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1.
农田生态系统作为陆地生态系统的重要组成部分,研究其CO2通量和水汽通量的变化特征对于探讨整个陆地生态系统的碳、水循环具有重要的意义。笔者采用涡度相关系统测定了晴天条件下夏玉米农田生态系统抽穗期的水碳通量,分析其日变化特征。研究结果表明：（1）农田生态系统CO2通量随着光合有效辐射的增强而增大,用米氏方程拟合达到极显著水平,最大潜在碳通量为3.63398 mg/(m2· s);（2）CO2通量上午和下午没有明显的差异,不存在气孔抑制现象;（3）水汽通量随着光合有效辐射的增强而增大,但下午的水汽通量显著大于上午,其原因在于下午的饱和水汽压差远远大于上午,造成下午的蒸腾和蒸发更大;（4）冠层导度随时间的推移基本呈减小的趋势,到11:00 左右基本保持恒定,到14:00左右随着光合有效辐射越来越弱,冠层导度逐渐减小,造成这一结果的原因可能是露水蒸发引起上午冠层导度被高估。 相似文献
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中国农田生态系统水分利用效率的格局与成因 总被引：2，自引：0，他引：2
1980~2009间,中国农业区域年降水总量和年蒸散总量间的差额明显增大,农田水分需求增加,水分利用效率（WUE）是研究水分平衡的关键基础,因此综述WUE时空特征及其驱动机理,能够为不同农业区农田水分供需平衡管理提供理论支持。已有研究表明,中国农田生态系统WUE具有明显的时空差异,空间上总体呈现北高南低、东高西低的特征,时间上,北方农田WUE呈增加趋势,而南方地区相反;降水、气温、辐射等环境因子主要通过蒸散和总初级生产力的动态变化间接影响WUE,作物自身结构和遗传因素主要通过影响冠层和根系水、碳交换能力直接决定WUE的大小,而合理的栽培、灌溉及施肥方式能够提高降水的利用率、减少灌溉水损耗、改善群体光合性能,从而提高WUE。结合WUE的时空特征和变异机理,提高作物吸水特性、降低灌溉水损耗对于北方地区农田WUE的提高具有重要意义,而协调降水的季节分配、减少蒸散量和地表径流量是改善南方地区农田WUE的关键手段。 相似文献
3.
土壤水分对冬小麦生长后期光能利用及水分利用效率的影响 总被引：19，自引：4，他引：15
通过控制不同土壤水分条件形成不同的小麦（Triticum aestivum L.）群体结构,测定了抽穗到成熟期间小麦冠层光合有效辐射（PAR）截获及垂直分布、干物质积累和产量。研究表明,不同处理小麦冠层对PAR的截获量差异较小（小于15.7%）,但冠层上部（60~80 cm）的PAR截获量和生长后期PAR转化效率差异明显（100.7%和63.7%）,与产量和光能利用效率变化一致,可见土壤水分是通过改变小麦群体内PAR垂直分布及PAR转化效率对作物产量和光能利用效率产生影响。抽穗到成熟期间维持小麦冠层上部PAR截获率在50%左右是实现高产的重要保证。随着土壤水分改善,冬小麦光能利用率和产量持续增加,但水分利用效率却先于二者提前降低,说明改善水分利用效率是提高华北地区农业气候资源利用效率的关键。在底墒充足的条件下,分别在拔节和挑旗期灌水60 mm可获得较高的光能和水分利用效率及经济产量 相似文献
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乌兰乌苏绿洲棉田生态系统水汽和二氧化碳通量研究 总被引：1，自引：1，他引：0
为了研究新疆干旱和半干旱地区农田生态系统陆地-大气间水汽和二氧化碳连续相互作用对全球气候、环境变化的影响。2009年1—12月应用涡动相关系统,连续观测乌兰乌苏绿洲棉田生态系统下垫面（裸地和不同生长期）地气界面水汽和二氧化碳通量变化,分析水汽和二氧化碳通量的季节和日变化规律。结果表明：（1）绿洲棉田生态系统下垫面全年二氧化碳通量变化分干、湿2季,干季棉田下垫面以释放CO2为主,湿季以吸收CO2为主,但全年吸收量远大于释放的量。（2）在湿季,绿洲棉田生态系统下垫面其CO2的通量值曲线呈开口向上的抛物线型,与下垫面棉田发育情况有较好的相关性。（3）其水汽通量全年分3个阶段,水汽通量值从小到大分别为：雪覆盖阶段。裸地阶段。棉花种植阶段。（4）在湿季,其水汽通量日变化明显,与日照强度和温度相关较好。 相似文献
