海南岛橡胶林生态系统碳通量及其影响因子研究

吴志祥等

摘 要 以位于海南岛西北部儋州地区的橡胶林为研究对象，采用涡度相关技术进行长期CO2通量观测，获得海南岛橡胶林生态系统碳通量的动态特征，并分析其对各影响因子的响应情况。结果表明：（1）橡胶林生态系统净碳交换量（NEE）日动态均为“U”型曲线，白天均为碳吸收（NEE为负值），夜间均为碳排放（NEE为正值）；全年各月除2月外，NEE月总值均为负值，吸收碳，雨季4～10月各月NEE值均较大，旱季1～3月、11～12月，各月NEE值均较小；橡胶林年固碳能力强大，超过11.0 t C/（hm2·a）。（2）橡胶林生态系统NEE与光合有效辐射（PAR）、冠层内大气平均温度（Ta）、地下5 cm土壤温度（T_-5 cm）和饱和水汽压差（VPD）及地下5 cm土壤含水量（VWC_-5 cm）等均负相关，但影响强度不同，其中PAR影响最为显著；另外NEE还与橡胶林本身林分状况及周围大气环境CO2浓度等相关。

关键词 碳通量；影响因子；橡胶林生态系统；海南岛

中图分类号 P422.4；Q948；S718 文献标识码 A

Abstract The rubber plantation in the northwest of Danzhou，Hainan area was used as the study object with the eddy covariance technique for long-term CO2 flux observations， Hainan rubber forest ecosystem carbon flux dynamic characteristics were obtained， and the responses on the environmental factors were analyzed in the research. The results showed as follows：（1）The daily dynamic of net ecosystem carbon exchange（NEE）of rubber plantation ecosystem was an“U”shaped curve； and rubber trees absorbed carbon during the daytime（NEE negative）， released carbon nighttime（NEE positive）. All the monthly NEE values throughout the year except February were negative（rubber trees absorb carbon）； and the NEE values from April to October during the rainy season were large， from January to March， November to December during the dry season little. Rubber plantation ecosystem had the strong carbon sequestration capability， and the yearly NEE values were more than 11.0 t C/（hm2·a）.（2）The NEE of rubber plantation ecosystem and all the environmental factors such as photosynthetically active radiation（PAR）， the average atmosphere temperature within the canopy（Ta）， -5 cm soil temperature（T_-5 cm）， vapor pressure deficit（VPD）and -5 cm soil volume water content（VWC_-5 cm）were negatively correlated with different intensity， and PAR was the most significantly related factor. NEE was also associated with the rubber plantation itself stand conditions and ambient atmospheric CO2 concentration. The results could provide a reference for tropical plantation ecosystems carbon estimates and offer basic data reduction for the government trade negotiations.

Key words Carbon fluxes； Factors； Rubber plantation ecosystem； Hainan Island

doi 10.3969/j.issn.1000-2561.2014.11.001

巴西橡胶树（Hevea brasiliensis Müll. Arg.）人工林（本文简称为橡胶林）是我国热带地区最重要的森林生态系统，在我国海南、云南、广东等地的种植面积已超过1×106 hm2。多年种植橡胶树的生产实践和研究证明，橡胶人工林是世界上热带地区开发、在旱地建立的最好的生态系统之一，在我国热区及东南亚种植橡胶树，是应用生态学原理开发热区获得成功的一个范例[1]。在热带次生林、稀树草原和草地灌丛等基础上开发种植的橡胶林（林下间种绿肥覆盖），其结构与热带雨林、热带季风性雨林相近似[2-4]。但另一方面，因近10年来天然橡胶干胶价格上涨，橡胶树种植面积扩大很快，尤其在云南西双版纳更是扩大更快，导致一系列负面影响，诸如生物多样性降低、原始次生林和水源林的破坏、土壤碳储量的减低等争议，在生态学界对热区种植橡胶树产生反感、抵触甚至反对的声音[5-9]。

