大九湖亞高山泥炭濕地潛熱通量特征及其對環境因子的響應

蔣 浩，葛繼穩，劉垚垚，諶佳偉，斯南雍茜

(1.中國地質大學(武漢)盆地水文過程與濕地生態恢復學術創新基地,湖北 武漢 430074；2.中國地質大學(武漢)濕地演化與生態恢復湖北省重點實驗室，湖北 武漢 430074；3.中國地質大學(武漢)生態環境研究所，湖北 武漢 430074)

濕地生態系統是全球重要的自然生態系統類型之一，是珍貴的自然資源，在調節氣候、保護生物多樣性、污染物降解等方面有重要的作用。潛熱通量(latent heat)是濕地生態系統能量平衡中的重要組成部分，是陸—氣界面能量與物質交換過程中的一個重要參量[1-3]。濕地潛熱通量主要通過水的相變，在濕地區域環境中影響著地表能量的轉換與平衡，對濕地區域氣候變化有重要的影響[4-5]。探究不同氣候模式和環境條件下濕地潛熱通量與環境因子的響應特征規律[6-7]，對濕地環境變化的成因分析及其生物地球化學過程研究具有重要的指示意義[8]。

21世紀以來，由于人類活動的強烈干擾，全球氣候環境變化不斷加劇，全球變暖等問題顯現，人們對與環境氣候變化相關的內容愈加關注，而濕地被稱為“地球之腎”[9]，與地球氣候變化問題息息相關。目前針對濕地生態系統的研究多關注濕地作為碳庫以及生態系統碳循環中溫室氣體的排放和碳循環機制[10-11]，但是由于濕地生態系統及生態功能具有特殊性和復雜性，僅僅聚焦于碳循環中溫室氣體的排放和碳循環過程并不能對濕地區域環境變化進行全面的把控與分析。潛熱通量作為濕地生態系統水熱循環中的重要因子，通過對濕地潛熱通量展開研究將會增進我們對濕地生態系統特征的了解。目前相關學者對不同地區、不同濕地生態系統潛熱通量的變化特征及其模式有了一定的研究和認識[12-13]，發現了不同濕地生態系統潛熱通量特征及其環境影響因素[14-15]。如李玉等[16]利用渦度相關技術對黃河三角洲蘆葦濕地生態系統進行了連續兩年的潛熱通量觀測，發現生長季濕地生態系統的能量消耗主要以潛熱為主；吳方濤等[17]通過對青海湖2種高寒嵩草濕草甸濕地生態系統水熱通量的對比研究，發現感熱、潛熱和凈輻射日變化均呈單峰曲線，感熱和潛熱月平均日變化最大值出現的時間均晚于凈輻射；謝琰等[18]提出黃河源區高寒濕地太陽輻射是影響潛熱通量的主要因素；Tang等[19]研究表明熱帶泥炭森林潛熱通量在很大程度上遵循著凈輻射的季節性模式，而且在飽和水汽壓差較高時，能量更多地向潛熱通量分配；周穎等[20]對大九湖濕地能量分配和能量閉合度進行了探究，發現大九湖濕地年能量閉合度為0.86。但是，目前關于濕地潛熱通量的研究大多只是從能量平衡的角度討論潛熱，對于潛熱通量在濕地生態系統中對環境因子的響應研究還較少，尤其是亞高山泥炭濕地生態系統，對于潛熱通量的影響因素和變化模式的研究還不夠系統和充分，不利于我們對亞高山濕地生態系統特征的更進一步的認識。

濕地生態系統在調蓄水量和調節氣候方面具有不可替代的作用[21]，對濕地潛熱通量展開討論對于了解和掌握濕地生態系統的水熱循環機制具有重要的意義。因此，本文選用具有典型代表性且溫差變化較大的大九湖亞高山泥炭濕地(以下簡稱大九湖濕地)作為研究區，基于渦度相關技術，通過收集為期一年(2017年1月1日至2017年12月31日)的大九湖濕地潛熱通量連續監測數據和相關環境因子指標，探討了不同時間尺度大九湖濕地潛熱通量的變化趨勢和規律，并分析濕地潛熱通量與各個環境因子之間的相互關系，為深入了解大九湖濕地水熱交互動態規律提供基礎數據，為預測該濕地的生態變化趨勢、評價濕地水熱交互強度提供理論支持。

