采用定位观测的方法,对稀薄大气条件下的青藏高原高寒草甸生态系统的植被层和土壤层的碳通量进行系统的观测;在实测的基础上取得必要的参数,构建有高原特色的碳收支模拟模型,弄清高寒草甸生态系统碳的收支状况及其碳的源汇关系。此类研究前人较少涉及,为利用模拟手段研究和预测高原生态系统对全球变化的响应打下了坚实基础,极具高原特色。
以传统的叶片水平光合理论为基础,构建了高寒草甸生态系统碳通量模型。模型包含了四个参数,即群落水平最大表观量子效率α0、羧化导度gx、生态系统呼吸系数R10 以及Q10 值。本研究中尝试对α0 和gx 的概念进行尺度扩展,由单叶推及到群体,将群落水平上的α0 定义为表征植物群落生长状况的特征参数,受群落类型、群落结构、植被覆盖度等因素的影响。羧化导度gx 定义为分子传导阻力的倒数,是反映充足光照条件下最大同化速率的重要参数。然后利用直角双曲线法以每天和每旬两种步长直接反演了群落尺度上的α0 和gx,并着重分析了α0、gx 与水分、叶面积指数的关系,最终实现了关键参数的模型化。研究结果表明,α0 和gx 与叶面积指数均表现出极好的相关性。根据模型的预测结果,全球变化过程中高寒草甸植物群落生长季CO2 吸收量呈逐渐增加的趋势,有可能成为一个较大的碳汇。但降水格局的潜在变化也会不可避免的对生态系统的碳交换产生影响。