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1.
盐池沙地不同土壤水分条件下沙柳的光响应研究 总被引：2，自引：0，他引：2
在半干旱的盐池沙区,运用Li-6400便携式光合测定系统,测定了3 a生沙柳在不同水分条件下叶片光合和蒸腾作用的光响应特性.结果表明;0～2 000μmol/(m2·s)PAR范围内,沙柳在土壤水分为2%,4%,8%,12%时的光饱和点分别为1 340,1 520,1 550和1 633 μmol/(m2·s),随土壤含水量的增大而增大;Tr随PAR的增高不断增大;最大Pn分别为8.7,9.1,9.47和19.52 μmol/(m2·s);维持较高的Pn,即净光合速率达到最大的80%时,最低光照强度均在500μmol/(m2·s)以上;既保证较高的光能利用效率又维持较高的水分利用效率的光强600～1 500 μmol/(m2·s).沙柳平均Pn随着土壤含水量的增大而增大,而平均WUE在土壤含水量为8%时达到最大值,因此,沙柳的光能利用效率和水分利用效率都比较好的SWC应该为8%左右. 相似文献
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《水土保持研究》2020,(3)
准确估算不同生态系统的土壤呼吸速率对全球碳循环研究具有重要意义。以高粱为研究对象,对生物炭添加和地膜覆盖处理下不同时期高粱的高光谱特征以及土壤呼吸速率进行了定期测定,基于高光谱和土壤呼吸数据建立了他们之间的定量关系,目的是为间接估算土壤呼吸提供方法。田间试验设对照(CK)、生物炭添加(B)、地膜覆盖(P)、生物炭添加+地膜覆盖(B+P)4个处理。结果表明:(1)与对照相比,地膜覆盖使土壤呼吸(R_s)显著增加(p0.05),添加生物炭后R_s没有明显变化,生长季R_s的平均值大小依次为:9.43μmol/(m~2·s)(B+P)8.88μmol/(m~2·s)(P)7.35μmol/(m~2·s)(B)6.68μmol/(m~2·s)(CK)。(2)不同生育期冠层近红外波段反射率表现为,拔节期B+P和P处理显著高于CK和B,但是抽穗期CK和B处理显著高于P和B+P,灌浆期和收获期4个处理之间没明显差异。(3)高粱冠层光谱反射率、一阶微分、光谱特征参数及已有的植被指数均与R_s呈显著相关,最大的相关系数可达0.80以上。(4)综合考虑模型的模拟精度和验证精度,估算高粱土壤呼吸的最佳模型为:R_s=1 666.3R'_(747)+1.332[(R~2=0.69,p0.01,RMSE=2.56μmol/(m~2·s)],其验证模型的R~2,RMSE,Slope分别为0.75,2.28μmol/(m~2·s),0.715 8。研究结果可为进一步开展区域农田土壤CO_2排放通量的无损监测提供借鉴。 相似文献
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基于夏玉米冠层内辐射分布的不同层叶面积指数模拟 总被引：1，自引：1，他引：1
为了模拟夏玉米冠层内各层叶面积指数垂直分布,光合有效辐射（photosynthetically active radiation, PAR）是研究作物群体光合作用和长势的重要特征参数,阐明冠层内PAR的垂直分布规律与冠层结构等参数之间的相关关系,可为遥感定量反演冠层结构参数提供模型基础。该文基于PAR在冠层内的辐射传输规律结合冠层结构模拟不同太阳高度角的PAR透过率垂直分布模型,并用地面冠层分析仪测量值进行验证,结果表明模型对封垄前玉米抽雄期冠层内PAR透过率垂直分布模拟精度较高。通过不同太阳高度角PAR透过率的垂直分布模型结合消光系数运用不同算法分别反演层叶面积指数（leaf area index, LAI）,并与不同高度层LAI实测值进行比较。结果显示：Bonhomme& Chartier算法反演不同高度层LAI精度较高,上层均方根误差（root mean square error,RMSE）为0.18,中层RMSE为0.55,下层RMSE为0.09。不同太阳高度角反演结果存在差异,30°和45°高度角均能较好地反演下层LAI,RMSE分别为0.11与0.09;30°高度角反演中层LAI精度较高,RMSE为0.30;45°高度角反演上层LAI精度较高,RMSE为0.18。结果表明基于不同太阳高度角构建的层LAI反演模型更适于实现夏玉米不同高度层LAI的遥感估算。该研究可为模拟垄行结构冠层内LAI垂直分布提供参考。 相似文献
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滴灌冬小麦不同施氮量下光合-气孔导度耦合模拟和验证 总被引：2，自引：2，他引：0
针对华北平原冬小麦田过量施氮(N)现象,构建和参数化不同施N量下光合-气孔导度耦合模型有利于理解降低施N量对作物产量影响的生理基础。该文于2013—2014年连续2个生长季在滴灌冬小麦田设置3种施N量:290、190和110 kg/hm2,开展了光合及相关生理因子的测定,确定了光合-气孔导度耦合模型关键参数。结果表明:最大羧化速率V_(cmax)在84.5~153.3μmol/(m2·s)之间变化,V_(cmax)与叶片N含量之间的可用线性关系来量化;最大电子传递速率J_(max)在156.5~236.2μmol/(m2·s)之间变化,二者比值在处理间差异不显著;推导光合模型和气孔导度Ball-Berry模型联立的解析解来求解耦合模型,能较好模拟光合速率日进程,对2次测定模拟的平均绝对误差分别为2.11和2.23μmol/(m2·s)。通过对环境因子及生理因子差异的综合分析,模型可用于模拟施N条件下的光合速率变化,从而为较准确地预测小麦产量奠定基础。 相似文献
