70 s / m)可能低估或高估蒸散在夏季/冬季。Pauwels参孙(18)指出,使用每月平均表面(树冠)电阻将导致更好的估算蒸散在季节性的时间尺度。

以上两个半干旱草地网站,Lecina et al。19)发现一个固定的树冠电阻(70 s / m)可能导致一个好每日参考蒸散估算;但估计每小时参考蒸散,需要变量树冠阻力值。Kosugi et al。20.]报道一个常数树冠阻力149 (s / m)日本柏树温带森林。此外,谢长廷et al。21)使用一个常数树冠阻力的全年估计每小时等从草原与测量,发现好的协议。简而言之,一个固定的常数树冠阻力可能为评估等工作,而不是使用变量树冠阻力,但为何如此的机制仍没有解决。

在地球表面,森林生态系统的一个重要影响我们的水资源和气候。森林恢复大部分沉淀水通过水分蒸发到大气中,这大大影响了水循环和与固碳作用22- - - - - -24]。山区云森林是世界上最濒危生态系统之一,因为他们独特的生态环境变化的敏感性(25,26]。理解等从山区云森林仍然是一个活跃的研究课题(27,28]。在台湾,Chamaecyparis(柏树)森林生长在整个岛,物种组成的变化和生境条件29日]。这项研究调查了外星人的潮湿的森林山地柏树相对同质的北部斜坡地形台湾从一个为期两年的涡度相关测量数据集。本研究的目的是:(1)揭示了树冠的昼夜和季节变化和模式抵抗、显热通量、土壤水分蒸发蒸腾损失总量高于山地森林,(2)调查为什么一个常数的机制(固定)树冠阻力可能工作在实现Penman-Monteith方程估计,(3)检查的性能Penman-Monteith方程在不同季节的估算蒸散,(4)调查净辐射之间的关系,显热、潜热通量,及其对气象条件的影响高于森林。

2。实验

2.1。网站描述和实验装置

气象和表面通量测量由5月1日,2005年4月30日,2007年,上面均匀的柏树森林在台湾东北部海拔1650米(24°35′27.4 N, 121°29′56.3 E)。网站Chi-Lan山和接近元阳湖生态系统,这是宣布自然保护区,以保护它不受人为干扰。这个网站的地形是一个相对同质的14度朝着东南方向的斜率和扩展为2公里和柏树森林覆盖海拔范围从1650到2432 a.s.l。经常被雾和云覆盖,该网站得到的太阳辐射和特色相对低于温带湿润气候。从以前的记录,年平均气温13°C,和年降水量约4000毫米。在这个柏树森林,Chamaecyparis obtusavar。formosana和Chamaecyparis图主要的物种;的林下叶层主要由杜鹃formosanum(30.]。由于频繁的降水,土壤水分含量在30厘米大约是0.3 - -0.4 (m³/ m³每年)和相对稳定(27]。土壤水分状态没有或轻微影响日常等,因此,起着重要的作用在调节用水的柏树森林(27]。先前的研究在Chi-Lan山云雾林表示,在台湾流行树species-yellow柏树(Chamaecyparis obtusa var. formosana)是适应潮湿的大气条件和较低的入射辐射(31日- - - - - -33]。生态系统有限公司₂吸收被发现略微减少,和小蒸散仍然发生在雾期(33,34]。在这个网站,树冠被关闭和统一的叶面积指数(LAI)的6.3米²/ m²(35),因此土壤热通量是一年到头都小。更详细的网站可以找到的工作常et al。35和楚等。27]。

涡度相关方法应用于确定表面通量亚热带常绿针叶林。监测仪器在23.4米高度无电梯的塔,平均树冠高度是10.3米。在塔的网站,种植园展品年龄范围相对狭窄;树被种植在1961年和1978年之间(30.]。这个塔位于north-westerly种植园。塔站点周围的地形相对平坦。

净辐射测量CNR1辐射计(Kipp & Zonen,代尔夫特,荷兰),向上或向下分离短波和长波辐射组件。空气温度和湿度测量带有HMP45A传感器(芬兰Vaisala)。辐射计和温度/湿度传感器被安装在离地面22.5和23.5米,分别。净辐射(R_n),空气温度(T_一个)和相对湿度(RH)都记录在一个数据记录器和平均30分钟时间。涡度相关系统是安装在离地面24米。三维风速和虚拟潜在温度测量超声波风速计(r . m .年轻81000年,特拉弗斯城,密歇根州,美国)。水蒸气浓度测量li - 7500开放路径红外气体分析仪(美国内布拉斯加州LI-COR,林肯)。风速、水蒸气浓度和虚拟收集潜在的温度在10 Hz便携式笔记本电脑,平均时间是半个小时。所有工具都是由一系列的12伏直流电池。

