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古尔班通古特沙漠南缘地下水深埋区幼龄梭梭春夏季土壤水分利用动态 总被引：2，自引：1，他引：1
梭梭是古尔班通古特沙漠的建群种,为研究梭梭水分利用特征及季节变化,于2014年5月和7月利用稳定性同位素技术测量幼龄梭梭小枝木质部水、冠下0—400cm不同土层土壤水δ18 O值,采用直接对比法、平均深度模型以及Iso-Source模型对幼龄梭梭春夏季的水分来源进行分析。结果表明:幼龄梭梭冠下0—70cm土壤含水量5月显著高于7月,70cm及以下土层土壤含水量5月、7月相差不大;表层土壤水δ18 O值变化较大,5月表层土壤水δ18 O值与7月相比显著偏小;5月各土层土壤水δ18 O值变化复杂,7月各土层土壤水δ18 O值变化单一,随深度增加逐渐减小;幼龄梭梭5月主要利用0—50cm土层的土壤水,利用比例达67.5%,7月主要利用250—400cm土层的土壤水,利用比例达94.2%。 相似文献
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干旱绿洲区3种典型农田防护林的水分来源 总被引：1，自引：0，他引：1
[目的]研究对农田有重要防护作用的农田防护林在农田节水灌溉模式下的水分利用机制,为本地区农田和农田防护林的优化灌溉提供参考。[方法]利用稳定氧同位素(δ~(18) O)研究干旱绿洲区常见农田防护林胡杨(Populus euphratica)、沙枣(Elaeagnus angustifolia)和榆树(Ulmus pumila)在农田节水灌溉模式下的水分利用机制,根据直接判断法、IsoSource模型和吸水深度模型3种方法对结果进行了对比分析。[结果]不同时间,不同树种防护林水分利用来源不同。其中4月胡杨主要使用10—20cm的浅层土壤水,贡献率为83.3%;沙枣主要使用80—120cm和120—160cm的深层土壤水,其贡献率分别为50.6%和16.9%;榆树主要使用50—300cm的深层土壤水和地下水,累计贡献率为82.5%;5月胡杨主要利用浅层0—30cm的土壤水,贡献率为57.1%;沙枣和榆树转而利用表层0—10cm的土壤水,其贡献率分别为50.8%和52.7%;6月胡杨利用0—20cm浅层土壤水和地下水,贡献率分别为38.7%和10.5%;沙枣有76.9%的水分来源于10—20cm的浅层土壤;榆树主要水分来源中有49.1%来自于0—80cm,另有12.3%来自于地下水。同时研究得出胡杨4—6月的平均吸水深度分别为18,28,25cm,沙枣的平均吸水深度分别为118,37,34cm;榆树的平均吸水深度分别为95,37,29cm。[结论]选择农田防护林树种时,在保证防护林防护效益的同时,应选择搭配以深层土壤水或地下水为主要水分来源的种类,从而更加高效地发挥农田防护林的防护作用。 相似文献
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黑河下游荒漠河岸林植物水分利用关系研究 总被引：2，自引：0，他引：2
本文分析了荒漠河岸林植物水分来源,辨明不同植物种的水分利用关系。根据植物水分来源的空间差异,探讨植物种间关系,为荒漠河岸林生态建设中的物种选择和搭配提供依据,避免物种间因水分利用而过激竞争。结合对黑河下游植物胡杨、柽柳、苦豆子、黑刺、花花柴、骆驼蓬的木质部水及其潜在水源——土壤水和地下水的稳定氧同位素组成(δD、δ18O)测定分析,应用"同位素质量守恒多元"分析方法,探讨了不同潜在水源对植物的贡献。结果表明:1不同种类植物木质部δD、δ18O值不同,表明不同种类植物的吸水深度不同,胡杨(幼苗)主要利用0~20 cm的土壤水,柽柳主要吸收200~300 cm的深层土壤水,黑刺主要利用0~20 cm的土壤水,花花柴的主要吸水层位为50~100 cm,骆驼蓬的主要吸水层位为0~20 cm,而苦豆子主要利用0~5 cm的土壤水。2不同潜在水源对植物的贡献率因植物种类不同而异,草本植物主要利用浅层土壤水,灌木因植物种类不同,水分来源有差异,而乔木胡杨(幼苗)主要利用浅层土壤水;3根据试验结果,黑河下游胡杨(幼苗)与黑刺、骆驼蓬之间水分利用存在竞争关系,胡杨(幼苗)、柽柳与其他物种之间水分利用可能存在协助关系。4蒸发是导致黑河下游土壤水分中氢、氧稳定性同位素富集的主要原因;但随深度加大,土壤水受地下水的影响加大,稳定同位素值也相应发生改变。 相似文献