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水稻、大豆、玉米光合速率的日变化及其对光强响应的滞后效应 总被引：7，自引：0，他引：7
用LI-6400光合测定系统对水稻、大豆和玉米3种作物在不同生育时期叶片光合速率的日变化规律进行了研究。结果表明:在各个生育时期,C3作物(水稻、大豆)叶片的光合作用均存在午休现象。而午休现象的产生是气孔因素与非气孔因素共同作用的结果。其中“气孔因素”是高温加剧蒸腾作用,气孔对蒸腾作用的反馈抑制造成的。C3作物(水稻、大豆)叶片的光合速率对光强的响应在上午和下午存在明显差异,上午利用光能的能力明显大于下午。这主要表现在上午的表观初始量子效率比下午大。光合产物对光合作用的反馈抑制会造成这种量子效率的差异性。无论是气孔限制还是光合产物反馈抑制都可能是导致光合速率对光强响应产生“滞后效应”的主要原因。C4作物(玉米)的午休现象不明显,光合速率对光强的响应在上午和下午的差异也不明显,不存在明显的“滞后效应”,这可能与C4作物(玉米)自身的生理特性适应高温的能力有关。 相似文献
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研究了燕麦叶片光合日变化,结果表明,中午燕麦叶片净光合速率(Pn)明显降低(光合午休),日变化曲线呈双峰型,即在上午10:00和下午16:00净光合速率各有一个高峰,分别为17.106μmol CO2/m2/s和5.986μmol CO2/m2/s,下午的峰值低于上午.两峰之间有一低谷,最低值出现在下午14:00为1.61μmol CO2/m2/s.研究表明,各环境因子对先合速率(Pn)都有一定的影响.经相关分析发现,各环境因子与净光合速率(Pn)的相关性大小排序为:相对湿度(RH)＞田间CO2浓度(Ca)＞大气温度(Ta)＞光合有效辐射(PAR).各生理生态因子与净光合速率(Pn)的相关性大小排序为:气孔限制(Ls)＞叶片胞间CO2浓度(Ci)＞叶片胞间水分利用效率(WUE)＞气孔导度(Gs)＞蒸腾速率(Tr).研究证明了气孔中午关闭是光合午休的一个重要原因. 相似文献
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黄土旱塬冬小麦水分利用效率及相关生理特性研究 总被引：3，自引：1，他引：2
通过对黄土旱塬冬小麦叶片光合生理指标、水分利用效率及其对环境因子的响应进行分析,结果表明：净光合速率日变化呈不明显的双峰曲线,蒸腾速率日变化呈明显的倒“U”型曲线,两者上午都明显高于下午,且不同生育期峰值出现的时间不同。拔节期蒸腾速率峰值出现时间和净光合速率同步,而灌浆期则滞后于净光合速率峰值出现时间。拔节期环境因子对生理指标的影响要比灌浆期明显的多。光合有效辐射和CO2浓度是对净光合速率和叶片蒸腾速率影响最强烈的环境因子。在小麦整个生长过程中,温湿度对气孔导度的影响在逐渐增大,对胞间CO2浓度的影响也比较明显。小麦叶片水分利用效率的日变化呈不明显的双峰曲线,其峰值出现的时间早于净光合速率和蒸腾速率峰值出现的时间。灌浆期日平均WUE比拔节期低30.5%。小麦净光合速率、蒸腾速率和气孔导度三者之间极显著相关,叶片温度与气孔导度显著负相关。叶片温度与净光合速率和蒸腾速率相关性的不一致说明了黄土高原降水缺乏导致作物产生抗旱的适应性,这为培养高水分利用效率的作物提供了条件。 相似文献
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探究大气CO_2浓度倍增条件下冬小麦气体交换参数对高温干旱及复水过程的生理响应机制,有助于提高生态过程模型的模拟精度,更加准确地预测全球气候变化对农田生态系统初级生产力及其生态服务功能的影响。利用4个可精准控制CO_2浓度和温度的大型人工气候室,研究了CO_2浓度倍增条件下高温干旱及复水过程对冬小麦气孔特征和气体交换参数的影响。结果表明, CO_2浓度倍增(E)导致冬小麦远轴面气孔密度增加、气孔宽度减小、气孔空间分布规则程度降低,但提高叶片的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)和水分利用效率(WUE)。高温干旱(HD)使叶片气孔长度、密度、周长和面积减小,导致叶片气体交换参数均显著下降。然而,高CO_2浓度及高温干旱(EHD)导致气体交换参数下降幅度相对较小,表明高CO_2浓度对高温干旱具有一定的缓解作用。此外,干旱复水后,不同处理条件下冬小麦叶片气体交换参数均有所升高,但高温干旱下叶片的气体交换参数仍未能恢复到对照水平,暗示光合器官可能在高温干旱时遭到损伤和破坏。 相似文献