2.2。数据处理

通量的计算,一般FLUXNET标准流程(例如,36,37])包括消除趋势、削峰和光谱校正应用。消除趋势是由删除原始数据的线性趋势。峰值在±3标准差与插值所取代。如果峰值的数量超过总数的1%每个测量的运行,那么这个被遗弃。光谱校正(频率过滤)完成后摩尔(38]。标量测量之间的时间滞后和垂直速度被移除,以及平面拟合法应用于旋转三个速度组件进入意味着简化坐标系(39]。Webb-Pearman-Leuning校正应用于正确的空气密度的波动40]。数据收集期间从2005年5月到2007年4月。

30分钟的数据被分为两个季节:温暖的(5月至10月)和低温季节(11月至4月)。缺失的数据(由于天气原因,仪器维护等)被排除在分析之外。冷暖季的数据率2005年和2006年的34.42,36.03,47.78和70.11%,分别(也列在表中1)。在每个季节,数据平均季节平均的昼夜变化。由于仪器维护和天气条件下,3月的数据,2006年,被丢弃。平均空气温度、相对湿度、风速、和蒸汽压赤字昼夜变化的2015年5月——2017年4月数据所示1(一)- - - - - -1 (d)。这个网站的时区是UTC + 8小时。在温暖的季节,温度变化在18 - 20°C和在凉爽的季节不等11至14°C(图1(一))。温暖和凉爽的季节,湿度模式是不同于我们的正常的经验在这个雾蒙蒙的山地森林。湿度保持基本恒定(约85 - 93%)00:00至06:00时,然后从07:00至16:00线性增加到100%(雾开始形成约15:00),然后从17点线性下降到90%左右,放送(图1 (b))。风场,明显的山谷风昼夜周期所有季节都注意到,如图1 (c),风速度介于1和2之间(米/秒)。的蒸汽压赤字昼夜模式(图1 (d)),他们是逆相关模式的相对湿度。同时,降水在2005年冷暖季和2006年冷暖季节是4061,1232,2760,和1086毫米(图1 (e))。在这个网站,台风期间是在温暖的季节;因此,温暖季节降水通常高于凉爽的季节。

3所示。方法

在本节中,Penman-Monteith方程(用于估计等)是第一次描述了然后树冠抵抗的作用进行了讨论。

3.1。Penman-Monteith方程

Penman-Monteith方程计算潜热通量,勒(W·m⁻²),可以表示如下(6]: Δ是饱和蒸汽由于曲线的斜率计算空气温度T_一个,γ(=个人电脑_p/ 0.622l_v)是湿度不变,P空气压力,ρ(≈1.2公斤·m⁻³)是指空气密度,c_p(= 1005 J·公斤⁻¹·K⁻¹)是空气的比热容,l_v(= 2.46×10⁶J·公斤⁻¹)是汽化潜热,问_n(= R_n−G)是可用的能源,G土壤热通量,D蒸汽压是赤字,r_一个是水汽的空气动力阻力(s·m⁻¹),r_c树冠阻力(s·m⁻¹)。右边第一项(1)通常被称为能量项(LE__情商从可用能源)和代表的贡献;我们可以定义一个直接能量传递系数(t_c) 描述了有多少可用能源(问_n)将直接转移到勒。第二项右边称为大气(LE_需求项_vpd),描述了大气中的等要求。现在,方程(1)可以写成

如果之间存在线性关系问_n和勒勒=一个 问_n+b。然后回归斜率一个应该接近t_c,和LE__vpd是靠近拦截b和相对稳定。在(1),r_一个可以通过计算 在哪里k(= 0.4)是卡门常数,是摩擦速度(m·s⁻¹),z是测量高度,z_o表面粗糙度(≅0.1h,h平均动量树冠高度),z_机汇表面粗糙度(≅0.01h对水蒸气),U平均风速在测量高度吗z。