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以涡度相关通量观测系统对山东禹城冬小麦农田碳通量进行11年(2003—2013年)连续观测,定义该11年内灌浆期日最高气温(Ta_max)的第95百分位数(30.58℃)为极端高温(EH)阈值。选择2004年和2012年中两个典型EH日和非极端高温(non-EH)日,对比分析EH对净生态系统生产力(NEP,白天)的影响特征与机理。结果表明:2004年EH日Ta_max比non-EH日高3.10℃,白天NEP总量低3.25 mg(CO2)?m?2?s?1,降低比率19.77%;2012年EH日Ta_max比non-EH日高3.17℃,白天NEP总量低6.04 mg(CO2)?m?2?s?1,降低比率19.17%。两年中,EH日与non-EH日的光合有效辐射(PAR)与NEP均呈显著二次曲线关系,但在PAR1 000μmol?m?2?s?1时段(该时段NEP总量占白天NEP总量的52.31%以上)则没有显著相关关系。随着PAR的增强,EH日和non-EH日的NEP差距有扩大趋势;在PAR1 000μmol?m?2?s?1时段,两者差异显著。无论全天还是仅PAR1 000μmol?m?2?s?1时段,空气相对湿度(RH)与NEP均没有显著相关关系。在4个观测日中,0~20 cm土壤含水量(SWC)均为田间持水量的80%左右,在冬小麦灌浆期适宜的土壤含水量范围内,对冠层碳同化无抑制作用。从全天看,EH日和non-EH日的气温(Ta)与NEP相关性均不显著,但在PAR1 000μmol?m?2?s?1时段,Ta与NEP则有显著负相关关系,Ta上升1℃,NEP降低7.28%~9.53%(2004年)和6.94%~10.42%(2012年)。因此华北平原冬小麦灌浆期极端高温(30.58℃)对冠层碳同化有显著抑制作用,在EH日,Ta对NEP抑制的贡献率为59%~83%,Ta升高1℃,白天NEP总量降低6.05%~6.37%。 相似文献
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运用开放式气体交换LI-6400便携式光合作用测定系统,测定了自然条件下黄土丘陵区翻白草(Potentilladiscolor Bunge)的光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Cs)及其光响应曲线.(1)翻白草净Pn日进程呈"单谷"型曲线,在早晨800,Pn为全天最大值14.91μmol/(m2·s);至1400,Pn降到最小值0.13 μmol/(m2·s),植物进入"午休"状态.(2)翻白草的光补偿点为51.4μmol/(m2·s),光饱和点为527μmol/(m2·s),表观量子效率为0.056 6,说明翻白草属于典型的阳生植物.(3)在光响应过程中,随着有效光辐射强度(RPA)的增强,翻白草的蒸腾速率(Tr)一直处于上升趋势,与Gs变化趋势完全一致,二者呈指数关系.翻白草WUE随RPA的增强呈抛物线状变化,在初始阶段,WUE增加较快,RPA为800 μmol/(m2·s)时,WUE达到最大值4.68 mmol/mol之后,WUE开始逐渐降低,但是变化较小. 相似文献
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为探索头花蓼(Polygonum capitatum)对林下光照环境变化的适应性,研究了种植于针阔混交林下的林窗(FG,Forest gap)、林荫(FC,Forest canopy)、林窗-林荫过渡区(FT,Forest transition zone)3种光照生境下的头花蓼光合特性和叶绿素荧光参数,并分析了其对光强变化的响应。结果表明:3种生境的头花蓼表观量子效率(AQY)以FG(0.028)和FC(0.023)较高,FT(0.019)最低。各生境间的光补偿点相差不大(35.00~66.77μmol/(m~2·s)),植株的光饱和点表现为FG生境(808.45μmol/(m~2·s))远小于FT(1 201.43μmol/(m~2·s))和FC(1 780.42μmol/(m~2·s)),最大净光合速率表现为FG(6.24μmol/(m~2·s))低于FT(8.86μmol/(m~2·s))和FC(13.72μmol/(m~2·s)),暗呼吸速率为FG(1.97μmol/(m~2·s))高于FT(0.80μmol/(m~2·s))和FC(1.67μmol/(m~2·s))。FC生境的头花蓼叶片光系统Ⅱ(PSⅡ)的最大光化学效率(Fv/Fm,0.803)和潜在光化学(Fv/F0,4.08)均高于FG(0.801,0.402)和FT(0.785,3.65)。林下头花蓼PSⅡ光化学效率(φPSⅡ)、光化学淬灭系数(qP)随光强增加而下降,但电子传递速率(ETR)和非光化学淬灭(NPQ)则随光强增加而增大。林下头花蓼通过降低暗呼吸速率、提高净合速率和光化学效率等途径来适应林下弱光环境,同时在强光下以降低qP和增加NPQ途径来避免强光损伤,具有较强的光照适应性。 相似文献
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在山西省方山县,采用人工控制土壤水分方法,利用模拟光源研究了白榆苗6个土壤水分水平的净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)和瞬时水分利用率随光辐射(I)增强的变化规律。结果表明:白榆叶片的Pn、水分利用率在I较低时〔大约0~1500μmol/(m2.s)〕,随I的增强而增大,当I进一步增强,白榆的Pn和水分利用率呈下降趋势;而白榆叶片的Tr在无水分胁迫情况下,始终随I的增强而增大。通过6个土壤梯度水分的比较得出:随土壤水分增加,白榆Pn、Tr和水分利用率的变化趋势先增大后减小。在土壤含水量为5.34%~21.76%时,白榆的光饱和点为750~1542μmol/(m2.s),光补偿点为85~35μmol/(m2.s),由光饱和点对应最大净光合速率为1.28~12.80μmol(CO2)/(m2.s)。 相似文献