1 研究區概況

神農架大九湖亞高山泥炭濕地位于湖北省神農架林區，是湖北省內唯一保存完好的亞高山泥炭濕地，濕地動植物資源豐富且生態系統保存完好[22]，生態循環功能強大，具有很高的研究價值。

1.1 地理位置

神農架大九湖國家濕地公園位于湖北西北端大巴山脈東麓的神農架林區西南邊陲，濕地面積為1 384.6 hm2，平均海拔為1 750 m[23]，是以泥炭蘚為主的貧營養泥炭地，屬典型的亞高山泥炭地。該濕地地理坐標為31°15′～31°75′N、109°56′～110°58′E，2013年被國際濕地公約組織列入國際重要濕地名錄。

渦度相關監測系統設置于神農架大九湖國家濕地公園內3號湖附近(31°28′44.45″N、110°00′14.61″E，1 758 m，見圖1)，所在位置植被以泥炭蘚為主，下墊面平坦開闊，四周無大型喬灌木，屬典型亞高山泥炭生態系統，濕地優勢植物主要為泥炭蘚(Sphagnumpalustre)、阿齊薹草(Carexargyi)、紫羊茅(Festucarubra)、乳漿大戟(Euphorbiaesula)、地榆(Sanguisorbaofficinalis)、大金發蘚(Polytrichumcommune)和燈心草(Juncuseffuses)等。

圖1 大九湖亞高山泥炭濕地渦度相關監測系統位置示意圖Fig.1 Schematic diagram of the location of eddy covariance measurement system in Dajiuhu sub-alpine peat wetland

1.2 地質地貌

神農架大九湖亞高山泥炭濕地位于中國地勢第二級階梯東部邊緣，由大巴山東延余脈組成的高山盆地地貌[24]，其地質歷史悠久，受到冰蝕(冰川侵蝕)、溶蝕(巖溶作用)、侵蝕作用(流水侵蝕)以及后期的沼澤堆積作用的共同影響形成了華中地區獨特的亞高山泥炭濕地，主要地貌類型有構造侵蝕地貌、夷平面地貌、巖溶地貌、冰川地貌、流水和沼澤堆積地貌等[25]。大九湖濕地四周群山環繞，地形復雜多變，整體地勢特征表現為西南部高、東北部低，濕地基底主要為寒武紀石灰巖、奧陶紀灰巖和白云巖[26]。

1.3 氣候氣象

神農架大九湖亞高山泥炭濕地處在中緯度北亞熱帶季風氣候區，屬于亞高山寒溫帶潮濕氣候，由于海拔較高的原因導致其年平均氣溫約為7.4℃[27]。該濕地全年無霜期約150 d，年平均降水量為1 585.4 mm，主要集中在4～10月份，其降雨量可占全年的 85.9%[25]；全年日照少，氣溫低，年平均相對濕度高于80%[28]，屬于典型的亞高山沼澤型濕地氣候，有明顯的垂直氣候特征。

1.4 土壤與水文水系

神農架大九湖亞高山泥炭濕地的成土母巖主要為碳酸鹽巖、砂巖、板巖風化的產物，從大九湖亞高山泥炭濕地中心向四周擴散開，主要分布有暗棕壤、黃棕壤、草甸暗棕壤、山地黃棕壤、沼澤土、潮土等，其中以大九湖沼澤土分布最為典型。大九湖沼澤中埋藏有泥炭，其外觀呈黑褐色,具松軟纖維狀結構，沼澤中泥炭最大厚度可達到3.5 m，分解度為20%～50%，可見植物殘體的根莖，泥炭層向下逐漸過渡為粉砂質黏土，再向下為粉砂角礫層[29]。

