一、西藏高原低大气压下冬小麦表观光合量子产额及其对温度和胞间CO_2浓度变化的响应(论文文献综述)
李成[1](2020)在《宁夏盐池荒漠草原生态系统光能利用效率动态特征研究》文中进行了进一步梳理光能利用效率是表征植被通过光合作用将所吸收的能量转化为有机干物质效率的指标,是评价生态系统生产力的重要参数。目前关于半干旱区荒漠草原生态系统光能利用效率在不同时间尺度的动态变化以及环境调节机制认识仍存在很大的不确定性,对于不同的天气状况对荒漠草原生态系统光能利用效率的研究相对较少,从而影响着对荒漠草原生态系统生产力的精确估算和预测。本研究以宁夏盐池荒漠草原生态系统为研究对象,以2014-2015年涡度相关法监测碳通量和同步观测微气象数据为基础,采用直角双曲线方程获取每日生态系统光合作用表观光量子效率(α)和基于生态系统总生产力(GEP)与生态系统吸收光合有效辐射(APAR)的比值计算得到的光能利用效率(LUE)。分析荒漠草原生态系统α和LUE在季节尺度上的动态特征及其生物物理调控机制,对比分析不同天气状况光能利用效率的变化以及散射辐射对光合特征的影响。主要研究结果如下:(1)荒漠草原生态系统α和LUE呈现明显季节变异规律。α均是从生长季开始逐渐增大,在生长季旺季7月左右达到最大值,伴随着生长季的结束而逐渐降低。2014年LUE与α的季节变化趋势相似;2015年LUE的变化随着生长季的变化逐渐增大,在7月出现一个小的波谷,随后又继续增大在9月达到峰值,随后随着生长季的结束而下降。两年α的均值分别为0.0075μmol CO2μmol-1 PAR和0.0098μmol CO2μmol-1PAR;LUE的均值分别为0.0019 g C MJ-1和0.0017 g C MJ-1。LUE在日尺度上的变化趋势是先减小后增大,在每天的13:00-14:00左右达到最小值。LUE的日趋势的主要原因是APAR的变化速率大于GEP的变化速率,APAR在每天的13:00左右的时候达到最大值。(2)在季节尺度上,光能利用效率(α和LUE)变化的主要环境因子是空气温度Ta、土壤温度Ts和饱和水汽压差VPD。α随着Ta、Ts和VPD的增加而增大,LUE随着温度(Ta和Ts)的升高呈现出先增加后减小的趋势。LUE随着VPD的增大逐渐减小,随着REW的增加而增加。α和LUE随着生物因子归一化植被指数NDVI的增加变大,冠层导度gs在一定范围内时,光能利用效率随着gs的增加而变大。日尺度上APAR的变化速率明显大于GEP的变化速率,从而导致LUE的变化呈现出先减小后增大的变化趋势。光合有效辐射不仅会影响生态系统生产力的大小,也会影响生态系统光能利用效率的变化。(3)通径分析结果表明α和LUE的变化主要的影响因子各不相同。α与Ts的变化相关性最强,其次是gs和VPD,Ta、NDVI与α的变化之间没有直接的影响作用,但是会通过影响gs从而影响α的变化。LUE与VPD的变化相关性最强,其次是Ta和Ts,生物因子gs和NDVI对LUE变化的影响作用较小,REW与LUE的变化之间没有直接的影响作用。(4)LUE在中度阴天条件下所占比例最大,随着晴空指数(CI)的增大天气状况由阴天状况条件转变成晴天状况条件时,LUE逐渐减小;α在晴朗天气条件下的值大于阴天条件下的值。随着CI的增大,α表现出逐渐增加的趋势。生态系统生产力GEP在中度阴天条件下的值大于重度阴天天气条件和晴朗天气条件下的值并且中度阴天天气条件占所有天气条件的比例最大。GEP均随着CI的增大表现出先增大后减小的趋势。2014年GEP在CI大约为0.5时达到最大值0.69 g C m-2 day-1;2015年GEP在CI为0.46时达到最大值0.55 g C m-2 day-1。(5)散射光合有效辐射可以提高生态系统的光合作用。当CI大约在0.5左右的时候,GEP达到最大峰值。