鲁西北平原玉米地涡度相关臭氧通量日变化特征
摘要
近地面高浓度臭氧(O<sub>3</sub>)对植物生长发育和光合作用等都有副作用. 基于O<sub>3</sub>通量(特别是植物气孔吸收)的评价指标被认为比基于O<sub>3</sub>浓度的指标能更好地反应O<sub>3</sub>对生态系统的影响. 本文报道了利用涡度相关技术进行农田生态系统(玉米地)O<sub>3</sub>通量的观测结果, 初步分析了该地区夏玉米地上O<sub>3</sub>浓度、沉积速度(<italic>V</italic><sub>d</sub>)和臭氧通量(<italic>F</italic><sub>o</sub>)的日变化规律及其与生态环境条件的关系. 结果表明: (1) 观测期间(2011年8月9日至9月28日), 30 min平均O<sub>3</sub>浓度存在明显的日变化规律, 其最低值(16.5 nL L<sup>-1</sup>)和最高值(60.1 nL L<sup>-1</sup>)的出现时间分别为6: 30和16: 00左右. 白天(6: 00~18: 00)和夜间(18: 00~6: 00, 下同)的O<sub>3</sub>浓度分别为(39.8±23.1)和(20.7±14.1) nL L<sup>-1</sup>(平均值±标准差), 瞬时O<sub>3</sub>浓度最大值为97.5 nL L<sup>-1</sup>. O<sub>3</sub>浓度受太阳辐射和温度影响比较明显. (2) 无论白天还是夜间, 近地层O<sub>3</sub>都是向下运动的. <italic>V</italic><sub>d</sub>日变化规律表现为夜间小而平稳、上午快速上升、中午前后大而平稳以及下午快速下降的过程. 白天和夜间的<italic>V</italic><sub>d</sub>平均值分别为0.29和0.09 cm s<sup>-1</sup>, 最大值为0.81 cm s<sup>-1</sup>. 白天<italic>V</italic><sub>d</sub>的大小受作物生长期的影响, 而<italic>V</italic><sub>d</sub>的日变化受太阳辐射和相对湿度的影响最为明显. (3)O<sub>3</sub>通量的日变化受O<sub>3</sub>浓度和<italic>V</italic><sub>d</sub>的共同影响, 白天和夜间的平均O<sub>3</sub>通量(<italic>F</italic><sub>o</sub>)分别为-317.7和-70.2 ng m<sup>-2 </sup>s<sup>-1</sup>. <italic>F</italic><sub>o</sub>与CO<sub>2</sub>通量(<italic>F</italic><sub>c</sub>)和潜热通量(<italic>LE</italic>)的相关关系比较显著, 通过比较白天和晚上<italic>V</italic><sub>d</sub>的差别, 可以判断白天的气孔吸收是玉米地上大气O<sub>3</sub>主要的汇.