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使用西安浐灞生态区2011年4-10月(世园会期间)光合有效辐射PAR及邻近气象站观测资料,应用气候统计方法分析探讨了该地的PAR、光合有效辐射系数ηQ的基本变化特征及形成原因.主要结论有:4-10月西安世园会址的PAR为5 095.2 mol/m2,平均月、日总量分别为727.9 mol/m2,23.8 mol/(m2·d);PAR总量夏季大于春季,春季明显大于秋季,原因为罕见秋霖;PAR的日变化为中午大,早晚小,且春、夏季明显高于秋季,晴天日多为500～600 mol/m2,阴天日多为200～300 mol/m2.ηQ具有明显的月份和季节变化特征,拟合曲线呈双峰型,7月和10月为峰值月,5月和9月为谷值月;ηQ值夏季最大,秋季次之,春季最小;ηQ日变化特点为阴天日明显高于晴天日,二者平均相差0.47 mol/MJ.最后提出了适合西安的ηQ气候学经验计算公式. 相似文献
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In this study, the angular transmittances over the photosynthetically active radiation (PAR) range of two types of glass (single glass (SG) and low emissivity glass (LEG)) and three types of plastic films (low density polyethylene (LDPE), anti-drop condensation polyethylene (ADCPE) and photoselective diffusive polyethylene (DPE)) were determined experimentally in the laboratory. The measurements were performed on dry as well as on condensate covered materials, since condensate frequently occurs on a greenhouse cladding material. Based on the angular measurements, the transmittance of diffuse PAR incident on a 25° inclined slab was calculated. For the dry state, it was found that the PAR transmittance decreased with increasing photoselectivity of the materials. When covered with condensate, the PAR transmittance of the glass plates was only reduced at incidence angles higher than 15° by at most 20% on a relative scale, while the transmittance of non-anti-drop condensation films was especially reduced at small angles of incidence by at most 25%. Due to the addition of anti-drop condensation agents to a plastic film, the PAR transmittance of the film was not affected by the condensate and, therefore, showed the highest PAR transmittance in the wet state. For the photoselective cladding materials, the spectral dependency of the transmittance was only slightly changed by the condensate. 相似文献
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2005年7月19日-2006年9月30日,在河北栾城对太阳辐射包括光合有效辐射QPAR、可见光辐射QVIS、总辐射Q等气象参数开展了4次综合观测,初步得到了QPAR、QVIS等的变化特征。观测表明,小时累计之比QPAR/Q、QVIS/Q、QPAR/QVIS相对稳定,其平均值分别为1.94mol.MJ-1、0.39、4.95mol.MJ-1,同时它们均表现出明显的日、逐日、季节变化特征,并受到水汽、气溶胶、云等因素的影响。建立了计算实际天气QPAR、QVIS小时累计的经验公式及QPAR与QVIS转换关系式,计算值与观测值均吻合较好。在考虑水汽和散射因子时,QPAR、QVIS计算值与观测值的相对偏差分别为14.4%、13.9%;限于资料缺乏,也可仅考虑水汽因子的作用,此时QPAR、QVIS的相对偏差分别为15.2%、14.2%。利用比值法计算QPAR、QVIS时,水汽因子具有重要作用,气溶胶因子的作用远弱于水汽因子,但仍需要考虑。 相似文献
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逐日太阳辐射的模拟计算 总被引：25，自引：2，他引：25
在分析国内外太阳辐射估算方法的基础上,建立了一种简单实用、易操作的模拟逐日太阳辐射的方法,仅需要输入站点的日照时数和地理信息。对我国不同区域9个代表站点的模拟结果与实际观测结果进行比较与统计检验,结果表明:模拟值与实测值之间相关显著(相关系数为0.81~0.93),模拟得到的晴空辐射值与多年实际观测最大值基本一致。该模拟方法的平均误差为16.5%,平均偏差、平均绝对偏差和均方根偏差分别为0.77、2.09和2.65MJ.m-2.d-1。但此方法对于特定环境区域的模拟参数还需调整。 相似文献
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Mohammad Valipour 《Archives of Agronomy and Soil Science》2013,59(5):679-694