橡胶林生态方面研究，前人进行了大量的工作。尤其近年来，许多研究者从橡胶林生态系统服务功能[2]、土壤碳固存[3-4]、橡胶林水分平衡[5，7]、胶林生物多样性[8]及原始次生林会遭到破坏[9]等许多方面进行了相关研究，但是许多研究还是从短期数据获得的结论，或者还处于初步阶段，橡胶林的生态问题仍未透彻研究。为了对橡胶林生态系统进行深入研究，2009年底建成农业部儋州热带作物科学观测实验站（简称儋州实验站）50 m通量观测塔，采用涡度相关方法对橡胶林进行长期定位观测，以期能为橡胶林的生态功能研究提供支持。本研究应用儋州实验站2010～2013年的CO2通量定位观测数据，估算净生态系统CO2交换量（Net Ecosystem Exchange， NEE）并分析其季节特征，从固碳的角度量化分析橡胶林的生态效益，科学评价橡胶林的碳汇效益，为政府决策和碳汇贸易提供基础数据；同时可为橡胶林经营管理提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 研究区自然概况

研究地区位于海南岛西北部，试验地位于农业部儋州热带作物科学观测实验站内（19°32′47″N，109°28′30″E），距儋州市区约15 km，地形相对平坦，高差不超过20 m。样地所在地为第二代胶园，2001年种植，2009年正式开始产胶，橡胶树栽培品系为热研7-33-97。胶林群落林冠平均高度13.0 m，结构单一，分层明显，上层为橡胶林乔木层，高度为11～14 m，下层为林下草本层，高度为0.4 m左右。试验区气候为热带海岛季风气候，一年分明显干湿两季，每年5月至10月是湿季，11月至第二年4月是干季。年均温21.5～28.5 ℃，历年平均降雨量为1 607 mm，主要分布在7、8、9三个月，占全年降雨量的72%以上（以上为中国热带农业科学院气象站1954～2010年数据）。研究年份（2010年）气温降水月动态如图1所示。土壤为花岗岩风化而成的砖红壤，多为砂质粘壤土。

1.2 通量观测方法

橡胶林中50 m高观测铁塔安装的仪器较多，与本研究相关的包括2部分：开路涡度相协方差系统（Open Path Eddy Covariance， OPEC）和常规气象观测系统（Routine Meteorological System， RMET）。安装情况如下：OPEC安装高度25 m，系统由三维超声风速仪CSAT-3（Campbell Scientific Inc， USA）、开路红外CO2/H2O气体分析仪Li-7500（Li-Cor， USA）和数据采集器CR3000（Campbell Scientific Inc， USA）组成，CSAT3和LI-7500采样频率均为10 Hz。RMET由分别安装在铁塔上7层和地下3层梯度观测系统收集风速、温湿度、土壤热通量和土壤水分等相关数据组成，有2个CR3000数据采集器收集、存储数据。原始数据记录和实时计算由Campbell公司提供的系统软件Loggernet（Campbell）在线完成。铁塔其他仪器详细安装详见文献[10]。

1.3 数据处理

为使通量观测能真实反映橡胶林与大气间的交换过程，首先要对观测数据进行严格的筛选，方法是：对每个观测日0 ： 00～23 ： 30每隔0.5 h共48个CO2通量观测值用Excel作图， 对数据的连续性和质量进行判断，剔除一些异常或偏离较大的数据（“去除野点”，标准采用如±3δ）；然后采用平均昼夜变化法（Mean Diurnal Variation， MDV）[11-12]的数据处理方法对异常数据进行替换。用MDV方法插补缺失或被剔除的异常数据时，异常或缺失数据用邻近7～10 d的相同时段观测的正常数据平均值来替换，如此进行可得到一套完整可靠的观测数据。