大九湖濕地雨量充沛，且年內分配較均勻，年徑流量豐富，河流含沙量低；濕地低洼部分落水洞較多，區域內有黑水河和九燈河兩條溪流，均匯入落水洞，屬漢江支流堵河水系[30]。

1.5 生物資源

神農架大九湖亞高山泥炭濕地生態系統資源豐富，生態質量高，群落類型多樣且結構獨特，為野生動植物提供了良好的生存環境。該濕地有高等植物共158科491屬1 002種，其中苔蘚植物有13科17屬18種，蕨類植物有15科21屬37種，種子植物有130科453屬947種(其中裸子植物有4科9屬17種，被子植物有126科444屬930種)；濕地中陸生野生脊椎動物共4綱18目37科64屬152種，其中兩棲類2目3科3屬5種，爬行類1目1科1屬1種，鳥類10目20科36屬118種，獸類5目14科24屬28種[22]。

2 研究方法與數據處理

2.1 研究方法

渦度相關法(eddy covariance method)最早由Swinbank提出并驗證，該方法提供了一種直接測定植被與大氣間水熱通量的方法。相較于其他通量的觀測研究方法，渦度相關法對生態系統的擾動最小，它利用渦度相關技術對生態系統進行長期觀測，可量化生態系統的能量交換及平衡，建立模型記錄數據，用于預測生態系統水熱通量的時空變化特征，且在微氣象學中，渦度相關技術是最準確的方法之一。

大九湖亞高山泥炭濕地海拔渦度相關系統數據采集儀器(見圖2)由開路式CO2/H2O分析儀(LI-7500，LI-Cor，USA)、開路式CH4分析儀(LI-7700，LI-Cor，USA)和三維超聲風速儀(CAST3，LI-Cor，USA)組成,并安裝了在線通量系統(SMARTFlux)，用于計算并存儲CO2通量、摩擦風速、潛熱通量和顯熱通量等平均值結果，該系統探頭架設高度為3 m，內置EddyPro專業通量計算軟件，同時安裝了生物氣象輔助傳感器系統(Biomet100，LI-Cor，USA)，用于測定空氣溫度、相對濕度(Vaisala HMP 155)和降雨量(TR-525USW)以及地面以下10 cm、20 cm、30 cm處土壤溫度(LI-Cor7900-180Cor，USA)和土壤含水量(Delta-T ML2x)等環境因子。所有數據采樣頻率為10 Hz，每隔30 min自動記錄1次。

圖2 大九湖亞高山泥炭濕地溫室氣體及潛熱通量 數據采集儀器Fig.2 Data acquisition instrument for greenhouse gas and latent heat flux in Dajiuhu sub-alpine peat wetland

2.2 數據處理

本文利用數據采集儀器收集了2017年1月1日至2017年12月31日為期一年的研究區潛熱通量數據和相關環境因子指標，通過Excel軟件進行數據的整理和統計，在 SPSS和Origin軟件中對潛熱通量與環境因子進行相關性分析和圖表的繪制，并運用主成分分析法對研究區潛熱通量與其相關環境因子的相關關系進行分析，定性研究環境因子對研究區潛熱通量的控制作用。

2.3 數據質量控制與插補

受極端天氣、儀器故障等因素的影響，儀器采集的數據會出現異常值和缺失值，需要先對數據進行質量控制，才能進行正常的物理過程分析。數據的處理標準本文參照郭家選等[31]所用的方法，具體方法如下：①因受降水的影響，潛熱通量在中午會出現異常值，故選擇晴天的數據；②夜間潛熱通量由于受環境和地形等因素的干擾較大，探頭易被霜覆蓋或停止工作，數據會存在較大的偏差，故采用向下太陽短波輻射大于0時的數據；③湍流較弱時，潛熱通量數據信度不高，需要對湍流較小時的數據進行處理，以便提高數據的準確性，而摩擦風速(u*)為湍流強弱的度量指標，故選擇u*>0.1 m/s時的潛熱通量數據。對于缺失的數據，采用7 d滑動窗口法(MDV)，缺失1 d內的數據采用線性插補法。

