《生态学报》公式目录
序号年度期刊号标题公式内容
1 2009 (1) 长白山温带混交林林冠下层CO
2通
japonensis量对生态系统碳收支的贡献涡度协方差技术测定CO2通量
2 2009 (1) 逻辑斯缔方程在研究原始生物大分
子动态及生命起源问题中的应用原始生物大分子动态的逻辑斯缔方程
3 2009 (1) 三峡库区森林生态系统有机碳密度
及碳储量三峡库区森林碳储量的计算公式
4 2009 (1) 中华鲟产卵场平面平均涡量计算与
分析中华鲟产卵场平面平均涡量计算
5 2009 (1) 基于最大熵原理的浙江毛竹胸径分
布及测量不确定度评定基于最大熵原理的测量不确定度
6 2009 (1) 透明度胁迫对菹草(Potamogeton
crispus)生长的定量影响及其生长动
力学模型
菹草生长动力学模型
7 2009 (1) 卧龙自然保护区与当地社区关系模
式探讨卧龙自然保护区与当地社区关系模式
8 2009 (1) 滇南地区植被景观时空异质性及其
成因
增强植被指数计算公式
9 2009 (1) 鄂尔多斯东胜地区不同生态功能区
的土壤侵蚀敏感性
土壤敏感性指数的计算公式10 2009 (1) 公平规范与自然资源保护
—基于进化博弈的理论模型
基于进化博弈的理论模型11 2009 (1) 基空间相邻的地类转换倾向性模型
的构建及应用
地类转换倾向性模型的构建12 2009 (1) 基于模型和物质流分析方法的食物
链氮素区域间流动
—以黄淮海区为例
区域氮素流动模型
13 2009 (1) 基于遗传神经网络的成都市人均生
态足迹预测
遗传神经网络模型
14 2009 (1) 间作牧草枣林蚧虫落及其天敌功
能团的组成与时空动态蚧虫落与天敌功能团的时空动态计算公式
15 2009 (1) 近40年来江河源区草地生态压力动
态分析
生态压力指数评价模型
16 2009 (1) 喀斯特山地石漠化的垂直变异喀斯特山地石漠化的垂直变
异分析
17 2009 (1) 马尾松林节肢动物落的稳定性尖角突变模型
18 2009 (1) 中国木质林产品碳储量及其减排潜
力
木质林产品碳储量计算公式19 2009 (1) 水土保持型牧草苇状羊茅(Festuca
arundinacea Schreb)节肢动物落结
构
生态学理论中指标计算公式20 2009 (1) 昆嵛山自然保护区生态系统服务功生态系统服务功能价值研究
能价值评估方法
21 2009 (2) 川西亚高山林区不同土地利用与土
地覆盖的地被物及土壤持水特征
持水量计算公式
22 2009 (2) 点格局分析中边缘校正的一种新算
法及其应用点格局分析中边缘校正的一种新算法
23 2009 (2) 应用土壤质量退化指数计算松嫩盐
碱草地土壤营养位
土壤质量退化指数
24 2009 (2) 小兴安岭主要树种热值与碳含量热值与碳含量计算方法
25 2009 (2) 碱度和pH对两品系蒙古裸腹溞
(Moinamongolica Daday)存活、生长
和生殖的影响
种增长参数计算公式
26 2009 (2) 基于生理生态过程的大麦顶端发育
和物候期模拟模型基于生理生态过程的大麦顶端发育和物候期模拟模型
27 2009 (2) 灌水量和灌水时期对小麦耗水特性
和氮素积累分配的影响冬小麦氮素积累与转运的计算公式
28 2009 (2) 桂西北喀斯特区域生态环境脆弱性生态环境脆弱度评价体系
29 2009 (2) 基于结构洞理论的产业生态落关
联度赋值方法基于结构洞理论的产业生态落关联度赋值方法
30 2009 (3) 城市生态环境质量评价方法城市生态环境质量评价指标
31 2009 (3) 黄绵土N2O排放的温度效应及其动
力学特征N2O累积排放量与温度拟合方程
32 2009 (3) 基于光温的温室多杆切花菊干物质
生产与分配的预测模型切花菊干物质生产和分配预测模型
33 2009 (3) 基于证据权重法的丹顶鹤栖息地适
宜性评价
证据权重模型
34 2009 (3) 瓯江口春季营养盐、浮游植物和浮游
动物的分布浮游植物和浮游动物丰度的回归方程
35 2009 (3) 西溪国家湿地公园生态经济效益能