This study aims to assess radiation-based models versus the FAO Penman–Monteith (FPM) model to determine the best model using linear regression under different weather conditions. The reference evapotranspiration was estimated using 22 radiation-based methods and was compared with the FPM. The results showed that the Stephens method estimates the reference evapotranspiration better than other methods in the most provinces of Iran (nine provinces). However, the values of R2 were more than 0.9930 for 24 provinces of Iran. The radiation-based methods estimated the reference evapotranspiration near the Caspian Sea better than other regions. The most precise methods were the Berengena–Gavilan, Modified Priestley–Taylor, and Priestley–Taylor methods for the provinces ES (center of Iran), GI and GO (north of Iran) and the Stephens–Stewart method for IL (west of Iran). Finally, a list of the best performance of each method has been presented to use other regions and next research steps according to the values of mean, maximum, and minimum temperature, relative humidity, solar radiation, elevation, sunshine, and wind speed. The best weather conditions to use radiation-based equations are 23.6–24.6 MJ m?2 day?1, 12–20°C, 18–24°C, 5–13°C, and <180 hour month?1 for solar radiation, mean, maximum, and minimum temperature, and sunshine, respectively. 相似文献
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Joe H. Sullivan Dennis C. Gitz Michael S. Peek Andrew J. McElrone 《Agricultural and Forest Meteorology》2003,120(1-4):219
Quantitative changes in foliar chemistry in response to UV-B radiation are frequently reported but less is known about the qualitative changes in putative UV-screening compounds. It has also not been conclusively shown whether qualitative differences in screening compounds or differences in localization patterns influence the sensitivity of plants to damage from UV-B radiation and there is some question as to whether differences in the amounts of soluble screening compounds correlate with physiological sensitivity to UV-B radiation. This study represents the first part of a multiple-year study designed to answer the above questions. In this study we evaluated whether differences in soluble UV-screening compounds were linked with possible effects on gas exchange and photosynthetic carbon assimilation. Branches of mature trees of sweet gum (Liquidambar styraciflua), tulip poplar (Liriodendron tulipifera) and red maple (Acer rubrum) were exposed to supplemental levels of UV-B radiation over three growing seasons. Controls for