CO2同位素分析仪在估算侧柏瞬时和长期CO2同化上的应用

【摘要】森林的长期生产力和固碳能力受气候变化影响，已成为关注的问题。本研究中，我们提供了一种简单且无损的方法来研究多时间尺度上树木CO₂同化率。这种新的方法结合了树干液流和稳定碳同位素分辨率以估算碳同化率。我们通过分析变异性并进行配对样本t检验，比较了气体交换测量和新方法测得的CO₂同化率，以验证其准确性和适用性。气体交换和同位素测量都表明早晨CO₂同化率高于下午，峰值在10-11 am左右出现，可能是由于夜间的水储存和早晨的高气孔导度。侧柏日，月，年尺度上CO₂同化率的变异性与供水条件有关。与以往的研究相比，我们利用稳定碳同位素分辨率（Δ¹³C）和树干液流测量估算的年CO₂同化率的结果与传统方法结果相一致。侧柏对供水可以有效的响应，这就解释了为什么它可以很好地适应半干旱区环境。估算CO₂同化率的新方法是准确的，且适用于北京周边的半干旱地区。

【研究区域】位于燕山鹫峰国家森林生态系统研究站（NFERS，40°03′N，116°05′E）。

【碳同位素测定】利用碳同位素分析仪（CCIA-36d-EP，LGR）结合廓线系统进行长期野外观测。

研究区域的地理位置

（a）研究区域2013年-2016年三个土壤深度（30cm，60cm和90cm）的月土壤含水量（SWC）；（b）月降水量（P）和平均气温（T_a）；（c）月平均饱和水汽压差（VPD）和光合有效辐射（PAR）。

（a）16个树木样品的月平均林分蒸腾（Ts），误差线表示标准偏差；（b）每个样品的月林分蒸腾。

TDP系统每月测得的树木每小时平均蒸腾值（T_h）。负数的值表示生长在阴坡的8棵树的平均蒸腾量，而正值表示生长在阳坡的8棵树的平均蒸腾量。

阳坡和阴坡树木的月δ¹³C_ls。每个点表示每月代表日（2天）的平均δ¹³C_ls。误差线表示平均值的标准误差。

T_h和叶片δ¹³C_ls估算的每个月树木每小时平均CO₂同化率（A_h）。负数的值表示生长在阴坡的8棵树的平均CO₂同化率，而正值表示生长在阳坡的8棵树的平均CO₂同化率。

¹³C分辨率（A_h和A'_h）和便携式红外气体分析仪（A₆₄₀₀和A'₆₄₀₀）估算的每小时平均CO₂同化率的比较。A_h和A₆₄₀₀表示生长在阳坡的CO₂同化率，A'_h和A'₆₄₀₀表示生长在阴坡的CO₂同化率。

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