当r_c趋于0,那么(1)成为书法家的方程: 计算潜在蒸散(PET)。同样,当蒸汽压力赤字,D,趋于0,(1)减少

方程(6)是所谓的平衡蒸散(LE_eq)和等主要是由这种情况下可用的能源。

后McNaughton和贾维斯41),(1)也可以表示为 解耦系数Ω的定义是在哪里

解耦系数表示的能量项的相对重要性(1)。当r_c趋于0Ω变得团结;这是白天条件下用湿树冠表面的作用r_c将被忽略。当r_c接近无限,Ω变成零;这代表的夜间条件等部分的能量项(LE_eq)是零。贾维斯和McNaughton42)表明,森林解耦系数一般小于短草和农作物。这意味着森林是紧密耦合的大气层之上,因此,蒸散率由大气需求项。

3.2。大学出版社的敏感性方程在树冠阻力

如引言部分所述,实现大学出版社方程是一个有趣的现象,一些研究得出的结论是,一个固定的常数r_c已经足够好了(例如,19]),但一些人认为变量r_c(例如,(12])是必要的。调查的敏感性勒估计树冠电阻的改变,我们考虑以下:

方程(9)代表对大学出版社的灵敏度方程r_c和描述勒估计将不同单位的增加r_c。现在的替代品r_一个与方程(4),然后我们有

方程(10)明确描述的比率∂/∂r_c也是一个风速的函数除了其他三个气象参数:净辐射、温度和蒸汽压赤字。使用方程(4),设置测量身高z树冠高度的两倍(z= 2h),一个获得r_一个= 99 /U和方程(10)减少

同时,在这项研究中,测量勒和重新整理方程(1),测量r_c计算如下:

4所示。结果与讨论

在本节中,我们首先现在时态的变化R_n,H勒,G、等的特点,和能源分区冷暖季的2005 - 2006年在这个潮湿的山地森林。然后我们讨论之前的性能方程,树冠阻力的作用,分离系数,直接能量转移率。

4.1。能源分区

的平均日变化G,R_n,H冷暖季节,勒在2005年- 2006年是绘制在图2。因为在树冠关闭这个网站,土壤热通量(G)冷暖季节都很小(图2(一个))。在图2(一个),土壤热通量的最大值和最小值8和−4 (W / m²),分别;和土壤热通量测量在2006年没有凉爽的季节由于土壤热通量板维护。为R_n不出所料,温暖季节收到更多的净辐射比凉爽的季节(图2 (b));的最大R_n冷暖季在514年和437年(W·m⁻²),分别。为H之间,没有主要的趋势(图冷暖季节2 (c));的最大H257年和311年之间的不同(W·m⁻²)。勒,在温暖的季节LE峰值可能175 W·m⁻²,但高峰值只有50和100 (W·m⁻²2005年和2006年)凉爽的季节,分别(图2 (d))。为什么2006酷赛季LE高于2005年凉爽的季节吗?这是因为在相对湿度较低(图在2006年白天凉爽季节1 (b)),导致较低的树冠电阻(12,43]。这个相对较低的RH还创建了一个需求相对较高的大气等2006年在凉爽的季节。注意到,如图2 (b)2005年,凉爽的季节收到更少R_n2005年比温暖的季节,但高出2005有一个凉爽的季节H比2005年温暖的季节。这是由于低勒2005年凉爽季节的主要部分R_n被分发到h .这表明气象条件与生物耦合的条件(例如,r_c)。换句话说,低空气温度和高相对湿度引起更高的树冠阻力导致较低的LE然后产生更高的显热,后来在温暖的空气。这也说明了植被可以改变微气象学。

检查这个网站的能源分区,的散点图Hvs。R_n和LE vs。R_n每一个季节如图3。在温暖的季节,2005年和2006年的一半R_n被转移到H和大约35%的R_n被转移到勒。2005年凉爽的季节,只有0.11R_n转移到勒和0.63吗R_n被分发到H。至于2006年的凉爽的季节,约为0.2R_n和H约为0.56R_n。简而言之,图3表明,在凉爽的季节,等小,导致更高的比例R_n分配到H。数据2和3表明,在这个地点上控制微气象学等现象。同时,从数据2和3之间,有一个滞后R_n和等生物因素(例如,树冠阻力,根水势)和非生物因素(如土壤水分状况,边界层过程)为LE滞后(44]。在我们的网站,由于频繁的降水,土壤水分含量在30厘米大约是0.3 - -0.4 (m³/ m³)和每年相对稳定;所以土壤水分状态没有或轻微影响日常等。因此,勒在这个站点的滞后是由于树冠阻力和边界层过程。