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旨在揭示亚热带湿润地区不同植物水分利用来源和了解区域森林系统水文循环过程,以长沙地区典型常绿植物樟树、刺杉和野茶花为研究对象,利用稳定同位素技术及Iso-source混合模型定量分析不同植物水分利用特征及其对降水的响应。结果表明:在2018年9月至2019年2月的观测期内,0-10 cm土壤水中δD与降水中δD的变化趋势基本一致,均随时间变化逐渐偏正。随深度的增加,土壤水中δD受降水影响的程度逐渐减小并趋于稳定。在9-11月,3种植物对降水响应程度低,植物茎杆水中δD并未随降水中δD表现出明显偏正的趋势,在12月至翌年2月,3种植物对降水响应明显,植物茎杆水中δD与降水中δD变化趋势一致。观测期内3种植物水分利用深度均随时间变化由深变浅。在9月,3种植物主要利用60-100 cm土壤水,利用比例均超过65%。在10-11月,3种植物水分利用状况存在显著差异,樟树对0-10,10-20,20-60,60-100 cm 4个土层的水分利用较均匀,利用比例分别为28.2%,23.5%,22.0%,26.3%;刺杉主要利用0-10,60-100 cm土壤水,利用比例分别为56.4%和22.2%;林外野茶花主要利用0-20 cm浅层土壤水,利用比例为67.4%。在12月至翌年2月,3种植物主要利用0-10 cm土壤水,利用比例均在70%以上。 相似文献
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为探讨气候变化下灌草群落中主要植物水分来源差异及动态变化。以黄土高原典型自然恢复植物(油蒿、苜蓿与藜)为研究对象,通过减少自然降水的15%(中度干旱)与30%(极端干旱)来控制干旱程度,研究植物水分利用来源与生长对干旱胁迫的响应特征。将植被群落潜在水源划分为浅层(0—20 cm)、中层(20—60 cm)与深层(60—120 cm)土壤水,采用稳定水同位素技术与MixSIAR模型定量分析不同干旱胁迫程度(减雨30%、减雨15%与对照)下植被根系水分吸收特征。结果表明：(1)土壤水与植物水中稳定氢氧同位素值(δD和δ18O)均位于当地大气降水线的右下方,说明土壤水同位素受蒸发影响发生富集;(2)3种典型植物在遭遇干旱胁迫时,其水分利用来源均可灵活转换于不同土层之间,呈浅层土壤水分利用比例减少,中层与深层土壤水分利用比例增加的规律,且随干旱胁迫程度增大愈加明显;(3)不同植被响应干旱胁迫的水分利用策略不同,平地,减雨30%、减雨15%及CK处理下油蒿均主要利用浅层土壤水(贡献率分别为48.2%,52.7%,57.6%),而藜分别主要利用来自中层(43.5%)、浅层(4... 相似文献
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毛乌素沙地圪丑沟小流域沙柳水分利用来源研究 总被引：1，自引：1，他引：0
为探究毛乌素沙地典型治沙植物根系吸水来源及其影响因素,通过测定毛乌素沙地圪丑沟小流域沙柳(Salix psammophila)(18~20年)木质部水及其各种潜在水源(降水、土壤水和地下水)的氢氧同位素组成(δD和δ18 O),利用多元线性混合模型(IsoSource)研究沙柳水分来源的季节变化特征及其影响因素。结果表明,监测期间(6-11月)沙柳木质部水、降水、土壤水和地下水的δD值变化范围分别为-82.41‰~-52.91‰,-144.81‰~-6.60‰,-96.94‰~-42.65‰和-86.42‰~-71.82‰,δ18 O值变化范围分别为-10.77‰~-7.29‰,-18.86‰~-2.07‰,-12.85‰~-0.79‰和-10.86‰~-9.74‰。雨季(7-9月)降雨量和土壤含水量分别高于旱季(6,10,11月)24.80~90.10 mm和0.95%~1.84%,但6-9月地下水位却低于10-11月2~7 cm。沙柳根系在旱季6月主要利用深层土壤水(>200 cm)(33.70%)和地下水(26.20%),雨季(7-9月)逐渐转变为以吸收浅层土壤水(<200 cm)为主(50.70%~54.00%),10-11月由于气温降低、降水减少及沙柳生命活动减弱,浅层土壤水(<200 cm)对沙柳根系吸水的贡献高于雨季(7-9月)35.20%~40.00%,而地下水对沙柳根系吸水的贡献显著降低(<5.00%)。因此,沙柳根系对于毛乌素沙地季节性干旱具有较强的适应和调节能力,其吸水来源随降雨量、土壤含水量和地下水位季节波动而变化。 相似文献