2 结果与分析

2.1 橡胶林生态系统碳通量变化特征

2.1.1 NEE日动态特征 图2给出橡胶林生态系统不同季节NEE平均日动态，不同季节平均日动态为当季各月每天半小时观测值的平均值。整体来看，橡胶林所有季节NEE日动态均为“U”型曲线；NEE白天均为碳吸收（即NEE为负值），夜间均为碳排放（即NEE为正值，本文讨论NEE值均指其绝对值）。橡胶林雨季（4～10月）碳吸收时段为7 ： 30～19 ： 00，年初旱季（1～3月）碳吸收时段为8 ： 30～18 ： 30，年末旱季（11～12月）碳吸收时段为8 ： 00～18 ： 30。NEE雨季峰值出现在12 ： 30，橡胶林最强碳吸收为-0.856 0 mg CO2/（m2·s）；NEE年初旱季峰值出现在14 ： 00，橡胶林本季最强碳吸收为

-0.400 5 mg CO2/（m2·s）；年末旱季峰值出现在11 ： 00，本季最强碳吸收为-0.559 3 mg CO2/（m2·s）。

从2010年全年各月的半小时日平均动态（图略）来看，橡胶林生态系统NEE最大值出现在8月份的13 ： 00，最强碳吸收为-1.051 9 mg CO2/（m2·s）。全年NEE月均最大值为6月份，碳吸收为-0.225 8 mg CO2/（m2·s）；全年仅2月份NEE为正值，碳排放为0.021 0 mg CO2/（m2·s），其余月份均为碳吸收。

2.1.2 NEE月动态特征 海南岛橡胶林生态系统2010年全年净生态系统碳交换量各月总值如图3所示。全年除2月份为碳排放（NEE为正值），其余月份均为碳吸收（NEE为负值）。雨季4～10月各月NEE值均较大，分别为-91.26、-144.94、-159.62、-149.91、-158.20、-148.98、-76.702 g C/（m2·mon），这与雨季光合有效辐射较强、气温较高、降水较多，橡胶林生长旺盛有关。旱季1～3月、11～12月，各月NEE值均较小，分别为-35.0、13.85、-40.57、-82.50、-59.60 g C/（m2·mon），这与当季光合有效辐射较弱、气温降低、降水减少，橡胶林落叶、生长减弱等有关。但仔细研究会发现，2010年当年10月NEE比11月稍低，这可能与当年10月份多阴雨天气、PAR较弱造成光合作用减弱而导致。

2010年度橡胶林生态系统碳吸收最强月份为6月，达到-159.62 g C/（m2·mon），碳排放最强（吸收最弱）月份为2月，为13.85 g C/（m2·mon）。2013年度（2012-09-01～2013-08-31）橡胶林生态系统最强碳吸收月份为7月，达到-168.56 g C/（m2·mon），碳排放最强月份为2月，为18.56 g C/（m2·mon）。

2.1.3 NEE年变化 把全年各月NEE值加总，就可得全年NEE值，即全年总碳吸收值。2010年海南岛橡胶林生态系统年总NEE为-1 133.45 g C/（m2·a）[相当于-11.33 t C/（hm2·a）]，2012年9月至2013年8月，NEE为-1 087.58 g C/（m2·a）[相当于-10.88 t C/（hm2·a）]，平均为1 110.52 g C/（m2·a）[相当于-11.10 t C/（hm2·a）]。

橡胶林为热带典型人工林，研究地点林龄为10龄，生长是最为旺盛时候，因此它吸收二氧化碳能力十分强大。2010年橡胶林生态系统NEE年总量为-1 133.45 g C/（m2·a），高于亚热带的杨树人工林-579.0 g C/（m2·a）[24]，高于亚热带和热带的纸浆林（桉树林）[25-26]，也高于位置比较接近的海南岛尖峰岭热带山地雨林平均值（-236±42）g C/（m2·a）[27]。