这些能量分区结果,鲍文比率(H/ LE)和能量闭合率这四个季节也总结表1。在温暖的季节,能量关闭约85%;凉爽的季节,它是75%左右。这些能量比率是正常的关闭与文学。

4.2。潜热通量的估算

估计勒,我们采用Penman-Monteith方程(方程1)与一个常数树冠阻力。季节性一边测量平均值之间的比较,并预测每个赛季如图勒4。图的回归分析4也总结在表吗2。在图4,固定常数树冠阻力采用每个季节的平均树冠抵抗10点至下午两点(树冠表面干燥的时期)。树冠阻力值的计算是通过方程(12)测量勒和R_n。每个季节的平均和最大树冠抗性也列在表中2。为了完成目的,我们还提供了比较所有的一边(不是平均)测量和预测每个赛季在附录中。

从图4和表2,很明显,之前的方法可以预测勒(R²范围从0.91 - -0.98)与一个固定的常数r_c。冷暖季的平均树冠抗性185年2005年和2006年,673年,201年和320年(s / m),分别。它注意到温暖的季节的平均林冠电阻约190 (s / m),但凉爽季节的平均树冠抗性高得多(超过320人)。这种差异之间的树冠阻力冷暖季节是归因于空气温度(图1(一)),因为低温会导致高的树冠电阻(12]。

进一步检查的变化r_c在白天时间(07:00-17:00),我们绘制的日进程r_c在图5。请注意,无论在温暖或凉爽的季节,r_c有其最小值约在早上07:00然后线性增加到最高价值大约12点然后保持不变直到1500年左右,然后下降。的昼夜变化r_c可以解释为:在清晨等发生在湿表面条件下(雾水仍在叶表面),所以呢r_c小(这应该接近宠物,如图6);然后r_c增加由于干燥树冠表面,在15:00雾开始形成,导致湿树冠表面和导致减少r_c。它是注意到这的r_c不会发生的森林(或其他植被)用干树冠表面在下午晚些时候(例如,45,46])。

使用方程(5),我们提出了计算宠物和测量图6对于每一个季节。图6表明,在清晨(06:00-07:00)和下午晚些时候(17:00-18:00)等接近宠物所有的季节。这再次证实,在清晨和傍晚,树冠表面是潮湿的,创造了一个相对较高的等。同时,回忆之前的方程,为有两个来源,一个是能量项(LE_eq),另一个是大气(LE_需求项_vpd)。量化这两项的相对大小,图7显示了这两个术语的日变化以及测量和预测勒。很明显,术语比LE_更大的能量_vpd术语。的LE__vpd在这个潮湿的山地森林词是非常小的。

4.3。树冠阻力的作用

从数据4和5和表2不过,注意到r_c变化随着时间的推移,一个常数r_c仍然可以提供良好的估计整个白天的时间。探索大学出版社的敏感性方程估计勒r_c,我们认为是方程(11),它描述了估计有多少LE增加单位的增加r_c。方程(11)显示的比例∂勒/∂r_c是一个函数的r_c和四个气象参数:U,R_n,T_一个和RH。明确确定的变化∂勒/∂r_c关于r_c在不同的气象条件下,下面的步骤。首先,一个温和的气象条件被选为基线,在哪里R_n= 600 (W / m²),U= 2(米/秒),RH = 0.6,T_一个= 20°C)。其次,我们不同的四个气象参数(例如,R_n,T_一个,U每次或RH),和其他三个参数保持不变作为基线值。

现在,考虑到基线条件:U= 2米/秒,RH = 0.6,T_一个= 20°C,我们绘制的变化∂勒/∂r_c关于r_c为R_n从50到800 (W / m²)在图8(一个)。从图8(一个)时,我们注意到(1)r_c大(大于500 s / m)说,∂勒/∂r_c很小(< 0.2−)无关的大小R_n;(2)当r_c= 200 (s / m),增加一个单位的r_c会导致只有0.2到0.8单位减少勒估计;(3)但是,如果r_c= 100 (s / m)∂勒/∂r_c可能达到1.4时R_n是600 (W·m⁻²);(4)当R_n比较小,∂勒/∂r_c小的一样吗r_c。图8 (b)图是一样的吗8(一个),但对于不同的风速(U范围从0.05到6米/秒R_n= 600 W·m⁻²、RH = 0.6T_一个= 20°C)。图8 (b)类似的模式如图8(一个)表明,(1)如果U小(≤0.05米/秒),那么的比例∂勒/∂r_c约0.08−和不会改变吗r_c多;(2)情况U比2大(米/秒),曲线的∂勒/∂r_c是很近;(3)当r_c= 200 (s / m),增加一个单位的r_c会导致勒估计只有0.6单位减少。