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桂西北喀斯特坡地不同演替阶段典型植物碳同位素组成差异 总被引：1，自引：0，他引：1
通过测定9种典型植物的叶片δ13C值,比较了桂西北喀斯特坡地不同植被演替阶段(灌草丛、灌丛、次生林)植物叶片δ13C值的差异及其季节变化。结果表明,雨季(2009年7月)3个演替阶段间整体植物叶片δ13C值无显著差异;旱季(2009年11月)灌丛植物叶片δ13C值显著高于次生林(P0.05),且高于灌草丛,但差异不显著;灌草丛与次生林植物叶片δ13C值相近。以生活型分类分析,旱季乔木植物叶片δ13C值在3个演替阶段差异不显著,灌木和草本叶片δ13C值为灌丛高于次生林,且差异接近显著水平(P分别为0.063和0.074)。旱季和雨季对比中,灌丛植物叶片δ13C值旱季显著高于雨季(P0.05),灌草丛、次生林的旱季和雨季对比差异不显著。3个演替阶段的乔木叶片δ13C值旱季与雨季差异均不显著,灌丛阶段的草本植物和灌草丛阶段的灌木植物叶片δ13C值旱季显著高于雨季。说明季节性降雨变化对灌丛植物水分利用效率的影响大于对灌草地和次生林的影响,这主要是通过影响灌木和草本植物叶片δ13C值实现的。 相似文献
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以古尔班通古特沙漠西南缘荒漠—绿洲过渡带的多枝柽柳(Tamarix ramosissima)和白梭梭(Haloxylon persicum)为研究对象,通过分析植物木质部水与各潜在水源的δ18O值,结合MixSIAR模型,解析不同群落中多枝柽柳和白梭梭的水分来源及对各水源的利用比例。结果表明:(1)多枝柽柳和白梭梭灌丛下0—60 cm土层土壤δ18O值变化幅度较大,随土层深度的增加δ18O值趋于稳定,说明表层土壤受外界环境影响较大。(2)在多枝柽柳和白梭梭共生群落中,多枝柽柳在整个生长季主要利用300—500 cm土层土壤水,而白梭梭在春、秋季主要利用60 cm土层以下土壤水,且对各层土壤水的利用较为均匀,夏季主要获取0—60 cm土层土壤水,且利用比例高达88.0%。表明多枝柽柳和白梭梭水分利用策略存在水文生态位的分离,有利于其在水分亏缺的条件下合理利用有限的水资源;多枝柽柳在单一群落和共生群落中具有相似的水分利用来源,主要获取稳定的深层土壤水,反映出多枝柽柳根系吸水对外界环境的波动不敏感,无明显的季节性耗水变化。(3)单一白梭梭群落在春季对各层土壤水的利用较为均匀,夏季主要吸收300—500 cm土层土壤水,利用比例高达76.4%,而秋季主要利用60—300 cm土层土壤水。人工白梭梭群落在春、夏季主要利用0—60 cm土层土壤水,贡献率分别为64.2%,80.6%;而秋季主要吸收120—300 cm土层土壤水,利用比例高达93.9%。表明自然生长的白梭梭具有相对较宽的水源范围,反映出其对干旱环境较强的适应能力;而人工种植的白梭梭则对降水敏感,在水分利用方面表现出机会主义特性。 相似文献
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亚热带湿润区樟树吸水的土层来源及研究方法对比 总被引：1，自引：0，他引：1
以长沙地区针阔混交林内的樟树为对象,基于2017年3月至2019年9月降水、土壤水和樟树茎杆水稳定同位素观测数据,利用直接比较法、水线法(δ~2H和δ~(18)O的线性关系)、Iso-Source模型和MixSIR模型,分析了樟树吸收水分的土层来源的季节变化,并比较4种方法的优缺点,旨在为植物水分利用来源研究提供新思路。结果表明:在判别樟树吸收水分的土层来源中,4种方法的判别结果基本一致。观测期内,樟树吸水层位存在明显季节变化。在2017年3—6月、2017年10月至2018年6月、2018年10月至2019年6月的湿润期,樟树分别主要利用0—20,0—40,0—20 cm土层的土壤水。在2017年、2018年、2019年的干旱期(7—9月),樟树分别主要利用20—60,0—60,60—100 cm土层的土壤水。在各层土壤水稳定同位素组成不存在明显差异时,水线法可很好地揭示樟树吸收水分的土层来源,而其他方法均无法判别樟树吸水层位。Iso-Source模型分别基于δ~2H和δ~(18)O计算得到的樟树主要吸水层位及其利用比例均存在一定差异,相比之下,MixSIR模型分别根据δ~2H和δ~(18)O计算得到的樟树主要吸水层位基本一致,且利用比例较接近。综上,在植物水分利用来源的定性判别中,适宜将直接比较法和水线法相结合进行分析;而在植物水分利用来源的定量研究中,MixSIR模型较Iso-Source模型更优。 相似文献