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华北平原夏玉米农田CO_2通量与光合特性及主要环境因素的关系 总被引：1，自引：0，他引：1
为准确估算夏玉米产量和净生产力,以华北平原典型夏玉米农田为对象,研究了CO2通量(Fc)与玉米光合特性及主要环境因素的关系。结果表明,Fc与群体光合速率(CAP)之间有明显的正相关关系,相关系数达0.910;从日累积量来看,Fc和CAP均在抽雄吐丝期达到最大;将单叶净光合速率(Pn)与叶面积指数(LAI)的乘积(Pn·LAI)和Fc进行曲线拟合,预测值与实测值的相关系数为0.790,达极显著水平;从主要环境因素对Fc的通径分析来看,水蒸汽分压对Fc的决定系数及其所占比重最大,其次是水汽浓度、Pn·LAI、光合有效辐射、CO2浓度,可见蒸腾作用对Fc的耦合效应十分显著。 相似文献
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为准确估算评价草原生态系统碳源/汇和合理利用草地资源提供科学依据。采用涡度相关法对锡林浩特典型草原生态系统CO2通量的日变化、牧草不同生育期CO2通量变化规律以及与环境因子的关系进行分析。结果表明,草原生态系统CO2通量具有明显的日变化特征,白天以吸收CO2为主,夜间表现为呼吸排放CO2,夜间较白天变化相对稳定;CO2通量晴天与阴天日变化趋势一致,但阴天变幅大于晴天;在牧草不同生育期和不同天气背景下,CO2通量的日变化特征不同。CO2通量波动晴天大于阴天,但无论晴天还是阴天,返青期、黄枯期为大气CO2的源;开花期为大气CO2的汇,且开花期CO2净吸收通量明显高于生长初期和黄枯期,而黄枯期CO2呼吸排放通量明显高于生长初期和开花期。牧草在不同生育期的CO2通量与光合有效辐射强度、平均气温、地表平均温度、5 cm平均地温和平均风速等环境因子密切相关。
相似文献11.
稻田生态系统CO2通量的日变化特征 总被引：1，自引：0，他引：1
研究稻田生态系统与大气间CO2交换通量的变化特征及规律可以为准确估算和评价稻田生态系统碳源/汇强度提供科学依据。采用涡度相关技术对中国亚热带稻田生态系统CO2交换通量进行了连续监测,并对CO2通量的日变化规律进行了分析。结果表明,稻田生态系统CO2通量具有明显的日变化特征。白天以吸收CO2为主,夜间表现为排放CO2;CO2通量的日变化模式有单峰型、双峰型和不规则型。稻田CO2通量日变化强度受水稻生长状况影响,水稻生长旺盛期白天CO2吸收通量、夜间排放通量以及日净吸收CO2通量均高于生长前期和成熟期;且早稻与晚稻间有明显差别。 相似文献
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淮河流域农田CO2和热通量日、季节变化特征 总被引：2，自引：1，他引：1
利用淮河流域寿县国家气候观象台2007年7月至2008年6月全年每天48 个时次的湍流通量涡度观测资料,分析近地层CO2和热通量的日变化和季节变化,结果表明：CO2、净辐射和潜热通量具有明显的日变化和季节变化。日变化幅度随季节变化明显,表现在春、夏两季CO2、净辐射和潜热通量日变化幅度大, 冬、秋季变化幅度较小;分季节研究发现CO2通量在夏季和春季（水稻及小麦生长期）较大,而在下垫面无作物以及被积雪覆盖时只有-0.051 mg﹒m-2﹒h-1 ～-0.047 mg﹒m-2﹒h-1,整个观测期CO2通量日平均值约为-0.59mg﹒m-2﹒h-1,农田明显为CO2的汇;净辐射和潜热通量在5 月份最大, 1 月份最小。 相似文献