3 研究結果與分析

3.1 大九湖濕地環境要素的季節變化規律

2017年一年間觀測的大九湖濕地各環境要素包括：凈輻射(Rn)平均值、降雨量(Prain)、空氣溫度(Ta)、土壤第一層10 cm處溫度(Ts1)、土壤第二層20 cm處溫度(Ts2)、土壤第三層30 cm處溫度(Ts3)、飽和水汽壓差(VPD)，除降雨為日總量外，其余環境要素均求日均值后以15 d為間隔滑動平均，得到以15 d為平均的大九湖濕地環境要素日均值季節變化曲線，見圖3。

由圖3可見，大九湖濕地2017年3月至9月空氣溫度(Ta)和地表土壤溫度(Ts1、Ts2、Ts3)均表現為上升趨勢，7、8月平均氣溫較高，分別為21.8℃和21.1℃，地表土壤溫度分別為18.3℃和19.1℃；2月和12月平均氣溫較低分別為6℃和-0.4℃，地表土壤溫度分別為3.3℃和4.3℃；9月后氣溫和地表土壤溫度均呈下降趨勢，Ts1的下降趨勢較Ta和Ts3的下降趨勢平緩。2017年一年間，3月、4月、6—7月降雨量較大，在1、2月氣溫較低時，飽和水汽壓差VPD值也較小，VPD值全年不斷波動，可能與研究區特殊的氣候有關，即與降雨和霧天造成相對濕度的變化有關[32]；9月后隨著氣溫的下降，VPD值也呈下降趨勢，且下降趨勢平緩；濕地凈輻射Rn全年波動較大，變化趨勢9月前與VPD值類似，9月到10月呈上升趨勢，10月到12月隨氣溫降低呈下降趨勢。

3.2 大九湖濕地潛熱通量的年際變化規律

大九湖濕地潛熱通量(LE)年平均日變化和月總量變化規律，見圖4和圖5。

圖4 大九湖亞高山泥炭濕地潛熱通量(LE)年平均 日變化曲線Fig.4 Change curve of annual average daily variation of latent heat flux (LE) of Dajiuhu sub-alpine peat wetland

由圖4可見，大九湖濕地LE的年平均日變化峰值出現在12∶30，最大值為153.58 W/m2，整體上呈單峰型具有明顯的日波動，其最小值出現在3∶00，其值為-6.39 W/m2，濕地LE的年平均日變化從7∶30到12∶30呈上升趨勢，從13∶00到19∶30呈下降趨勢。

由圖5可見，大九湖濕地1月的LE總量最小值為11.33 kW/m2，1月到5月不斷增加，5月到6月減小，6月到7月增加，7月達到峰值135 kW/m2，7月以后氣溫開始下降，7月到12月LE月總量逐漸減小，全年LE總量為836.54 kW/m2。可見，1月到5月濕地LE月總量呈不斷升高的趨勢，但5月到6月突然減小，可能與5月到6月降雨量大有關，從而導致濕地LE月總量減小；而6月至7月降雨量減少，溫度逐漸升高，濕地LE月總量呈上升趨勢。

大九湖濕地LE的年平均日變化曲線除了在夜間溫度較低的2到3個時段外，其余時段都為正值，這表明在觀測期間研究區水汽主要是由地表向上輸送，反映了大九湖濕地水循環較強的特點。

3.3 影響大九湖濕地潛熱通量的環境因子

本文利用渦度相關監測系統2017年1月1日至2017年12月31日一年間大九湖濕地LE和環境因子的基本觀測數據，按條件進行異常值剔除和缺失插補的質量控制之后，選取LE、Ta、氣壓(Air-pressure)、空氣密度(Air-density)、相對濕度(RH)、VPD、Rn、Ts1、Ts2、Ts3做因子分析，其表征見表1。