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基于同位素分析研究山东禹城夏玉米水分来源 总被引：4，自引：2，他引：2
以2016年山东省禹城市夏玉米为研究对象,通过测定分析不同生长期内降水、土壤水、植物水、地下水、地表水的稳定氢氧同位素值,并利用直接对比法和多元线性混合模型,分析不同水源对夏玉米不同生长期贡献率,进而研究其水分来源。结果表明:禹城市大气降水线方程为δD=7.80δ18 O+8.61,其斜率和截距均小于全球大气降水线方程,表明降水在降落过程存在蒸发富集过程。夏玉米不同生长期水分来源存在差异,出苗期由于土壤含水量较低,植物主要利用浅层地下水且利用率为89.6%;拔节期降雨量丰富,夏玉米主要利用0—10cm表层土壤水,利用率为85.8%;抽穗期夏玉米主要利用10—60cm土壤水,利用率达62.9%;生长到灌浆期,根系分布在较深土层且20—100cm土壤含水量稳定,夏玉米主要利用20—100cm土壤水,利用率为69.7%;成熟期植物主要利用大于60cm的深层土壤水,利用率达96.1%,此时期土壤含水量较低且根系分布可达深层土壤。 相似文献
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我国北方地区石灰性土壤上缺锌与干旱限制因子同时存在,影响作物生长和产量提高。本文综述了干旱胁迫影响土壤锌的有效性和植物对锌吸收利用的可能机制:土壤中锌不同形态间的转化与化学行为、根际土壤中锌的移动性、植物根系形态和生理反应、植物体内锌的运输以及植株对锌的需求等在水分胁迫下都可能发生变化。植物锌营养状况可能与植物气孔开闭、活性氧代谢和基因转录因子-锌指蛋白的形成等关系密切,从而影响植物对水分的吸收利用和对干旱胁迫的适应。 相似文献
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在土培条件下,对地锦(Parthenocissus tricuspidata)、五叶地锦(Parthenocissus quinquefolia)、扶芳藤(Euonymus fortunei)、树莓(Rubus idaeus)等4种藤蔓植物幼苗的生理指标作了测定。结果表明,4种幼苗的净光合速率日进程、蒸腾速率日进程和水分利用效率日进程均呈明显的单峰曲线。净光合速率相比较,扶芳藤>树莓>五叶地锦>地锦;蒸腾速率相比较,树莓>扶芳藤>五叶地锦>地锦。地锦、五叶地锦、扶芳藤、树莓4种幼苗的光饱和点均在1300μmolm-2s-1以上,光补偿点分别为414、15、0和80μmolm-2s-1,CO2补偿点分别为120、152、1251、14μmolmol-1,地锦和五叶地锦CO2饱和点分别为600、800μmolmol-1,扶芳藤和树莓均在1200μmolmol-1以上。4种幼苗的叶绿素含量相比较,树莓>扶芳藤>地锦>五叶地锦,叶绿素a/b值、叶绿素总含量、最大光合速率三者之间没有关联。 相似文献
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中国用水结构发展态势与节水对策分析 总被引：29，自引：11，他引：29
在分析中国用水结构与发展态势的基础上,进一步剖析了中国用水现状与节水工作中存在的主要问题,据此提出了在中国必须实施综合节水的战略构思,并就如何实施综合节水提出了若干对策与建议。得出如下主要结论:①近期我国年供水量将基本维持在5 600亿m3,不会有过大的增长;我国农业年用水量将基本控制在4 000亿m3左右,但必须满足16亿人口的食物安全需要。②农业、工业、生活用水比重在近期内将基本维持在7∶2∶1的水平,其发展态势为农业用水的比重逐渐降低,而工业、生活用水比重逐渐增加,2030年农业用水比重有可能降低到60%。③农业、工业、生活节水并重,实施综合节水战略;农业节水属战略性节水,国家应给予一定扶持,不必过分追求经济效益,但需建立符合国情的节水农业技术体系和配套的政策体系;工业节水、生活节水属效益节水,应以降低万元产值用水量,提高水的重复利用率为目标,依靠现代科学技术,水价政策调控与法律法规手段强制实施,并努力赶超国际先进水平。④科技节水、产业节水、政策节水实质性溶合,以科技节水为引导和支撑,以产业节水为主要内容,以政策节水作为保障条件,建立节水型社会。 相似文献