2.2 橡胶林净生态系统交换量影响因素分析

2.2.1 光合有效辐射对橡胶林生态系统NEE的影响

图4给出海南岛橡胶林生态系统半小时尺度上白天NEE对光合有效辐射（Photosynthetically Active Radiation， PAR）的响应情况。白天NEE与PAR呈负相关，相关系数达0.656 4。在半小时尺度上，NEE的最主要影响因子是PAR，这与叶片光合作用相一致，短时间内PAR影响生态系统光合作用。也就是说，橡胶林生态系统白天NEE对PAR的响应实际就是橡胶树叶片本身光合作用对PAR的响应（只不过存在众多叶片的加和作用而已）。

采用式（3）Michaelis-Menten模型的方程，对海南岛橡胶林生态系统2010年全年各月白天NEE对PAR进行拟合，R2除1月、2月份外，其余月份在0.187～0.481间，并且达到极显著水平（表1）。因1、2月回归拟合较差，不在后续讨论之列。

雨季橡胶林生长旺盛，从4～10月，初始光能利用率α和生态系统呼吸速率Rd呈递减趋势，α从0.005 136 mg CO2·μmol·photon-1递减到0.000 275 mg CO2·μmol·photon-1，Rd从0.160 734 mg CO2/（m2·s）递减到0.107 810 mg CO2/（m2·s）；最大光合速率Pmax从5月份的4.596 569 mg CO2/（m2·s）递减到10月份的1.646 265 mg CO2/（m2·s）（也有个别月份变化趋势不一致）。

利用Michaelis-Menten模型拟合的橡胶林生态系统初始光能利用率α、最大光合作用速率Pmax、生态系统呼吸速率Rd最大值分别是0.005 136 mg CO2·μmol·photon-1（4月）、4.596 569 mg CO2/（m2·s）（5月）和0.190 734 mg CO2/（m2·s）（4月），大于长白山温带针阔混交林光合作用相关参数[0.004 1 mg CO2·μmol·photon-1、1.40 mg CO2/（m2·s）、0.34 mg CO2/（m2·s）][28]，更大于黑龙江寒温带针叶林光合作用相关参数[0.003 2 mg CO2·μmol·photon-1、0.855 4 mg CO2/（m2·s）、0.273 4 mg CO2/（m2·s）][29]，说明热带橡胶林生态系统比温带针阔混交林生态系统光合与呼吸作用活跃，远比寒温带针叶林生态系统活跃。

不仅如此，橡胶林生态系统光合作用相关参数（初始光能利用率α、最大光合作用速率Pmax和生态系统呼吸速率Rd）最大值出现的月份较早，分别为4月、5月和4月，而温带针阔混交林均出现在6月，到北方寒温带针叶林则分别出现在6月、7月和6月。也就是，越往低纬度，光合作用参数越早达到最大值；越往北方，光合作用参数越晚达到最大值。这实际上也证明了植物光合作用与环境因素关系密切，尤其纬度因素影响的PAR，并与气温和降水的协同影响所致。

2.2.2 温度因子对橡胶林生态系统NEE的影响

图5给出橡胶林NEE对冠层内大气平均温度（Ta）的响应情况，白天NEE与大气平均温度呈负相关，相关系数R为0.470 9，相对PAR较小。对于海南岛橡胶林生态系统而言，因地处热带，终年气温较高，因此系统NEE受温度影响不明显。

图6给出橡胶林生态系统白天NEE对地表以下5 cm土壤温度（T_-5 cm）的响应情况，白天NEE与土壤温度呈负相关，相关系数R为0.355 4，相对PAR和Ta较小。对于海南岛橡胶林生态系统而言，因地处热带，常年气温较高，土壤温度也较高，生态系统呼吸作用终年旺盛，因此系统NEE受土壤温度影响不明显。

2.2.3 水分因子对橡胶林生态系统NEE的影响

橡胶树属于热带森林树种，其生长发育需大量水分。海南岛橡胶林生态系统地处热带海岛季风气候，全年降水充沛，但有明显的旱雨季节，所以水分因素一直是影响橡胶林生态系统的重要因素，尽管可能水分在短期或一定时期内与NEE的相关性不显著。本节探讨水分对橡胶林生态系统NEE的影响主要从3个因子入手：饱和水汽压差（Vapor Pressure Deficit， VPD）、地表以下5 cm土壤含水量（VWC_-5 cm）和月降水量（Pr）。