值分析
生态经济效益能值分析
36 2009 (3) 四川森林土壤有机碳储量的空间分
布特征土壤剖面有机碳密度计算公式
37 2009 (4) 站点CERES-Rice模型区域应用效果
和误差来源均方根差和D-index系数计算公式
38 2009 (4) 过去20年中国耕地生长季起始期的
时空变化NDVI时序数据平滑处理方法
39 2009 (4) 点格局分析函数的边缘校正及其在
昆虫种格局分析中的应用
点格局分析函数的边缘校正
40 2009 (4) 扎龙自然保护区丹顶鹤(Grus
japonensis)巢的内分布型及巢域丹顶鹤巢的内分布型及巢域计算公式
目录
涡度协方差技术测定CO2通量
原始生物大分子动态的逻辑斯缔方程三峡库区森林碳储量的计算公式
中华鲟产卵场平面平均涡量计算
基于最大熵原理的测量不确定度
菹草生长动力学模型
卧龙自然保护区与当地社区关系模式
增强植被指数计算公式
土壤敏感性指数的计算公式
基于进化博弈的理论模型
地类转换倾向性模型的构建
区域氮素流动模型
遗传神经网络模型
蚧虫落与天敌功能团的时空动态计算公式
生态压力指数评价模型
喀斯特山地石漠化的垂直变异分析
尖角突变模型
木质林产品碳储量计算公式
生态学理论中指标计算公式
生态系统服务功能价值研究方法
持水量计算公式
点格局分析中边缘校正的一种新算法
土壤质量退化指数
热值与碳含量计算方法
种增长参数计算公式
基于生理生态过程的大麦顶端发育和物候期模拟模型冬小麦氮素积累与转运的计算公式
生态环境脆弱度评价体系
基于结构洞理论的产业生态落关联度赋值方法
城市生态环境质量评价指标
N2O累积排放量与温度拟合方程
切花菊干物质生产和分配预测模型
证据权重模型
浮游植物和浮游动物丰度的回归方程
生态经济效益能值分析
土壤剖面有机碳密度计算公式
均方根差和D-index系数计算公式
NDVI时序数据平滑处理方法
丹顶鹤巢的内分布型及巢域计算公式
涡度协方差技术CO 2通量
1背景
森林林冠下层的CO 2通量和土壤呼吸是森林生态系统碳循环的重要组成部分。对森林不同高度的CO 2通量进行观测有助于解析冠层CO 2通量的来源，以便更加深入地理解、量化并预测森林植被对大气组分及气候的影响。
利用箱式法观测技术，可以确定低矮植被及土壤与大气间CO 2交换通量的时空变异特征。然而，箱式法通量观测会受到植被高度的限制，并且受箱内气温、湿度、压力以及箱内空气混合程度的影响，这一观测技术仍存在很大的不确定性[1]
。近年来，涡度协方差技术(eddy covariance ，EC)被逐渐应用于观测具有明显分层结构(well-defined understory)的森林生态系统冠层及林冠下层的CO 2通量[2]。该方法能在不干扰周围环境条件的情况下，实现对较大范围生态系统CO 2通量的长期连续自动观测[3]。
郑泽梅等[4]利用长白山温带混交林冠层和林冠下层的涡度协方差CO 2通量数据及箱式法土壤呼吸数据，分析了该森林生态系统林冠下层CO 2通量的季节动态特征及其影响因素，评价了林冠下层CO 2通量对该森林生态系统碳收支的贡献，以期为深入理解温带森林生态系统的碳循环过程提供科学认知，并为建立森林生态系统通量综合观测体系提供理论依据。 2公式
使用式(1)计算森林和大气间的净生态系统CO 2交换量(NEE)：
z Z t c
r c d Z NEE r
⎰∂∂+''=0
)(ρρω （1）
式中，右边的第1个分量表示涡度协方差系统观测的CO 2通量，第2个分量表示地表到观测高度(Zr)的CO 2储存项。NEE 为正表示生态系统向大气排放CO 2，为负表示吸收CO 2。数据处理过程中，首先对林冠上层通量数据进行3次旋转以消除地面不平整对通量观测的影响，并对通量数据进行了WPL 校正，以消除水热传输造成的CO 2通量变化的密度效应。另外，剔除了同期有降水的数据及明显的异常数据，同时剔除了低于摩擦风速(u*)临界值的夜间观测数据。根据湍流方差相似关系观测值与模拟值小于20%的原则确定了林冠上层和下层的夜间u*临界值分别为0. 15 ms -1和0. 032 ms -1。