并且当CI为0.5左右时,散射光合有效辐射PARdif达到最大值。阴天条件下的生态系统最大光合速率(Pmax)值比晴天条件时的Pmax值高23.7%。在非胁迫条件下(较低的饱和水汽压差条件下(1≤1 k Pa),较低的空气温度条件下(Ta≤20℃)和土壤水非胁迫条件(REW≥0.4)时,Pmax达到最大值。散射辐射可促进荒漠生态系统光能利用效率和光合生产力。综上所述,光能利用效率具有明显的季节动态趋势,其变化受到生物物理因素的直接和间接影响;散射辐射能促进荒漠草原生态系统光能利用效率和光合能力。基于中国西北地区的散射辐射量处于逐年下降的趋势,天空状况的云层的厚度增加的趋势背景下,在建立荒漠草原生态系统光能利用效率模型的时候应考虑天气状况。
费敦悦[2](2016)在《基于涡度相关的农田CO2通量和光能利用率研究》文中研究表明农田生态系统是陆地生态系统的重要组成部分,其碳循环过程对理解和认识区域乃至全球气候变化有着重要意义。揭示农田C02交换的特征与影响因子是农田生态系统与大气之间碳循环研究的重要内容,可帮助人们了解碳循环的过程机理,用来评价农田的CO2源汇属性及其强度,还可以为农田生态系统模型模拟提供科学依据。本文以淮河流域典型的稻麦轮作农田生态系统为研究对象,试验地点选在安徽寿县国家观象台,采用涡度相关仪器对农田与大气之间的C02交换量进行了连续观测,通过分析能量平衡闭合程度对数据的可靠性进行评价,并分析了小麦和水稻不同生育期的C02通量日变化和季节变化及其影响因素,估算了农田生态系统与大气的C02年交换量,并结合田间实测数据计算了水稻生育期间的光能利用率。研究结果表明:(1)在安徽寿县农田生态系统中存在能量不闭合现象,多年能量平衡比率平均为0.88,能量平衡不闭合度为0.12,白天能量平衡比率明显大于夜间,春夏季明显大于秋冬季。通过讨论分析可知,造成能量平衡不闭合的原因有很多,并不是每一项都会影响C02通量观测数据的可信度。综合来说,安徽寿县农田生态系统使用涡度相关法观测得到的通量数据有较好的可靠性。(2)寿县农田生态系统小麦和水稻生长季内CO2通量具有明显的日变化规律。白天以吸收C02为主,夜间主要表现为向大气释放C02。小麦和水稻农田生态系统的C02通量日变化还受到农作物物候期的影响,一般而言C02通量白天的吸收峰值在拔节期和抽穗开花期较高,而在分蘖期和成熟期较低。小麦和水稻整个生育期内都表现出明显的碳汇特征,分别固碳达到485 gC·m-2和442 gC·m-2。温度和光合有效辐射是影响小麦和水稻生育期间农田生态系统白天C02通量的主要环境因素。白天C02通量与光合有效辐射的关系可以用直角双曲线方程表示。小麦和水稻以及它们的不同生育期之间的光量子利用效率和最大光合速率存在很大的差异。总体来说,水稻的光能利用效率高于小麦。小麦和水稻生长季夜间CO2通量与温度呈现极显着的指数正相关。通过对多个温度指标的分析发现土壤表层温度最适合用于拟合呼吸通量。光合有效辐射是影响小麦和水稻生育期间NEE季节变化的主要因素。小麦生长季内白天NEE对温度更为敏感,而水稻生长季内白天NEE对光合有效辐射更加敏感。(3)稻麦轮作的农田生态系统的潜热通量和净辐射的年变化分布基本一致,都在4-5月和7-9月呈现出两个较高的峰值,其余时间则较低。显热通量与土壤热通量的值相对较小。农田生态系统吸收的净辐射主要用于潜热交换,平均而言其所占的比例为60%。农田生态系统NEE(绝对值)、GPP和Reco的年变化分布均与净辐射趋势接近。全年净固碳量为1.02 kg ·m-2,其中小麦和水稻生育期间的固碳量达到全年总量的91%。PAR和T。是GPP与NEE年变化的主要影响因素。U*临界值的选定会对NEE年总量产生较大的影响。(4)稻田生态系统FPAR与水稻LAI呈良好的指数相关关系。稻田生态系统光能利用率LUE呈现出明显的日变化和季节变化规律。日变化中,LUE表现为日出起落前后较高而中午较低。季节变化中,LUE随着作物生育期呈现先增加后减小的趋势。光能利用率与温度和吸收的光合有效辐射相关性显着。LUE随着温度的增加先降低后升高,LUE与APAR呈负对数相关。季节变化中,LUE随温度的升高先升后降,大致呈现为抛物线型。
