[发明专利]一种生态系统碳水交换过程监测方法

权利要求书

1.一种生态系统碳水交换过程监测方法，其特征在于，包括：

S1、采用公式(1)获取生态系统碳同化量；

其中，Fδ¹³C_A为生态系统碳同化量；

δ¹³Ca为叶外空气水汽的碳同位素比率；

Δ_canopy为预先获取的冠层碳同位素判别率；

A为冠层碳同化速率；

采用公式(2)获取自养呼吸量；

所述公式(2)为：

其中，Fδ¹³C_R^a为自养呼吸量；

δ¹³C_leaf为植物叶呼吸产生CO₂的碳同位素比率；

δ¹³C_stem为植物茎呼吸产生CO₂的碳同位素比率；

δ¹³C_root为植物根呼吸产生CO₂的碳同位素比率；

R_leaf为植物叶的呼吸速率；

R_stem为植物茎的呼吸速率；

R_root为植物根的呼吸速率；

i表示测量次数的起始值；

n表示预先设定的测量的次数；

采用公式(3)获取异养呼吸量；

所述公式(3)为：

其中，Fδ¹³C_R^h为异养呼吸量；

R_litter为凋落物的呼吸速率；

R_mine为土壤有机质的呼吸速率；

C_litter为凋落物分解过程中释放CO₂的速率；

C_mine为土壤有机质分解过程中释放CO₂的速率；

根据公式(4)获取生态系统净碳通量；

所述公式(4)为：

Fδ¹³C_N＝-Fδ¹³C_A+Fδ¹³C_R^a+Fδ¹³C_R^h；

其中，Fδ¹³C_N为生态系统净碳通量；

根据公式(5)获取生态系统呼吸释放CO₂的碳同位素比率；

公式(5)为：

Ca为生态系统空气中CO₂浓度；

δ¹³C_a为生态系统空气中碳同位素比率；

C_b为背景大气中CO₂浓度；

δ¹³C_b为背景大气中碳同位素比率；

δ¹³C_R为生态系统呼吸释放CO₂的碳同位素比率；

根据公式(6)获取植物呼吸在生态系统呼吸中的贡献率；

公式(6)为：

其中，F_R^a为植物呼吸在生态系统呼吸中的贡献率；

δ¹³C_R^a为植物自养呼吸释放CO₂的碳同位素比率；

δ¹³C_R^h为土壤异养呼吸释放CO₂的碳同位素比率；

根据公式(7)获取植物长期水分利用效率；

其中，所述公式(7)为：

其中，WUE为植物长期水分利用效率；

a为预先获取的CO₂扩散过程的同位素分馏率系数；

b为预先获取的RuBP酶羧化过程的碳同位素分馏系数；

δ¹³C_p为冠层叶片碳同位素比率；

Δe为叶内外水汽压差；

根据公式(8)获取生态系统空气中氧同位素比率；

其中，所述公式(8)：

其中，C_ebl为生态系统空气中水汽浓度；

δ¹⁸O_ebl为生态系统空气中氧同位素比率；

C_w为背景大气中水汽浓度；

δ¹⁸O_w为背景大气中氧同位素比率；

δ¹⁸O_ET为生态系统蒸散水汽的氧同位素比率；

根据公式(9)获取植物蒸腾在生态系统蒸散中的贡献率；

其中，所述公式(9)为：

其中，F_T为植物蒸腾在生态系统蒸散中的贡献率；

δ₁₈O_T为植物蒸腾水汽的氧同位素比率；

δ¹⁸O_E为土壤蒸发水汽的氧同位素比率；

根据公式(10)获取生态系统蒸散量；

其中，所述公式(10)为：

其中，Fδ¹⁸O_ET为生态系统蒸散量；

根据公式(11)获取生态系统蒸腾量；

其中，所述公式(11)为：

Fδ¹⁸O_T＝Fδ¹⁸O_ET×F_T；

Fδ¹⁸O_T为生态系统蒸腾量；

根据公式(12)获取生态系统蒸发量；

其中，所述公式(12)为：

Fδ¹⁸O_E＝Fδ¹⁸O_ET-Fδ¹⁸O_T；

Fδ¹⁸O_E为生态系统蒸发量；

S2、基于所述Fδ¹³C_N为生态系统净碳通量、F_R^a为植物呼吸在生态系统呼吸中的贡献率、WUE为植物长期水分利用效率、Fδ¹⁸O_E为生态系统蒸发量以及预先获取的生态系统正常状态下的净碳通量S、生态系统正常状态下的植物呼吸在生态系统呼吸中的贡献率G、生态系统正常状态下的植物长期水分利用效率H、生态系统正常状态下的生态系统蒸发量N以及预先设定的阈值，确定所述生态系统是否正常。