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通过稻田生态系统3a CO2通量的日内变化、逐日变化趋势、CO2通量水平与产量高低的分析,以了解稻田生态系统产量形成期CO2通量特征、对产量的影响。将稻田CO2通量与光合有效辐射、气温进行回归分析,以掌握两者对水稻CO2同化消耗的影响。结果认为,水稻抽穗期、齐穗-乳熟CO2通量日变化呈较深“U”型,乳熟-成熟“U”型较浅;产量形成期白天CO2通量的逐日均值呈“√”型;抽穗期、齐穗-乳熟水稻处生长旺盛阶段,其白天CO2通量水平与产量高低基本一致;水稻对CO2的同化吸收与光合有效辐射、气温有极显著相关关系;南方稻作区对CO2的同化消耗强于三江平原等稻作区。 相似文献
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广西一次冬季暴雨的水汽特征分析 总被引：1，自引：0，他引：1
为分析2012 年1 月13—15 日广西暴雨过程的水汽来源、急流的输送作用和水汽饱和程度等特征,使用天气学分析和动力诊断的方法分析NCEP/NCAR 1°×1°再分析资料、红外云图等资料。结果表明：孟加拉湾和南海是本次暴雨过程的2 个水汽源地,500~700 hPa 中低空西南急流的建立和加强使孟加拉湾成为主要水源地,加强了暴雨区的水汽供应。而这支急流的维持依赖于200 hPa加强的副热带锋区西风急流入口区南侧的强辐散作用。不同源地的水汽输送高度不同,水汽通量中心出现在700 hPa。600 hPa 以下为水汽通量辐合层,700~850 hPa 辐合强度远大于925~1000 hPa;水汽通量中心在暴雨区的上风方,水汽辐合中心在水汽通量中心沿气流去向的一侧,700~850 hPa 叠加的辐合中心处即为暴雨区,辐合高度的升高、湿层剧烈向上扩展都可作为暴雨征兆。以上分析得出了冬季暴雨过程中水汽条件的形成机制,得出预报着眼点,对提高此类暴雨预报准确率有较大作用。 相似文献
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温室环境生态因子变化及其对观赏凤梨光合特性的影响 总被引：1，自引：1，他引：0
以‘丹尼斯’凤梨为试材,研究了温室生态因子变化及其对观赏凤梨光合特性的影响,结果表明：温室中大气CO2和植株间CO2浓度日变化趋势不同,二者分别在早上7:30和下午17:30达到全天的最大值;温室内凤梨不同部位叶片光合有效辐射日变化趋势一致,以上午11:30最大,且上部叶>中部叶>下部叶;一天中,不同部位叶片光合速率最大值分别为：上部叶在上午8:30达最大值,为2.16 μmol/(m2?s),中部叶片在上午的9:30达最大值,为2.16 μmol/(m2?s),下部叶片在上午的11:30达最大值,为1.46 μmol/(m2?s);不同部位叶片气孔导度日变化和蒸腾速率日变化与光合速率日变化趋势一致。总之,凤梨中部叶片的光能利用以及光合能力最强,且群体中叶片实际光合速率的大小不仅与光强的分布,而且与温室内各生态因子紧密相关。 相似文献
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不同氮素水平下双季稻株型与冠层内光截获特征研究 总被引：1，自引：0，他引：1
本文旨在阐明双季稻株型与冠层内光合有效辐射截获的时空分布特征。选用4个不同株型早、晚稻品种,设置4个不同施氮水平,系统观测其植株形态和冠层内光合有效辐射截获率(IPAR)的时空分布状况。结果表明,施氮水平对早、晚稻株高、穗长、叶长和叶基角均有显著影响,均表现为随施氮水平的增加而增大;早、晚稻孕穗期的分层叶面积指数(LAI)和向上累积LAI大于抽穗后12 d,分层LAI呈冠层中部大于上部和下部的分布特征,最大分层LAI出现在0.58相对高度处;冠层上中部分层LAI和向上累积LAI随施氮水平的增加而增大;向上累积LAI随相对高度呈S型曲线分布,可用Logistic方程定量描述(R~2 0.99);早、晚稻孕穗期的冠层IPAR大于抽穗后12 d,且随施氮水平的增加而增大,其日变化表现为正午较小,早晚较大;株型紧凑的早、晚稻品种,冠层IPAR低;冠层IPAR与向下累积LAI之间的关系可用方程IPAR=a (1-e~(-b×LAI))定量描述(R~2 0.88);冠层内IPAR的三维空间分布表现为冠层上中部水平面上IPAR较低,光斑变化大,冠层下部水平面上IPAR较高,光斑变化较平缓,同一冠层高度水平面上的IPAR呈不均匀分布。研究结果可为双季稻高产栽培及理想株型的优化设计提供支撑。 相似文献