北京山区侧柏林生长旺季蒸散组分δ^(18)O日变化及其定量区分

侧柏是北京山区分布范围较广的典型针叶树种,研究侧柏林生长旺季蒸散过程及蒸散组分变化特征对了解该区陆地生态系统水汽交换、植被耗水需求具有重要意义。本研究利用稳定同位素技术于生长旺季(2016年8月)对侧柏林大气水汽δ^(18)O进行原位连续观测,同时选取4个典型晴天采集枝条和土壤样品并测定样品水中的δ^(18)O。结果表明:日尺度上,利用Craig-Gordon模型计算的土壤蒸发水汽氧同位素组成(δ_E)在4个测定日中均先增大后减小,δ_E介于-5.968%^-2.689%,最大峰值出现在12:00—14:00,而近地面大气相对湿度(h)先减小后增大,二者关系为δ_E=-0.03h^2+4.85h-209.5(R^2=0.55,n=32),表明h>75%时,环境相对湿度越大,同位素分馏效应越明显;基于稳态假设估算的植物蒸腾水汽氧同位素组成(δ_T)和Keeling曲线拟合的侧柏林蒸散水汽氧同位素组成(δ_(ET))分别介于-1.210%^-0.951%、-1.599%^-1.004%,日变化趋势复杂,日间变化差异大,但同一观测日内δ_T和δ_(ET)变化趋势基本一致,表明植物蒸腾非稳态可能对δ_T的估算产生偏离,δ_(ET)变化主要受δ_T影响;4个测定日中蒸腾量占总蒸散量的比例(F_T)介于90.14%~92.63%,说明研究区侧柏林生态系统生长旺季蒸散发绝大部分来自植物蒸腾。研究结果确定了基于日尺度的生长旺季植被蒸腾对蒸散的贡献率,为研究陆地生态系统水汽交换机制提供了有益参考,为区域森林生态建设和管理提供了科学依据。