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《Communications in Soil Science and Plant Analysis》2012,43(6):427-441
Abstract Tomato plants (cv. VF145 B 7879) were grown in a greenhouse by the water culture technique with six levels of K nutrition. The absorptions of Na, Ca, and Mg were not affected greatly by the K nutritional status of the intact tomato plants, except when the plants were extremely K deficient. The rates of absorption by the intact plants were slow initially when the plants were small, and then increased rapidly as the growth rates increased. At the onset of K deficiency, the rate of growth and water use by the tomato plant decreased. A linear function of water use and plant size was obtained, indicating that water use was a function of plant size and hence a function of the plant's nutritional status. Waterlogging, simulated by aeration cut‐off of the culture solution for two days, had only a small effect on water use, but concurrently interrupted the absorption of K, Ca, and Mg. 相似文献
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Dinesh Jinger Shiva Dhar Anchal Dass V. K. Sharma Livleen Shukla Manoj Parihar 《Communications in Soil Science and Plant Analysis》2020,51(16):2147-2162
ABSTRACT The experiments were conducted to evaluate the effects of silicon (Si) and phosphorus (P) application on crop productivity, grain quality, water-use efficiency (WUE), and soil enzyme activity in aerobic rice (AR) at Indian Agricultural Research Institute, New Delhi, India. Four levels each of Si (0, 40, 80, and 120 kg Si ha–1) and P (0, 30, 60, and 90 kg P2O5 ha–1) were tested in a factorial randomized block design (FRBD) replicated thrice. The growth, yield and quality of AR were enhanced with increasing Si and P application rates and a similar trend was observed for WUE and soil enzyme activity. The highest grain yield of AR was recorded with 120 kg Si and 90 kg P2O5 ha–1 followed by 80 kg Si and 60 kg P2O5 ha–1 and the lowest in