摘要
陆地生态系统被认为是近地面臭氧重要的汇,近地面臭氧主要以气孔沉降和非气孔沉降的干沉降方式进入陆地生态系统。华北平原拥有面积广阔的农田,冬小麦和夏玉米是该地区主要的粮食作物,同时冬小麦和夏玉米可能是近地面臭氧一个重要的汇,但是在华北平原农村地区开展的臭氧干沉降研究较少。本研究利用开放式动态箱法,在河北农村开展了臭氧在冬小麦、夏玉米农田和大气间交换通量的观测实验,取得已下主要研究成果: 1、华北农村地区大气臭氧的浓度水平与变化特征:观测期间的臭氧呈现出明显的日变化规律,在玉米地观测期间白天(8:00~20:00)的均值浓度为38.6ppbv,冬小麦观测期间白天(8:00~20:00)的均值浓度为38.5ppbv。均表现出明显的昼夜变化特征,白天高夜间低。 2、华北平原大气臭氧在冬小麦和夏玉米农田的干沉降变化特征:自冬小麦返青期至冬小麦成熟期,臭氧沉降通量的均值为0.27μg·m-2·s-1,沉降速率均值为0.40cm·s-1。玉米自抽丝期末期至成熟期间,臭氧沉降通量的均值为0.49μg·m-2·s-1,沉降速率均值为0.66cm·s-1。 3、沉降通道分配比重和生育期的变化规律:冬小麦冠层中干沉降过程白天气孔沉降贡献了约29%的臭氧沉降通量,非气孔沉降占据了主导地位;在不同的生育期沉降通量和速率存在差异,沉降通量和速率随作物生长逐渐上升,开花期达到最高值,开花期过后沉降速率逐渐减小。 4、华北平原大气臭氧在冬小麦和夏玉米农田干沉降的影响因素:臭氧在冬小麦冠层沉降过程中,气孔沉降会受到大气臭氧浓度的影响,浓度超过臭氧对冬小麦的伤害阈值后,气孔沉降速率降低;当臭氧浓度持续升高,超过65ppbv后,沉降速率和通量都会快速下降;空气温湿度、太阳直接辐射在一定程度也会影响臭氧在冬小麦田的气孔沉降过程,空气温度和太阳直接辐射与气孔沉降呈现正相关,空气湿度与气孔沉降呈现负相关。