表1 旋轉成分矩陣Table 1 Rotated component matrix

利用主成分分析得到3個公因子，已知因子載荷即旋轉成分矩陣是變量與公共因子的相關系數，載荷絕對值較大的因子與它的關系更為密切，也更能代表這個變量。按照這一觀點，第一個公因子更能代表空氣溫度、土壤第一、二、三層溫度、空氣密度(負相關)這幾個變量；第二個公因子則更適合代表LE、Rn和VPD這幾個變量；第三個公因子則較好地代表了RH和氣壓這兩個變量。

通過進一步分析，根據各個變量的特點，可以把第一公因子解釋為溫度因素，因為它反映了多個與溫度相關的因素；把第二個公因子解釋為能量因素，因為它反映了LE和Rn，它們都是能量平衡中的重要參量，而VPD也包含在了其中；把第三個公因子解釋為水汽因素，它反映了RH和氣壓這兩個與水分緊密相關的因素。圖6為旋轉空間成分圖。

圖6 旋轉空間成分圖Fig.6 Component plot in rotated space 注：“@”用以標識主要研究對象。

由圖6可見，在旋轉空間中Rn、LE、VPD三者位置較為集中(3個公因子輸出圖形為三維圖形，為了顯示清晰、便于觀察，此處把它旋轉成二維圖，即提取2個公因子)，空氣溫度和土壤溫度位置集中。

3.4 大九湖濕地潛熱通量與環境因子之間的逐步回歸分析

本文利用渦度相關監測系統2017年1月1日至2017年12月31日一年間大九湖濕地LE和環境因子觀測數據，將濕地LE與各環境要素做逐步回歸分析，得到環境因子最佳組合模型，見表2。

表2 大九湖亞高山泥炭濕地潛熱通量(LE)與各環境要素的逐步回歸分析結果Table 2 Stepwise regression analysis result of latent heat flux (LE) and various environmental factors of Dajiuhu sub-alpine peat wetland

通過多元逐步回歸分析，逐步篩選各環境要素，從而選擇影響作用顯著的要素建立逐步回歸方程，得到最優擬合方程為：LE=0.0284Rn+1.136Ts1+0.036VPD+0.659Ts3+0.297Ta-585.42。偏相關系數則反映了在排除其他要素影響后，某一要素與因變量的關系，其大小可用于判斷要素對因變量的影響程度。

由此得出，影響大九湖濕地LE的環境要素主要是Rn、VPD、Ta，其次是Ts1、Ts3對濕地LE也有一定程度的影響，回歸方程的整合度達到0.711，表明擬合效果較好。

3.5 大九湖濕地潛熱通量的季節變化特征

Rn和VPD在旋轉空間中和潛熱通量(LE)位置更集中，都屬于能量因素，可以認為Rn和VPD是影響大九湖濕地LE的主導因子，因此本文選取Rn和VPD來探討大九湖濕地LE不同季節的變化規律，見圖7。

圖7 大九湖亞高山泥炭濕地不同季節潛熱通量(LE)日 平均變化曲線Fig.7 Average daily variation curves of latent heat (LE) in various seasons of Dajiuhu sub-alpine peat wetland

由圖7可以看出：

(1) 春季(4月份為代表)。大九湖濕地春季LE日平均值波動范圍為-3.32～171.97 W/m2，15∶00達到最大值(171.97 W/m2)，VPD夜間波動較大，全天LE變化趨勢更接近于Rn，LE全天基本為正值。LE與Rn的比值可以定義為蒸發分數[33]，LE日總量與Rn日總量之比為50%，即濕地春季日平均蒸發分數為50%。

(2) 夏季(7月份為代表)。大九湖濕地夏季LE日平均值波動范圍為-118.09～270.45 W/m2，12∶30達到最大值(270.45 W/m2)，LE、VPD、Rn值較春季都增大，環境因子的變化趨勢與春季類似，濕地夏季日平均蒸發分數為55%。

(3) 秋季(10月份為代表)。大九湖濕地秋季LE日平均值波動范圍為-18.1～171.29 W/m2，11∶30達到最大值(171.29 W/m2)，VPD全天波動較大，Rn和LE波動較小，全天LE變化趨勢與Rn更接近，濕地秋季日平均蒸發分數為46%。