我们还策划∂勒/∂r_c的函数r_c在不同的相对湿度条件下(RH变化从30 - 90%R_n= 600 W·m⁻²,U= 2米/秒,T_一个在图= 20°C)8 (c)。类似于图8 (c),∂勒/∂r_c关于r_c对不同温度(T_一个变化从5到40°CR_n= 600 W·m⁻²,U= 2 m / s, RH = 0.6)呈现在图8 (d)。数据8 (c)和8 (d)也有类似的模式如图8(一个),可以看出r_c= 200 (s / m),∂勒/∂r_c在图0.77−−0.538 (c)和范围从0.86−−0.37图8 (d)。

总之,一般温和的气象条件下R_n= 600 (W / m²),U= 2(米/秒),RH = 0.6,T_一个= 20°C),如果r_c大于200 (s / m),∂勒/∂r_c小于0.65;这意味着预测的值不敏感r_c使用,当平均水平r_c比200年大。同样重要的是要注意,人物8(一个)- - - - - -8 (d)表明,当r_c很小(< 100 s / m),增加一个单位的吗r_c可能导致预测LE降低1.34个单位。如果是这样的,那么一个变量r_c是必要的。这提供了一个解释Lecina et al。(19]的结果,他们发现一个固定的树冠电阻(70 s / m)可以提供良好的每日参考蒸散估算,但估计每小时参考蒸散,需要变量树冠阻力值;因为他们平均树冠阻力很小(只有70 m / s)。的值∂勒/∂r_c对某些r_c下R_n= 600 (W / m²),RH = 0.6,U= 2 (m / s)在两个不同的温度下T_一个= 20,10°C)]也列在表中3。

从数据8(一个)- - - - - -8 (d)的条件下,很明显,低R_n,U,T_一个,或者蒸汽压(即赤字。、高RH)的比率∂勒/∂r_c更小。换句话说,在一个较低的风速、温度低,辐射小,或低蒸汽压赤字状况,不同r_c值将导致相对类似的预测。因此,它并不重要r_c采用价值。此外,从表3可以看出,当r_c大约是200 (s / m), 100台(s / m)增加的r_c只会导致46 - 65单元(W·m⁻²LE)减少。这解释了为什么一个固定的常数r_c很好估计日勒,事实上,r_c随时间。

我们还应用测量数据方程(11)。图9情节∂勒/∂r_c作为时间的函数与测量R_n,T_一个,U和RH。在图9,∂勒/∂r_c不同浓度与R_n;因此,在这个网站,R_n主要(主调节器)参数控制∂勒/∂r_c。的比例∂勒/∂r_c是最低的早上十一点钟左右达到最大值,然后下午开始减少。这周日的趋势是由的反应引起的r_c辐射的增加,温度和其他micrometeorological变量随着时间的推移。注意到的最大值∂勒/∂r_c只有−0.5−0.065−0.5−0.2,分别为2005年和2006年的温暖和凉爽的季节。这也表明,一个常数r_c整个日勒估计足够好了。

4.4。能量传递率从可用能源到勒

探索的直接能量转移率(t_c从可用的能源,问_n(在这里问_n≡R_nLE),我们绘制的昼夜模式平均解耦因子和能量转移率(方程(2)在图10。早上,初分离系数大是由于小的价值r_c(图5);然后在增加r_c,解耦系数下降到最低价值大约10点,然后保持不变直到14:00左右,然后再增加。在图10直接能量传递系数和分离系数随相同的模式。

同时,注意到在之间的线性关系的基础R_n和勒(如图3)和方程(3),回归之间的斜率R_n和平均应该是一样的t_c在方程(3)。我们计算了平均t_c树冠表面时的10:00-14:00干燥。我们发现平均直接能量传递率冷暖季的2005年和2006年分别为0.35,0.12,0.32,和0.20,分别是一样的斜率在那个赛季如图3(这些值也列在表中1)。图10和表1证明了大学出版社方程能够捕获的能量转移率问_n勒。