图7给出橡胶林生态系统白天NEE对冠层饱和水汽压差的响应情况，白天NEE与VPD呈负相关，相关系数R为0.418 9，相对PAR和Ta较小，但相对T_-5 cm较大。对于海南岛橡胶林生态系统而言，因一年分为旱雨两季，大气中水汽多少（在当时气温下，饱和与否）会影响橡胶林生态系统的光合作用和呼吸作用，进而影响NEE。但总的来说，橡胶林生态系统水汽亏缺还是不大，并没有成为其限制因子（至少在研究的2010年和2012～2013年如此）。实际上，水汽对NEE的作用有两方面，过少或过多均影响整个系统碳吸收或排放作用。本研究中在不同月份可能VPD相差不大（因为VPD是大气温度和大气湿度的复合变量，2个月大气温度和大气湿度不尽相同），但橡胶林生态系统NEE可能相差甚大，说明VPD不是影响NEE的关键因素。

图8给出橡胶林生态系统白天NEE对地表以下5 cm土壤含水量（VWC_-5 cm）的响应情况，白天NEE与土壤含水量呈负相关，相关系数R为0.370 4，相对PAR、Ta和VPD均较小。对于海南岛橡胶林生态系统而言，一年分旱雨季节，土壤含水量也呈明显季节变化。土壤含水量不仅会影响生态系统光合作用，更会影响系统呼吸作用，因此系统NEE受土壤含水量的影响。但是，研究年份全年降水较为充沛，土壤含水量没有成为NEE的限制因子。

比较分析图7和图8，水分并不是海南岛橡胶林生态系统NEE的限制因子。对于森林生态系统而言，大多数研究均表明，水分并不是其NEE的限制因子[26，30]，尤其在生长季节（或者在海南岛橡胶林生态系统称为雨季）更是如此。

上述半小时尺度分析结果表明，VPD和地表5 cm以下土壤含水量并不是NEE的限制因子，二者虽有相关性，但并不显著。这可能与较小的时间尺度（瞬间尺度）有关。如果把时间间隔加大到月尺度（实际也就相当于把整年数据划分12个数据子集），可能效果不同。

图9给出橡胶林生态系统各月NEE对各月降水量的响应情况，各月NEE与当月降水量呈负相关，相关系数R为0.882 4，相关性极为显著。对于海南岛橡胶林生态系统而言，属于热带海岛季风气候，全年降水在1 700 mm左右。一年分旱雨两季，旱季并不是橡胶林旺盛生长季节，其光合作用等系统生化过程受到制约；雨季（此时PAR强烈、气温也高）则是其生长旺季，净生态系统碳交换量增加迅速。当然，这既可说是雨季降水的促进，实际也是当季PAR、气温等的促进作用，或者说是各个环境因子的共同作用结果。

2.2.4 叶面积指数和CO2浓度对橡胶林生态系统NEE的影响 对陆地生态系统而言，系统NEE的影响因素除环境因素外，植物本身的生理生态学特性或过程对其NEE也具有重要影响。林分叶面积指数（Leaf Area Index， LAI）是影响生态系统NEE的重要指标。

对橡胶林生态系统而言，橡胶林林分LAI的增加对系统NEE的影响包括2个方面：一是通过影响橡胶林本身光合作用，在季节尺度上制约生态系统光合生产力（Gross Ecosystem Production， GEP），从而影响了NEE；二是橡胶林LAI的增加，本身就是增加了森林的叶量，积累生物量，当然导致二氧化碳的固存。因此，林分LAI的增加，会增加生态系统的NEE，二者呈负相关关系。