UV-A were also measured by exposing branches to supplemental UV-A only and additional branches not irradiated were also used for controls. These species demonstrated differing levels of screening compounds with poplar being the most responsive in terms of epidermal accumulation of phenolics. These were separately identified as flavonols, chlorogenic acid and hydroxycinnamates (HCAs). Red maple had the highest levels of constitutive UV-absorbing compounds but these showed little response to supplemental UV-B radiation. Leaf area was marginally influenced by UV exposure level with both UV-A and UV-B tending to reduce leaf area in red maple and poplar and increase it in sweet gum, when averaged over the 3-year period. Assimilation was generally not reduced by UV-B radiation in these species and was enhanced in red maple by both UV-B and UV-A and by UV-A in sweet gum. These findings are consistent with a hypothesis that epidermal attenuation of UV-B would only be reduced in poplar, which accumulated the additional epidermal screening compounds. It is possible that photosynthetic efficiency was enhanced in red maple by the increased absorption of blue light within the mesophyll due to elevated levels of HCAs. Stomatal conductance was generally reduced and this led to an increase in water use efficiency (WUE) in red maple and poplar. Since few detrimental effects of supplemental UV-B were observed, these results suggest that these tree species utilized a range of UV-screening compounds and deposition patterns to achieve UV-B tolerance and further, that subtle responses to UV-B could have ecological significance in the absence of reduced productivity or photosynthetic efficiency. 相似文献
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低能氮离子束与UV-B增强对水稻光合及蒸腾速率的影响 总被引：2，自引：0，他引：2
为进一步探索缓解增强UV-B辐射对植物光合系统损伤效应的方法,该文研究了在3种不同剂量低能氮离子束的作用下,增强UV-B辐射对水稻光合作用日变化以及光合色素含量的影响。结果表明,增强UV-B辐射(16.46 kJ/m2·d)降低了水稻孕穗前期叶片的净光合率（Pn)、蒸腾速率（Tr）、气孔导度（Gs）、胞间CO2浓度（Ci）以及叶绿素a（Chla）和叶绿素b（Chlb）的含量,而提高了水分利用率（WUE)、类胡萝卜素的含量以及叶绿素a与b（Chla/Chlb）的值。与单独增强UV-B辐射处理相比,剂量为3.0×1017 N＋/cm2的低能氮离子束和增强UV-B辐射复合处理显著的提高了Pn、Tr、Gs、Ci以及光合色素含量等指标。因此,剂量为3.0×1017 N＋/cm2的低能氮离子束处理可能缓解了增强UV-B辐射对水稻造成的损伤。研究结果可为深入探索离子束生物技术和多种诱变源对水稻生理特性的综合效应提供参考。 相似文献
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基于DEM模型,探讨了在受到自身地形遮挡和周围地形遮挡综合影响下北京西部山区太阳实际直接辐射分布的计算问题,并对研究区的太阳直接辐射分布进行了分析。分析结果认为,复杂地形条件下山区太阳直接辐射分布受多种地形因素共同影响。随着坡向由阴坡转为阳坡、坡度由小变大,太阳直接辐射量最大值逐渐增大,但在15°～20°坡度处,太阳直接辐射量开始下降。在1275～1475 m海拔间太阳直接辐射的平均值最小,之后随海拔的升高和降低,其平均值向两边均逐渐增大,海拔在1075 m以下,平均值差异不明显。研究区直接辐射量的最大值出现在坡度为10°～15°、坡向为-67.5°～67.5°的坡面上,低值区出现在坡度为35°～40°、坡向为112.5°～247.5°的坡面上。该试验采用的方法通用性较好,原则上适用于一切复杂地形太阳直接辐射计算。 相似文献