(4) 冬季(1月份為代表)。大九湖濕地冬季LE日平均值波動范圍為-50.5～56.0 W/m2，14∶30達到最大值(56.0 W/m2)，VPD夜間波動較大、白天波動較小，Rn變化趨勢與其他季節一樣呈單峰型變化，LE小且波動小，濕地冬季日平均蒸發分數為22%。

3.6 大九湖濕地潛熱通量與凈輻射和飽和水汽壓差之間的相關性分析

為了分析Rn和VPD對大九湖濕地LE的影響程度，本文對大九湖濕地LE與Rn和VPD的各季節日平均變化進行了相關性分析，其結果見表3。

表3 大九湖亞高山泥炭濕地潛熱通量(LE)與凈輻射(Rn)和飽和水汽壓差(VPD)各季節日平均變化的相關性分析Table 3 Correlation analysis of daily variation of latent heat flux(LE),net radiation (Rn) and vapor pressure deficit (VPD) over seasons in Dajiuhu sub-alpine peat wetland

由表3可知，LE與Rn日平均變化的相關性在大九湖濕地4個季節都表現為很強，但在冬季略有減弱；LE與VPD日平均變化的相關性在空氣溫度較高季節(春季和夏季)表現為很強，但隨著空氣溫度的降低其相關性逐漸減弱，濕地冬季LE與VPD的相關性最差。

大九湖濕地春季、夏季、秋季LE日平均變化整體呈單峰型變化，其波動與Rn類似，這是由于大九湖濕地夏季溫度高，日照時長較其他季節更長且日照強度大，所以濕地夏季LE的日平均值最大；而濕地冬季LE的日平均變化波動不同于其他3個季節，其變化波動小且不規律，且對Rn和VPD的響應都較弱，8點到17點LE的變化趨勢與VPD的變化趨勢更為接近。觀測期間，大九湖濕地秋季和冬季VPD整體波動相較于春季和夏季更大，VPD夜間波動較大，可能是由于溫差較大和相對濕度變化導致[34-35]。大九湖濕地白天LE受Rn與VPD的共同作用，云量和日照時長也是地表能量收支的影響因素，在一定程度上導致了LE與Rn的變化出現在不同的時段[36-38]。而根據大九湖濕地的能量平衡方程，不同季節和不同氣候環境條件下的能量分配方式不同，從而造成了濕地LE的季節差異性[39-40]。

4 討 論

在主成分分析和逐步回歸分析的結果中，Rn、VPD、LE三者在旋轉空間中的位置接近，被歸為同一類影響因素，即能量因素。這是因為Rn是水汽輸送的驅動因子，Rn越大，可分配的能量就越多，對LE的影響就越強，大九湖濕地LE年平均日變化和月總量都呈單峰型變化，且峰值都出現在溫度較高和凈輻射較強的時間段，就說明了這一點。而VPD與LE被歸為同一類因素，因為相關性分析中LE與VPD相關性很強，僅次于LE與Rn的相關性，說明VPD對LE有很強的影響，這與Admiral等[41]對加拿大泥炭濕地LE的分配研究結論一致：VPD對LE的動態變化有很強的影響，影響程度因為表面干燥程度的不同而變化。表面干燥程度可以由相對濕度(RH)來表征，也側面解釋了在對LE的影響因子進行分析時，RH被歸類為影響LE的主成分分析的第三類公因子。