图10给出了橡胶林生态系统2010年各月LAI均值与各月NEE总量的对应变化趋势。橡胶林生态系统2月份为落叶期，LAI达到当年最小值，接近1；而此时NEE达到最大值，为正。随着3月份抽叶，LAI急剧升高，到4、5月后，LAI升幅变缓；而此段时间NEE也类似变化，NEE急剧下降，至5月份后降幅变缓。然后6～10月，LAI维持高位；NEE也多维持当年低值附近，然而在10月份，因叶片光合能力降低，再加上2010年当月多阴雨天气，此月NEE降幅明显。此后，从11、12月到次年1月，随着林分LAI降低，NEE逐渐升高。周而复始。在橡胶林整年生长过程中，橡胶林林分LAI较好地解释了生态系统NEE的季节变化特征。

图11回归分析了海南岛橡胶林生态系统2010年全年各月NEE对林分LAI的响应情况。从月尺度看，橡胶林生态系统NEE与LAI呈显著的负相关关系，相关系数为0.796 2。

陆地生态系统植被生长环境CO2浓度也会影响生态系统NEE。实际上空气CO2浓度与橡胶林生态系统NEE影响过程比较复杂，它对橡胶林光合作用和呼吸作用均会产生重大影响。本研究选取不同旱雨季节半小时数据平均，得到CO2浓度与NEE日动态关系（图12）。无论旱季或雨季，NEE白天均为负值，此时空气CO2浓度也相对较低；NEE夜间均为正值，此时空气CO2浓度相对较高；在昼夜交替时段，空气CO2浓度则是处于相对浓度较高值。这样的变化趋势比较容易解释橡胶林白天作为碳汇，固定较多的CO2导致白天浓度降低；夜间呼吸释放CO2，导致CO2浓度会略有升高；昼夜交替时段，因气温升高，植被和土壤呼吸均快速升高，但植被光合作用固定CO2还较小，因此大气CO2处于较高峰。从变化趋势来看，旱季和雨季没有显著性差异。

2.2.5 橡胶林生态系统NEE影响因素综合分析

为综合分析各个环境因子对橡胶林生态系统NEE的影响，以NEE为因变量，以各个环境光合有效辐射PAR、冠层内大气平均温度Ta、饱和水汽压差VPD、地表以下5 cm和20 cm土壤温湿度共7个因子为自变量，进行多因子逐步回归分析，可建立环境因子与NEE在不同水平上的回归方程。本研究选取99%置信水平的方程，回归方程剩下3个因子PAR、VPD和T_-5。回归方程获得NEE与上述3个因子的模型如下：

NEE=-0.001PAR+0.096VPD-0.10T_-5-0.243（5）

上式决定系数R2=0.357，略低，但相关性极为显著。回归模型显示，橡胶林生态系统NEE与光合有效辐射PAR和地表以下5 cm土壤温度呈负相关，与饱和水汽压差VPD呈正相关，结果与前面分析基本一致。但是，前面分析中的冠层内大气平均温度Ta因子，在回归方程没有出现，分析其主要原因，主要是Ta与T_-5相关性很大（相关系数达0.88）、与PAR相关性也较大（相关系数达到0.60），因此在逐步回归时，其效应被PAR和T_-5替代了，在回归方程中没有出现。

3 讨论与结论

3.1 橡胶林生态系统净碳交换量特征

因受PAR、气温及橡胶树本身等的影响，橡胶林所有季节NEE日动态均为“U”型曲线；NEE白天均为碳吸收（即NEE为负值），夜间均为碳排放（即NEE为正值）。橡胶林雨季（4～10月）碳吸收时段为7 ： 30～19 ： 00，年初旱季（1～3月）碳吸收时段为8 ： 30～18 ： 30，年末旱季（11～12月）碳吸收时段为8 ： 00～18 ： 30。

海南岛橡胶林生态系统全年除2月份为碳排放外，其余月份均为碳吸收。雨季4～10月各月NEE值均较大，旱季1～3月、11～12月，各月NEE值均较小。因为旱雨季节，会有光合有效辐射强弱、气温降水多少，橡胶林生长旺盛与否的差异。2010年度橡胶林生态系统碳吸收最强月份为6月，达到-159.62 g C/（m2·mon），碳排放最强（吸收最弱）的月份为2月，为13.85 g C/（m2·mon）。

