高牧原
Table 2. List of relevant parameters of different biomes 表2. 各生物群系相关参数列表
类别 常绿针叶林 常绿阔叶林 落叶针叶林 落叶阔叶林 混交林 郁闭灌木林 稀疏灌木林 乔木稀树草原 稀树草原 草地 永久湿地 耕地 城市与建设用地 耕地自然植被混合区
冰雪 贫瘠植被
Tmin(℃)
Topt(℃)
Tmax(℃)
ε0 [g C m?2?d?1?(W?m?2)?1]
0.078 0.078 0.078 0.078 0.078 0.078 0.078 0.078 0.078 0.078 0.078 0.078 0.078 0.078 0.078 0.078
?1 2 ?1 ?1 ?1 ?1 1 ?1 1 0 ?1 ?1 1 0 ?1 0
20 28 20 20 19 25 31 24 30 27 20 30 30 27 20 27
40 48 40 40 48 48 48 48 48 48 40 48 48 48 40 48
式中：ρred、ρnir、ρswir和ρblue分别是红波段、近红外波段、短红波段和蓝波段的地表反射率。
Pscalar表征叶龄对光合作用的影响。叶片出现到充分舒展阶段的计算公式为：
Pscalar=1+LSWI (4.9) 2叶片舒展后：
Pscalar=1 (4.10)
5. WRF-Chem模型模拟结果分析
图1、图2分别是4月6日白天的气溶胶浓度分布和白天的平均温度分布图，受气溶胶的影响，在大部分地区，如北面的燕山山脉，西面为太行山脉沿线，山东省，江苏省，安徽省，河南省交界处，出现明显降温区域，最低降温达到2℃。但研究显示并不是PM 2.5浓度越高降温越明显。其主要的原因：
1) 当地的下行短波辐射值高于其他地方，导致PM 2.5浓度相对高值区较低时也能引起较大的降温。 2) 不同种类气溶胶，对气温的影响不同。很多研究表明气溶胶对辐射的直接效应和间接效应影响不
????SO2同，导致气温受到的影响纯在差异，已经证明不同种类的气溶胶种类如：SO24和NO34、NO3和BC。
气溶胶属于散射型气溶胶，能够吸收和散射太阳辐射，从而产生降温效应。黑碳气溶胶作为重要的吸收性气溶胶，对太阳辐射有强烈吸收，从而加热大气。虽然这样能减少到达地表的短波辐射，但是地面气温还是会因为黑碳的吸收效应增加；黑碳气溶胶间接辐射强迫很小并且有时事增温有时事降温，具有很强的不确定性，这主要是由于云的反馈过程比较复杂造成的[36] [37] [38] [39]。
DOI: 10.12677/ije.2024.92027
215
世界生态学
高牧原
Figure 1. PM 2.5 average concentration distribution on April 6 图1. 4月6日PM 2.5平均浓度分布图
Figure 2. Average temperature distribution in daytime on April 6 图2. 4月6日白天的平均温度分布图
6. 气溶胶环境效应对区域尺度GPP的影响
本研究以4月6日的雾霾情况为例分析气溶胶对区域尺度GPP的影响。如图3、图4是4月6日GPP有无气溶胶状况，图片去除水体，未分类，背景值，城市和建筑区土地类型等地物类型。由于气象要素对GPP的影响在?0.2 g C m?2?day?1~0.2 g C m?2?day?1，所以仅观察GPP分布图很难分析气溶胶对GPP的影响。
图5是4月6日研究区无气溶胶下环境下GPP减去有气溶胶下环境GPP，得到GPP的变化趋势图。
DOI: 10.12677/ije.2024.92027
216
世界生态学
高牧原
Figure 3. GPP in the study area without aerosol influence on April 6 图3. 4月6日无气溶胶影响下研究区GPP
Figure 4. GPP in the study area under the influence of aerosol on April 6 图4. 4月6日气溶胶影响下研究区GPP
图6则是对4月6日研究区GPP变化趋势除以无气溶胶影响下GPP变化百分比。图7是4月6日研究区无气溶胶下环境下气温减去有气溶胶下环境气温，得到的气温变化趋势图。图8则是对4月6日研究区GPP变化趋势除以无气溶胶影响下的气温变化百分比。GPP研究区PM 2.5平均浓度分布图和GPP分布图。由图7与图8可以看出，在山东省，江苏省，河南省，安徽省交界处同时存在降温，降温范围在1℃~2℃，5%~8%，而在苏北地区存在一定范围的增温，增温范围在0.5℃~1℃，2%~5%，气温差值与气温变化百分比变化幅度，基本一致，同时图5、图6在同一地区GPP减少和增加，减少为0.05 g C m?2?day?1~0.2 g C m?2?day?1，2%~5%，增加为0.05 g C m?2?day?1~0.1 g C m?2?day?1，1%~5%。在山东省东部区域也存在一
DOI: 10.12677/ije.2024.92027
217
世界生态学
高牧原
定程度升温最高1℃，6%，GPP变化百分比也出现高增量最高5%，但GPP差值并数值不高最高为0.05 g C m?2?day?1，但GPP变化百分比却显示很高超过5%。其主要原因是见图3当地GPP在无气溶胶环境下小于1 g C m?2?day?1，其基数相较于其他地区较低。
Figure 5. GPP difference in the presence or absence of aerosol on April 6
图5. 4月6日有无气溶胶环境下GPP差值
Figure 6. Percentage change of GPP under the influence of aerosol on April 6 图6. 4月6日气溶胶影响下GPP变化百分比
7. 气溶胶环境效应对区域尺度GPP的影响
本研究对2016年4月1日~2016年4月17日华北地区，雾霾天气产生的气溶胶环境效应(气温)对植物GPP在总平均值，区域尺度和不同植物种类的影响。主要研究结果如下：
DOI: 10.12677/ije.2024.92027
218
世界生态学
高牧原
Figure 7. Air temperature difference in the presence or absence of aerosol on April 6
图7. 4月6日有无气溶胶环境下气温差值
Figure 8. Percentage change of air temperature with or without aerosol on April 6 图8. 4月6日有无气溶胶环境下气温变化百分
1) 从区域尺度分析，气溶胶模拟结果出现两个高值区域分别是北面的燕山山脉，西面为太行山脉沿线。其原因为山体的阻挡与疏导作用。此结果与龙鑫[40]等人的研究结果相一致。气溶胶环境效应与气溶胶的关系受下行辐射与气溶胶种类影响，导致气温不能随PM 2.5浓度同步变化，甚至在一些区域出现气温升高的现象。气溶胶环境效应(气温)变化会影响植被气孔导度，光合、呼吸、蒸腾等代谢过程。受气溶胶影响，白天平均气温均有所下降，下降范围为0.350%~2.667%。从而导致2016年4月6日整个研究区平均GPP下降0.03%~2.55%。
DOI: 10.12677/ije.2024.92027
219
世界生态学
气溶胶的环境效应(气温)对植被总初级生产力的影响