5。结论

本研究分析了两年的涡度相关明智和潜热通量测量在潮湿的山地森林柏树在台湾和关注的特点和估算蒸散使用Penman-Monteith方程和树冠层阻力的作用。我们的研究结果显示如下:(1)蒸散现象控制微气象学在这个网站。在凉爽的季节,土壤水分蒸发蒸腾损失总量很小,导致更高的净辐射的比例分配到显热。(2)蒸散上面这个网站主要是由辐射能量和接近平衡状态。这是不同于贾维斯和McNaughton [42),他们通常表明,森林有一个较小的解耦系数和蒸散率是由大气需求项。(3)一个固定的常数r_c适用于估计的日变化等网站,但r_c应随季节。这也意味着大学出版社方程是一个很好的方法等填缝如果树冠抵抗已知的先验。(4)当平均树冠阻力高于200 (s / m),∂勒/∂r_c小于0.65一般气象条件下:R_n= 600 (W / m²),U= 2(米/秒),T_一个= 20°C), RH = 0.6;因此,一个固定的树冠阻力对日蒸散估算是足够好的。然而,当平均树冠电阻小于100 (s / m),∂勒/∂r_c大于1.34和变量树冠阻力是必要的。这两个约束条件(200和100)是基于纯粹的分析获得分析和测量高度的树冠高度的两倍左右。

附录

这里我们提供一边之间的比较(而不是平均)测量和预测在图勒为每个季节11。常数树冠阻力采用表中列出的每个季节是一样的2。毫不奇怪,一边测量和预测之间的协议LE不如那些季节平均的(图4)。

数据可用性

使用的数据来支持本研究的发现可以从相应的作者。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

作者的贡献

我。h .构思研究理念;s。l .和我。h模型进行模拟;我。H。,s。l,H。 L., M.-C. H., and S. V. took part in the discussion, analysis, and interpretation of the data and model predictions; C.-I. H. and B.-S. L. wrote the manuscript. All authors reviewed the manuscript.

确认

本研究使用的数据从项目YJ夏朝,SC Chang和CI谢长廷与环境保护署下合同,台湾(epa - 94 - l105 - 02 - 201和epa - 96 - fa11 - 03 - a027 - 2)。我们感激错过Chih-Yi方准备这项研究的数据。这项工作是支持的,在某种程度上,由科技部、台湾(格兰特数量:大多数- 107 - 2410 h - 002 - 172)和核心研究项目,国立台湾大学(项目编号:南大- cc - 107 l892606;南大- cc - 108 l892606;南大- cc - 108 l203313)。