大九湖濕地在4個季節日平均變化中，Rn總是呈單峰型變化，而VPD則波動較大，LE則在Rn和VPD的共同作用下發生變化，春季和夏季LE、Rn、VPD三者日平均變化趨勢相對于秋季和冬季更為一致。大九湖濕地4個季節日平均變化中,VPD相對Rn和LE波動更大，尤其是在溫度較低的夜晚，并在冬季表現得更明顯，造成這一現象的原因是：大九湖濕地氣候條件特殊，晝夜溫差大，而溫度是計算VPD的重要參數，溫差較大的變化導致了VPD不斷波動。大九湖濕地春、夏、秋3個季節，Rn、LE、VPD的變化模式與Wang等[42]的研究結果一致：Rn對LE的相對控制作用高于VPD對LE的相對控制，只有在冬季，LE沒有很明顯地遵循Rn的變化模式，這個現象的原因之一可能是由于研究區特有的氣候條件，冬季氣溫低、霧天多且積雪覆蓋濕地表面，太陽輻射變小且被積雪或冰面吸收，冬季凈輻射轉換成潛熱的部分也變少。大九湖濕地冬季太陽輻射日波動小，LE日波動范圍也變小，潛熱對太陽輻射的響應變弱，但太陽輻射依然是冬季潛熱的重要影響因素，這與Guo等[43]對青藏高原凍土LE的研究結論有不同之處，這可能是因為大九湖濕地常年積水，土壤基本處于飽和狀態，且濕地與高原氣候條件不同，說明在不同生態系統LE的變化存在差異性，其環境影響因素也會發生變化。

Rn對LE的控制屬于物理控制和直接影響[18]，而VPD對LE的控制則是生物控制和間接影響，VPD通過改變濕地植被的氣孔導度控制濕地生態系統呼吸而對其能量交換過程造成影響[44-45]，春季和夏季植被生長情況較好、溫度高，LE與VPD日變化的相關性較強，而冬季LE與VPD日變化的相關性差，其原因之一可能是冬季濕地植被大量凋零，濕地生態系統呼吸弱，VPD對LE的影響也隨之變弱。

從大九湖濕地LE的年均日變化和4個季節的日平均變化來看，LE對Rn的響應更強。但冬季低溫時LE波動較小，LE對Rn和VPD的響應都減弱。分析其原因認為：在春、夏、秋3個季節，大九湖濕地溫度均較冬季氣溫高，日照時長更長，光線更充足，地表獲得的能量更多，植物的蒸騰作用和水的蒸發作用也更強，對太陽輻射的依賴也更明顯，這意味著春、夏、秋3個季節濕地生態系統熱量交換以水的相變為主，而濕地冬季太陽輻射小，蒸發分數為4個季節中最低，只有22%，說明濕地冬季熱量交換以空氣湍流交換為主。

5 結 論

(1) 在2017年一年間的觀測期內，神農架大九湖亞高山泥炭濕地潛熱通量(LE)的變化具有明顯的季節變異性，夏季LE日平均值最大，冬季最小；濕地LE年均日變化呈單峰型變化，12∶30達到峰值；濕地LE月總量隨著溫度上升不斷升高，降雨造成5到6月月LE總量減少，全年LE總量為936.54 kW/m2,1月濕地LE總量最低，為11.33 kW/m2，凈輻射(Rn)也最小，地表獲得的能量最少，7月LE月總量最高，為135 kW/m2；濕地冬季LE日變化波動明顯不同于其他季節；濕地LE在白天出現不斷波動的趨勢與相同時段飽和水汽壓差(VPD)的變化相似，Rn和VPD發生變化的時段相對其他季節滯后。

(2) 大九湖濕地LE的主要影響因素分別是Rn、VPD、空氣溫度(Ta)、土壤溫度(Ts)。LE在氣溫較高時對Rn和VPD響應更明顯，而在空氣溫度較低的秋季和冬季則不那么敏感，推測是因為空氣溫度較高時，Rn與LE的關系是線性且可預測的，冬季較低的空氣溫度影響了Rn與LE可預測的關系。

(3) 總體上大九湖濕地LE的時空變化特征表現為：高溫季節變化幅度>低溫季節變化幅度。其中，濕地春季LE日平均為正值，表明春季水汽主要從空氣向濕地輸送；濕地夏季LE日平均在夜間有負值出現，可能是由于降雨導致，但總體水汽還是由空氣向濕地輸送；隨著氣溫降低，濕地秋季LE日平均變小，但基本還是為正值；而濕地冬季LE日平均從10∶00到16∶00為正值且較小，其余時段負值多，日均蒸發分數在4季中最低，為22%，表明濕地冬季水熱交換較其他季節弱，水汽主要從濕地向空氣中輸送。