Environmental and canopy stomatal control on ecosystem water use efficiency in a riparian poplar plantation
Environmental and canopy stomatal control on ecosystem water use efficiency in a riparian poplar plantation
复制标题
河岸杨人工林生态系统水分利用效率的环境和冠层气孔控制
DOI：
10.1016/j.agrformet.2020.107953
复制
发表时间：
2020-06
影响因子：
6.2
通讯作者：
Zuosinan Chen
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Hang Xu;Zhiqiang Zhang;Jingfeng Xiao;Jiquan Chen;Mengxun Zhu;Wenxu Cao;Zuosinan Chen
生态系统水分利用效率(EWUE)是指生态系统总初级生产力(GPP)与蒸散量(ET)的比值，受多种生物物理因素及其相互作用的调节。一个特别的未知数是环境控制和冠层气孔控制对EWUE的相对重要性，因为它们在不同季节起到直接和间接的作用。利用涡旋协方差技术和微气象传感器测量了2014年至2017年中国北部河岸带杨树人工林的碳通量、水通量和环境变量。结果表明，春季和秋季，冠层导度(GC)是调节EWUE的主要因素，而夏季漫射辐射(FDR)是主要的控制变量。在生长季节，FDR主要通过其直接作用而不是间接影响其他环境因素来抑制和促进GP。当FDR<0.6时，该人工林可通过调节气孔功能来有效利用漫射辐射。更重要的是，气孔优化理论仅在一定的条件下(即Vpd≤3和kpa)才有效。相应地，当非气孔功能占优势时，杨树人工林表现出不那么保守的水分利用策略，表层土壤水分含量(SWC)降低。我们的研究突出了FDRand GconEWE的重要性，以及在中国北部大面积建立杨树人工林可能对未来水资源造成的影响。
Ecosystem water use efficiency (EWUE), defined as the ratio of ecosystem gross primary production (GPP) and evapotranspiration (ET), is regulated by multiple biophysical factors and their interactions. One particular unknown is the relative importance of environmental control and canopy stomatal control onEWUEfor their direct and indirect roles in different seasons. We employed the eddy covariance technique and micrometeorological sensors to measure the carbon and water fluxes and environmental variables over a riparian poplar plantation in northern China from 2014 to 2017. We found that canopy conductance (Gc) was the dominant factor regulatingEWUEin spring and autumn, while the fraction of diffuse radiation (FDR) was the primary controlling variable in summer. During the growing season,FDRdepressedETand promotedGPPprimarily through its direct role rather than indirectly affecting other environmental factors. This plantation could utilize diffuse radiation efficiently by regulating stomatal function whenFDRwas lower than 0.6. More importantly, the stomatal optimization theory worked merely under certain conditions (i.e.,VPD≤ 3 kPa). Correspondingly, the poplar plantation tended to show less conservative water use strategy with decreasing surface soil water content (SWC) when the non-stomatal function was dominant. Our study highlighted the importance ofFDRandGconEWUEand the potential of future water resource impact resulting from extensive poplar plantation establishment in northern China.
登录
查看更多内容
影响因子：
4.8
作者：
Yi Fan;Jiquan Chen;Gabriela Shirkey;R. John;S. Wu;Hogeun Park;C. Shao
通讯作者：
Yi Fan;Jiquan Chen;Gabriela Shirkey;R. John;S. Wu;Hogeun Park;C. Shao
影响因子：
2.2
作者：
Hang Xu;Zhiqiang Zhang;Jiquan Chen;Mengxun Zhu;Manchun Kang
通讯作者：
Hang Xu;Zhiqiang Zhang;Jiquan Chen;Mengxun Zhu;Manchun Kang
影响因子：
6.4
作者：
GRIEU, P;GUEHL, JM;AUSSENAC, G
通讯作者：
AUSSENAC, G
影响因子：
6.2
作者：
Launiainen, Samuli;Katul, Gabriel G.;Hari, Pertti
通讯作者：
Hari, Pertti
影响因子：
5.2
作者：
G. Wohlfahrt;A. Hammerle;Alois Haslwanter;M. Bahn;U. Tappeiner;A. Cernusca
通讯作者：
G. Wohlfahrt;A. Hammerle;Alois Haslwanter;M. Bahn;U. Tappeiner;A. Cernusca