control. The grain, straw yield and water productivity increased by 10–40%, 5–30%, and 10.2–39%, respectively in different treatments over control. Though, all studied parameters showed increment with increasing dose of Si and P; however 60 kg P2O5 and 80 kg Si ha–1 were statistically superior to their other respective doses. In conclusion, supplementation of Si and P fertilizers substantially increased the AR productivity in Trans-Gangetic plains of India (Figure 1). 相似文献
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负压控水下不同株型玉米水分利用效率和产量的盆栽试验 总被引：6，自引：4，他引：2
干旱胁迫研究中的难点之一在于减少土壤水分波动对试验结果的影响。该研究采用负压供水盆栽装置,通过调节供水负压值精确控制土壤含水率,模拟土壤干旱胁迫,研究比较3种胁迫程度(无胁迫CK、轻度和重度胁迫)、2个胁迫时期(苗期、吐丝期)对不同株型玉米(小株型CF1002和大株型CF3330)的水分利用效率、生物量和产量的影响,旨在分析2种株型夏玉米对不同时期、程度干旱胁迫的响应差异。结果表明:随着苗期胁迫程度加重,CF1002的水分利用效率(water use efficiency,WUE)从3.24增至3.43,而CF3330的WUE从3.70降至3.25。吐丝期轻度干旱胁迫后CF1002和CF3330的WUE较CK分别降低2.7%和24.4%,吐丝期重度胁迫后,CF1002和CF3330的WUE较CK分别降低17.4%和57.1%。与CK相比,吐丝期轻度和重度干旱胁迫使小株型和大株型玉米胁迫期耗水量下降61.3%和62.5%,灌浆中期光合速率下降22.9%和54.3%,成熟期地上部干物质质量减少24.8%和38.0%,最终减产47.9%和71.5%,以上指标大株型玉米的降幅大于小株型玉米。在生育中后期,大株型玉米光合生产和蒸腾作用更易受干旱胁迫抑制,使物质生产和积累减少,水分消耗大幅下降。针对不同株型玉米在生育后期采用不同的水分管理策略有助于降低干旱造成的损失。 相似文献
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皇甫川流域人工杨树林地的生理生态用水 总被引：5，自引：0，他引：5
植物群落生理生态用水包括生理用水和生态用水。认为植物蒸腾耗水既属于生理用水也属于生态用水,具有两重性。人工杨树林地主要建群树种的蒸腾速率日均值按大小顺序为:沙柳>小叶杨>中间锦鸡儿。林地生态用水包括林地群落蒸散量与土壤贮水量。2001年7～8月皇甫川人工杨树林地生态用水量达142mm,林地蒸散量为99mm,同期降雨量181mm,虽然有82mm的降水用于土壤水分补偿,但由于降雨集中于生长季后期,即较大降雨发生在野外观测之后,所以实验观测结果是一组难得的连年干旱期的生理生态用水数据。 相似文献
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为探究水分利用效率(WUE)对生态系统水循环和碳循环相互作用的影响,本研究利用光合作用对光响应的机理模型构建内禀水分利用效率模型和瞬时水分利用效率模型,并利用2个模型拟合大豆叶片的内禀水分利用效率(WUEi)和瞬时水分利用效率(WUEinst)。结果表明,瞬时水分利用效率随着CO2浓度的增加而增大;内禀水分利用效率则不存在明显的变化规律。CO2浓度为600 μmol·mol-1时的最大瞬时水分利用效率和最大内禀水分利用效率分别是300 μmol·mol-1CO2下的2.82倍和1.94倍。将内禀水分利用效率和瞬时水分利用效率换算成相同的单位(如μmol CO2·mol -1 H2O或μmol CO2·mmol-1 H2O),后者是前者的39倍,甚至更多。综上所述,利用瞬时水分利用效率能更真实地反映出大豆叶片的水分利用效率。本研究为定量研究植物叶片水分利用效率的变化规律提供了数学工具。 相似文献