引用

1. 橡树岭国家实验室分布式有源档案中心(ORNL DAAC),FLUXNET网页ORNL DAAC橡树岭,TN,美国,2015年,http://fluxnet.ornl.gov。
2. x Bi, z高,x邓et al .,“季节和昼夜变化水分,热量和有限公司₂通量在草原在中国南部的热带季风区域,”地球物理学研究杂志:atm,卷112,不。D10, 2007年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
3. d . y .霍林格,s·m·戈尔茨e·a·戴维森j·t·李,k .你和h t .情人节,“季节性模式和环境控制的二氧化碳和水蒸气交换ecotonal北方森林,”全球变化生物学,5卷,不。8,891 - 902年,1999页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
4. e·r·汉弗莱·t·a .黑g . j . Ethier et al .,“合理的年度和季节性变化和潜热通量高于沿海花旗松森林,不列颠哥伦比亚,加拿大,”农业和森林气象学,卷115,不。1 - 2、109 - 125年,2003页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
5. g . Rana和n . Katerji”测量和估计实际蒸散在地中海气候:复习一下,”欧洲农艺学杂志,13卷,不。2 - 3、125 - 153年,2000页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
6. r·g·艾伦·l·s·佩雷拉,d . Raes和m·史密斯,作物蒸散计算作物水分需求的指导方针:粮农组织灌溉和排水纸56粮食及农业组织,罗马,意大利,1998年。
7. 中情局沃尔特·r·g·艾伦,r·l·艾略特,d . Itenfisu和p . Brown声称,“土木水利标准化参考蒸散方程,”标准化的参考蒸散任务委员会报告陈纯环境和水资源研究所的莱斯顿,弗吉尼亚州,美国,2001年。视图:谷歌学术搜索
8. j·b·费舍尔,k . p .你和d·d·Baldocchi”的全球估计land-atmosphere水通量每月基于AVHRR和ISLSCP-II数据,验证在16岁FLUXNET网站,“环境遥感,卷112,不。3、901 - 919年,2008页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
9. a . Polhamus j·b·费舍尔,k . p .涂”控制蒸散模型中的误差结构什么?”农业和森林气象学卷。169年,12 - 24,2013页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
10. j·谢菲尔德,e . f .木材和f . Munoz-Arriola”长期墨西哥区域蒸散的估计基于缩减规模ISCCP数据,”水文气象学杂志,11卷,不。2、253 - 275年,2010页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
11. j·g . Alfieri d .他p·d·Blanken et al .,“估计最低树冠抵抗农田和草地,使用的数据来自2002年国际H₂O项目”每月天气回顾,卷136,不。11日,第4469 - 4452页,2008年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
12. 美国河和d . Mutiibwa树冠的动态电阻:广义线性估计和与主micrometeorological变量之间的关系,“水资源研究,46卷,不。8,2010。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
13. p·g·贾维斯,”叶水势的变化的解释和气孔导度的树冠,”英国皇家学会哲学学报B:生物科学》,卷273,不。927年,第610 - 593页,1976年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
14. f . m . Kelliher r . Leuning m . r . Raupach和工作流管理。Schulze”最大电导蒸发从全球植被类型,“农业和森林气象学,卷73,不。1 - 2,硕士论文,1995页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
15. g, g .周f·陈,y,“阻力树冠的可变性分析内蒙古荒漠草原的网站,中国,“大气科学的进步没有,卷。31日。3,第692 - 681页,2014。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
16. n Katerji和g . Rana”造型六灌溉作物的蒸散在地中海气候条件下,“农业和森林气象学,卷138,不。1 - 4、142 - 155年,2006页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
17. p . j . Perez s Lecina f . Castellvi A . Martinez-Cob维拉波斯和f . j .,”一个简单的参数化批量树冠抵抗气候变量估算每小时蒸散,“水文过程,20卷,不。3、515 - 532年,2006页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
18. v . r . n . Pauwels和r .参孙”,比较不同的方法来测量和模型实际蒸散率湿倾斜的草地,”农业水管理,卷82,不。1 - 2,- 24,2006页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
19. s . Lecina a Martı́nez-Cob, p . j . Perez f·j·维拉波斯和j·j . Baselga“固定和可变体积树冠阻力供参考蒸散估算使用Penman-Monteith方程在半干旱条件下,“农业水管理,60卷,不。3、181 - 198年,2003页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
20. 田中y Kosugi, s . Takanashi h . et al .,”在日本柏树森林蒸散。即涡度相关通量和表面电导特性为3年,“《水文,卷337,不。3 - 4、269 - 283年,2007页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
21. 我。谢长廷,g·基利,a Birkby, g . Katul“光合反应未来气候的潮湿的草地生态系统扰动,”水资源的进步,28卷,不。9日,第916 - 910页,2005年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
22. m·g·巴拉,k Caldeira Wickett et al .,“大规模森林砍伐的气候和二氧化碳循环影响。”美国国家科学院院刊》上,卷104,不。16,6550 - 6555年,2007页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
23. b . e .法律,e . Falge顾l . et al .,“环境控制二氧化碳和水汽交换陆生植被,”农业和森林气象学,卷113,不。1 - 4、97 - 120年,2002页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