利用Lloyd-Taylor 方程对缺失的夜间数据进行插补并估算白天的呼吸通量：
)11(0
00T T T T E ref e ref R
R ---= （2）
式中，R ref 为参考温度(T ref ，本研究设为10℃)下的呼吸速率(mg CO 2m -2s -1)，E 0为
活化能(Jmol -1)，T 0设定为-46.02℃，T 为5 cm 土壤温度(℃)。
利用查表法对林冠下层白天的缺失数据进行插补，窗口大小设为1个月。林冠上层观测的白天缺失数据利用Michaelisl-Menten 方程(式3)进行插补，窗口大小设为1个月：
d R P PAR R PAR NEE ++∙∙∙-=max
max
αα （3）
式中，α为生态系统的初始量子效率(mgCO 2μmol -1photon -1)，Pmax 为生态系统潜在最大光合生产力(mgCO 2m -2s -1)，Rd 为白天生态系统呼吸速率(mgCO 2m -2s -1)，PAR 为光合有效辐射(μmol -1m -2s -1)。本研究中利用2003年数据拟合的参数α、Pmax 和R d 分别为0. 0017 mg CO 2μmol -1photon -1、0. 87 mg CO 2m -2s -1和0. 156 mgCO 2m -2s -1。
总生态系统CO 2交换(GEE)以NEE 与Re 之差表示，即：
GEE=NEE-Re (4)
在生态系统尺度上，总生态系统生产力(GEP)和净初级生产力(NEP)分别与GEE 和NEE 数值相等，但符号相反，即GEP=-GEE,NEP=-NEE 。考虑到长白山的物候特征(设定0℃为林冠下层植被生长季与非生长季的界限)，郑泽梅等[4]将林冠下层11月份至翌年3月份的GEP 设定为0。 3意义
利用该技术可以得到以下的结论：
(1)林冠下层的呼吸通量和土壤呼吸通量在全年都与整个森林的光合产物量相耦合，二者呈现明显的单峰型季节变化，且都在7~8月份达到最大值。林冠下层的呼吸通量和土壤呼吸通量在长白山温带混交林的生态系统碳排放中占有重要地位，分别占整个生态系统全年呼吸量的59. 88%和54. 69%。
(2)林冠下层的光合作用呈双峰型季节变化，对整个森林光合产物量的贡献率仅为5. 69%。在冠郁闭度低的月份，林冠下层植被的光合产物贡献率也较大，因此精确地量化该时间段的光合作用有助于更深入理解森林生态系统的碳循环过程及更准确地评价森林生态系统碳收支。
参考文献：
[1] LiangN S, NakadaiT, HiranoT,et al. In situ comparison of four approaches to estimating soilCO 2 efflux in a northern larch (Larix kaempferiSarg.) forest. Agricultural and ForestMeteorology , 2004，123：97 -117.
[2] Wu J B, Guan D X, WangM, et al. Y ear-round soil and ecosystem respiration in a temperate broad-leaved Koean Pine forest. ForestEcology andManagement, 2006，223：35-44.
[3] Baldocchi D D, V ogel C A. Energy and CO 2 flux densities above and below a temperate broad-leaved forest and a boreal pine forest. Tree Physiology , 1996，16：5-16.
[4] 郑泽梅，张弥，温学发，等. 长白山温带混交林林冠下层CO 2通量对生态系统碳收支的贡献.生态学报,2009,29(1):1-8.
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