Predicting variations of evapotranspiration, photosynthesis and water use efficiency in a forest with the change in LAI by the forest management

通过森林管理预测森林蒸散量、光合作用和水分利用效率随 LAI 变化的变化

• 批准号: 15600002
• 负责人: OUE Hiroki
• 金额: $ 2.43万
• 依托单位: Ehime University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-15600002/
• 关键词: Forest micrometeorology; Transpiration and photosynthesis; Stomatal conductance; Evapotranspiration and CO_2 flux; Water use efficiency; Forest managements; Optimum LAI; Soil Respiration; スギ人工林微気象; 森林流域; 蒸発散量; 光合成速度; 個葉蒸散・光合成; 気孔応答; 放射温度

1.Observations in the fieldThe following observations were made at the micrometeorological observational tower, around the center of a coniferous forest catchment that was mainly planted with Japanese cedar and the area of which was 10.7 ha in Ozu.(1)Observation of fluxes by the eddy correlation method and Bowen ratio energy budget method(2)Transpiration and photosynthesis of a single leaf(3)Soil respiration(4)Water balance of the catchment2.ResultsVariations of daily evapotranspiration (ET) and CO_2 flux (CER) in 2005 reached maximum in May - September with minimum in winter. Correlation coefficients between these two fluxes and meteorological conditions, soil water content and four seasons revealed that solar radiation was the first and air temperature was the second factor influencing on the two fluxes. The significance test revealed that the difference between two groups of the fluxes under the condition of air temperature higher than 22 C and lower than 22 C was significant. Yearly ET was 1000 mm and absorption of CO_2 was 27.9t/ha in the forest catchment in 2005.The LAI measured was 4.93 at the observational site. By using a simple model of the canopy transpiration and photosynthesis that consists of leaf transpiration and photosynthesis model and multilayer radiation model within the canopy, variations of canopy ET and photosynthesis with the change in LAI were modeled. The predicted LAI that would make the water use efficiency highest was around 4.

1. 现场观测 以下观测是在大洲以柳杉为主的针叶林流域中心周围的微气象观测塔进行的，该流域面积为 10.7 公顷。 (1) 通量观测涡相关法和鲍文比能量收支法(2)单叶蒸腾与光合作用(3)土壤呼吸(4)水分平衡结果2005年日蒸散量(ET)和CO_2通量(CER)变化在5-9月达到最大，冬季最小。这两种通量与气象条件、土壤含水量和四个季节的相关系数表明，太阳辐射是影响这两种通量的第一因素，气温是第二因素。显着性检验表明，气温高于22℃和低于22℃条件下两组通量差异显着。 2005年森林流域年ET为1000mm，CO_2吸收量为27.9t/ha。观测点测得的LAI为4.93。通过使用由叶片蒸腾和光合作用模型和冠层内多层辐射模型组成的简单冠层蒸腾和光合作用模型，模拟了冠层ET和光合作用随LAI变化的变化。预计使水利用效率最高的 LAI 约为 4。

项目成果

A Simple Radiation Model for Predicting Micrometeorology and Transpiration and Photosynthesis of a Single leaf within a Canopy

用于预测冠层内单叶微气象、蒸腾作用和光合作用的简单辐射模型

• 发表时间: 2003
• 期刊: Transaction of the research group of small scale radiational environment No.4
• 作者: Oue;H.
• 通讯作者: H.

大上博基: "水田の蒸発散・光合成特性と水利用効率に関する研究(III) -多層モデルを用いた,LAIの違いが蒸発散量,光合成速度,水利用効率に及ぼす影響の検討-"水文・水資源学会誌. 17・3(印刷中). (2004)

大上弘树：《稻田蒸散量/光合作用特性和水分利用效率的研究（Ⅲ）——利用多层模型考察LAI差异对蒸散量、光合速率和水分利用效率的影响》《水文学・日本杂志》水资源学会。17・3（出版中）（2004 年）。

水田の蒸発散・光合成特性と水利用効率に関する研究(III) -多層モデルを用いた,LAIの違いが蒸発散量,光合成速度,水利用効率に及ぼす影響の検討-

稻田蒸散量/光合作用特性及水分利用效率研究（三） - 利用多层模型考察LAI差异对蒸散量、光合速率和水分利用效率的影响 -

• 发表时间: 2004
• 期刊: 水分・水資源学会誌 17・3
• 作者: Oue;H.;Ohtake;N.;Takase;K.;大上博基
• 通讯作者: 大上博基

群落内の微気象環境や個葉の蒸散・光合成を予測するための簡単な放射収支モデル

一个简单的辐射预算模型，用于预测群落内的微气候环境以及单个叶子的蒸腾和光合作用。

• 发表时间: 2003
• 期刊: 日本農業気象学会小スケール放射研究部会論文集 4
• 作者: Oue;H.;大上博基;大上博基
• 通讯作者: 大上博基

LAIの違いがスギ群落の光合成速度,蒸散・蒸発散量,水利用効率に及ぼす影響

LAI差异对日本柳杉群落光合速率、蒸腾/蒸散和水分利用效率的影响

• 发表时间: 2005
• 期刊: 中国・四国の農業気象 18
• 作者: 大上博基;大竹奈津子;高瀬恵次
• 通讯作者: 高瀬恵次