24. 王k和r·e·迪金森,“回顾全球陆地蒸散:观察、建模、气候学、和气候变化,”地球物理评论,50卷,不。2、2012。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
25. 洛杉矶Bruijnzeel、f . n . Scatena和l·s·汉密尔顿热带山地森林云:科学保护和管理英国剑桥,剑桥大学出版社,2011年。
26. l·s·汉密尔顿,j . o . Juvik, f . n . Scatena“热带山地森林云”生态学研究,第110卷,第407页,斯普林格出版社,纽约,纽约,美国,1995年。视图:谷歌学术搜索
27. h·s·楚,s . c . Chang克莱姆o . et al .,“树冠潮湿有关系吗?从云亚热带山地森林蒸散在台湾,“水文过程,28卷,不。3,2012。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
28. f·赫尔威达、洛杉矶Bruijnzeel f . n . Scatena h·f·福特和a·g·c·a·梅斯特,“湿从波多黎各低山地雨林树冠层蒸发:实际估计气动电导的重要性,”《水文1 - 15卷,414 - 415页,2012年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
29. 张炳扬。d .千粒重,m . Chytry et al .,“Chamaecyparis山区云在台湾森林:生态和植被分类、”生态研究,30卷,不。5,771 - 791年,2015页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
30. o·克莱姆研究所。常,Y.-J。夏朝,“能量通量在亚热带山地森林云,“森林生态与管理,卷224,不。1 - 2,5 - 10,2006页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
31. I.-L。赖,h . Scharr a Chavarria-Krauser et al .,”叶生长动力学两个同类的裸子植物树种反映光强度的异质性在自然生态位,”植物细胞和环境,28卷,不。12日,第1505 - 1496页,2005年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
32. I.-L。赖,J.-T w·h·施罗德。吴,l l。Kuo-Huang、c·莫尔和学术界。周:“雾能有助于营养的Chamaecyparis obtusa var。formosana吗?雾的吸收溶质示踪到树叶和运输根,”树生理,27卷,不。7,1001 - 1009年,2007页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
33. k . Mildenberger e . Beiderwieden Y.-J。夏朝,o·克莱姆有限公司₂和水蒸气通量高于云亚热带山地森林的光照条件和雾的影响,“农业和森林气象学,卷149,不。10日,1730 - 1736年,2009页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
34. e . Beiderwieden诉沃尔夫,Y.-J。夏朝,o·克莱姆”它是双向:测量同时蒸散和雾液滴沉积在山区雾林,”水文过程,22卷,不。21日,第4189 - 4181页,2008年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
35. 研究所。常,张炳扬。叶,蔡明俊。吴,Y.-J。夏朝,J.-T。吴”,量化雾原位水沉积接触实验在台湾山区针叶林,”森林生态与管理,卷224,不。1 - 2日,11到18门,2006页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
36. m . Aubinet a . Grelle a Ibrom et al .,“估计每年净碳和水交换森林:EUROFLUX方法,”生态研究进展,30卷,第175 - 113页,2000年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
37. 我。谢长廷,M.-C。赖,Y.-J。夏朝,T.-J。常,“估计的显热、水蒸气和有限公司₂通量使用flux-variance方法。”国际生物气象学杂志,52卷,不。6,521 - 533年,2008页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
38. c·j·摩尔,”艾迪相关系统的频率响应修正。”边界层气象学,37卷,不。1 - 2,17-35,1986页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
39. j . m . Wilczak s p Oncley, s . a阶段,“声波风速计倾斜校正算法,”边界层气象学,卷99,不。1,第150 - 127页,2001。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
40. e·k·韦伯,佩尔曼g . i r . Leuning”校正密度通量测量的影响由于传热和水蒸气,“季度皇家气象学会杂志》上,卷106,不。447年,第100 - 85页,1980年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
41. k . g . McNaughton p·g·贾维斯,“预测植被变化对蒸腾作用和蒸发的影响,”水分亏缺和植物生长卷,t·t·考斯埃德。7日,页。1-47,学术出版社,纽约,纽约,美国,1983年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
42. p·g·贾维斯和k . g . McNaughton气孔蒸腾的控制:扩大从叶到地区,”生态研究进展15卷,1-49,1986页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
43. l . s . Li,美国康et al .,“比较几种表面阻力模型估算作物蒸散在整个生长季节在干旱地区,”农业和森林气象学卷,208年,页1 - 15,2015。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
44. 问:张曼卓尼s, g . Katul a . Porporato d·杨,“滞后evapotranspiration-vapor赤字压力的关系,”地球物理学研究杂志:Biogeosciences,卷119,不。2、125 - 140年,2014页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
45. p·d·Blanken t·a·黑,“北方阿斯彭森林的树冠电导,艾伯特王子国家公园,加拿大,”水文过程,18卷,不。9日,第1578 - 1561页,2004年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
46. W.-Z。赵,X.-B。霁,E.-S。Kang Z.-H。张,B.-W。金,“Penman-Monteith评价模型应用于玉米中国西北干旱区的领域,”水文和地球系统科学,14卷,不。7,1353 - 1364年,2010页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索

版权

版权©2020 Bau-Show林等。这是一个开放分布式下文章知识共享归属许可,它允许无限制的使用、分配和复制在任何媒介,提供最初的工作是正确引用。