热带作物学报

作者：戴声佩

单位： 海南师范大学地理与环境科学学院/海南省热带海岛地表过程与环境变化重点实验室， 海南海口 571158, 中国热带农业科学院科技信息研究所/海南省热带作物信息技术应用研究重点实验室， 海南海口 571101

关键词：多时间尺度,稻田生态系统,甲烷通量,小波分析

基金：国家自然科学基金项目(42461063),国家自然科学基金项目(42107487)

稻田甲烷（CH4）排放通量研究是当前陆地生态系统碳循环研究的重要组成部分和热点问题之一。本研究利用涡度相关通量观测数据，采用连续小波变换、交叉小波变换和小波相干谱，分析稻田CH4排放通量及其主要影响因子的多时间尺度特征，结果表明：从季节变化特征来看，稻田生态系统CH4排放通量及其影响因子[总初级生产力（GPP）、潜热通量（LE）、空气温度（TA）、土壤温度（TS）]均存在明显的季节变化特征；从昼夜变化特征来看，在水稻生长季稻田CH4排放通量呈现明显的单峰值昼夜变化特征，在非水稻生长季稻田CH4排放通量较低，昼夜变化特征不明显，GPP、LE、TA和TS均呈明显的单峰昼夜变化规律。基于连续小波变换和小波方差曲线分析，水稻生长季（7—11月）CH4通量、GPP、LE、TA、TS存在明显的1 d的主周期，同时GPP、LE、TA、TS还存在0.5 d的次周期，而TA、TS还出现以4 d为周期的长周期变化。从交叉小波变换和小波相干谱分析来看，CH4通量与GPP、LE、TA和TS之间的共振周期为1 d左右，在此频域上存在显著的共振关系，且振荡的凝聚性和相干性最强；在高频段区域，CH4通量与GPP、LE、TA、TS之间还存在1个次共振周期，约为0.5 d；在其他频段上，CH4通量与GPP、LE、TA、TS的共振能量较低，但在共振周期4 d和7~10 d范围内，8月中旬到10月中旬的CH4通量与TA、TS存在较好的相干性。研究结果对分析稻田CH4排放通量及其影响因子的多时间尺度特征，以及对研究不同时间尺度稻田CH4排放通量及其驱动因子之间的定量联系提供科学参考。

来源：2025年第9期

《热带作物学报》期刊编辑部

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