Experimental Studies of the Short-Term Fluctuations of Net Photosynthesis Rate of Norway Spruce Needles under Field Conditions

야외조건하(野外條件下)에서 독일가문비(Picea abies Karst) 침엽(針葉)의 순(純) 광합성률(光合成率)의 단기(短期) 변화(變化)에 대한 실험적(實驗的) 연구(硏究)

Canopy structure conductances of a Norway spruce forest in the Solling Hills(Central Germany) and Central Forest Biosphere Reserve(320km to the north-west from Moscow) were derived from LE(latent heat flux) and H(sensible heat flux) fluxes measured(by Eddy correlation technique and energy balance method) and modelled(by one dimensional non-steady-state) SVAT(soil-vegetation-atmosphere-transfer) model(SLODSVAT) using a rearranged Penman-Monteith equation("Big-leaf" approximation) during June 1996. They were compared with canopy stomatal conductances estimated by consecutive intergrating the stomatal conductance of individual needles over the whole canopy("bottom-up" approach) using SLODSVAT model. The result indicate a significant difference between the canopy surface conductances derived from measured and modelled fluxes("top-down" approach) and the stomatal conductances modelled by the SLODSVAT("bottom-up" approach). This difference was influenced by some nonphysiological factors within the forest canopy(e.g. aerodynamic and boundary layer resistances, radiation budget, evapotranspiration from the forest understorey). In general, canopy surface conductances derived from measured and modelled fluxes exceeded canopy stomatal conductance during the whole modelled period, The contribution of the understorey's evapotranspiration to the total forest evapotranspiration was small (up to 5-9% of the total LE flux) and was not depended on total radiation balance of forest canopy. Ignoring contribution of the understorey's evapotranspiration resulted in an overestimation of the canopy surface conductance for a spruce forest up to 2mm/s(about 10-15%).

독일 중부(Solling Hills)의 가문비림 임관의 구조적인 수분증산 통도특성은 LE와 H의 유동량으로 측정되고, 1996년 6월중 재배열된 Penman-Monteith 식을 이용하여 SVAT 모형을 설계하여 도출하였다. 또한 SLODSVAT 모형을 통한 전체 임관 내 각 침엽의 연속적인 수분통도성을 평가하여 임관기공의 통도성을 비교하였다. 이와 같은 결과에서 나온 임관 표면 통도성과 유동량을 설계하고, SLODSVAT 모형에 의해 설계된 기공 통도성 사이에서 중요한 차이점을 알 수 있었다. 이 차이점은 산림 임관의 범위내에 빗물리적인 요소에 의해 영향을 받았음을 알 수 있으며, 일반적으로 임관 표변의 통도성은 전체 측정 기간 동안 임관 기공 전도력보다 크게 나타났다. 또한 산림의 전체 증발산량에 대한 하층부의 공헌도는 작았고, 임관의 복사에너지 균형에 의존하지는 않는 것으로 나타났다. 하층부 증발산량의 기각은 독일 가문비림에 대한 임관 표면 전도력의 과대 평가로서 나타난 결과이다.