橡胶林为典型热带人工林，研究样地树龄较轻，固碳能力强大。2010年橡胶林生态系统NEE年总量为-1 133.45 g C/（m2·a）[相当于-11.33 t C/（hm2·a）]，2012年9月至2013年8月，NEE为-1 087.58 g C/（m2·a）[相当于-10.88 t C/（hm2·a）]，平均为1 110.52 g C/（m2·a）[相当于-11.10 t C/（hm2·a）]。碳汇能力非常强大，高于亚热带的杨树人工林，高于亚热带和热带的纸浆林（桉树林），也高于位置比较接近的海南岛尖峰岭热带山地雨林。

3.2 橡胶林生态系统NEE对环境因子的响应

半小时尺度上，NEE与PAR呈负相关，短时间内PAR影响生态系统光合作用相当于在众多叶片的光合作用的加和。利用Michaelis-Menten模型方程拟合，雨季橡胶林生长旺盛，从4～10月，初始光能利用率α和生态系统呼吸速率Rd呈递减趋势，橡胶林生态系统初始光能利用率α、最大光合作用速率Pmax、生态系统呼吸速率Rd最大值分别是0.005 136 mg CO2·μmol·photon-1（4月）、4.596 569 mg CO2/（m2·s）（5月）和0.190 734 mg CO2/（m2·s）（4月），大于可比较的温带针阔混交林和寒温带针叶林生态系统，热带橡胶林生态系统光合与呼吸作用活跃。并且橡胶林生态系统光合作用相关参数最大值出现的月份要早于其它森林生态系统出现的时间，与热带纬度位置较低导致的PAR状况及相应的气温和降水的协同影响相关。

半小时尺度上，NEE与冠层内大气平均温度、地表以下5 cm土壤气温（T_-5 cm）也呈负相关关系，但其相关系数小于其与PAR的相关系数。热带橡胶林生态系统地处热带，终年大气温度和土壤温度均相对较高，变化不明显，故生态系统光合作用和呼吸作用受温度因素影响均相对较弱。

水分因素一直是影响橡胶林生态系统的重要因素。在短期或一定时期内与NEE的相关性不显著，研究表明NEE与VPD和地表以下5 cm土壤含水量（VWC_-5 cm）均呈极弱的负相关；但在月尺度上，各月NEE与当月降水量呈较强的负相关。短时间尺度上，比如橡胶树生长季节的雨季，水分并不是NEE的限制因子；但在长时间尺度（如月尺度），雨季降水丰沛（协同PAR和气温等），净生态系统光合能力得到加强，对NEE影响明显。但雨季降水过多，晴天减少，也会导致PAR减弱、气温促进作用减弱。

另外，橡胶林本身林分状况也会影响生态系统NEE，本身叶面积指数与NEE也呈负相关关系，随着橡胶林本身物候变化，LAI变化影响当年NEE变化。

空气CO2浓度对橡胶林NEE影响复杂。白天CO2浓度较低，NEE为负（吸收CO2）；夜间CO2浓度较高，NEE为正（释放CO2）；昼夜交替时段，NEE变化较为剧烈（此时CO2浓度相对较高）。上述白天CO2浓度低于夜间CO2浓度，与查同刚[31]研究杨树人工林白天环境CO2浓度高于夜间CO2浓度不同（不能完全解释NEE与CO2浓度的变化关系），橡胶林生态系统NEE与空气CO2浓度的关系较好地解释了生态系统本身的光合作用与呼吸作用固定与释放CO2。因此可说橡胶林环境空气CO2浓度与生态系统NEE是互为因果。

致 谢 感谢中国科学院寒区旱区环境与工程研究所王介民研究员和北京天诺基业甄晓杰工程师在仪器维护、EdiRe数据处理程序完善等方面提供的无私帮助。

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