仇宽彪[3](2015)在《中国植被总初级生产力、蒸散发及水分利用效率的估算及时空变化》文中研究表明陆地生态系统生产力、蒸发散是全球碳、水循环的重要组成部分,也较易受到人类活动的影响。准确估算区域陆地生态系统碳水通量是确定区域陆地生态系统功能、理解全球碳水循环特征的重要内容。本研究以中国植被生态系统为研究对象,运用涡度相关站点实测数据、气象观测数据以及中分辨率成像光谱仪(moderate-resolution imaging spectroradiometer, MODIS)数据产品,并采用光能利用效率模型(Light use efficiency model, LUE model)和Priestely-Taylor蒸发散(ET)模型,研究了中国植被生态系统总初级生产力(gross primary productivity, GPP)、蒸散发(evapotranspiration, ET)以及水分利用效率(water use efficiency, WUE)时空分布及其主要影响因素。涡度相关站点实测数据分析结果表明,中国陆地生态系统GPP和LUE呈明显的季节变化,GPP月总量和月平均LUE主要受月平均温度和EF的影响。据此,本研究对比分析了不同的光能利用效率模型,包括VPM模型(vegetation production model)、以EF作为水分胁迫参数的VPM模型(即VPM-EF)、EC-LUE模型、以LSWI作为水分胁迫参数的EC-LUE模型(即EC-LUE-LSWI)以及Ⅵ模型(vegetation index model)估算的中国陆地生态系统GPP与MOD17A2数据产品、涡度相关实测数据采用统计指标进行了比较。结果表明,VPM-EF和VPM模型的估算结果准确度较高(VPM-EF和VPM模型各项统计指标综合排序分别为1.4和2.2),VPM-EF和EC-LUE模型估算结果准确度分别高于VPM模型和EC-LUE-LSWI模型(VPM-EF、EC-LUE、VPM和EC-LUE-LSWI模型各项统计指标综合排序分别为1.4、3.2、2.2和5.6)。因此,将EF作为LUE模型的水分胁迫参数可提高模型对GPP的估算准确性。采用VPM-EF模型和Priestly-Taylor模型估算结果表明,中国植被生态系统2003-2009年年平均GPP为5.48Pg C/y,单位面积年平均GPP为540.31gCm-2y-1;中国植被生态系统2003-2009年年平均蒸发散ET为534 mm。从不同植被类型GPP月总量看,林地较大,灌木和草地较小;从不同植被类型ET月看,常绿阔叶林、混交林以及农田ET月总量较高,而草地及灌木ET月总量较低。同一植被类型在不同植被分区内GPP月总量和ET月总量均存在差异。按照VPM-EF模型和Priestly-Taylor模型估算得到的中国植被生态系统GPP和ET,计算得到的中国植被生态系统WUE结果表明,大兴安岭、长白山地区、秦岭及东南丘陵地区多年平均WUE较大,平均可达2.0gCkg-1H2O。不同植被类型相比较,林地月均WUE较大,灌木和草本月均WUE较小。分析表明,月均温是影响中国植被月均WUE季节变化最为主要的因子,但在温带草原区(temperate steppe zone, TSZ)内,植被月均WUE季节变化主要受月降水量的影响。WUE季节变化对气候因素有较大敏感度的地区多位于我国自然地理的过渡地区。相对于植被ET变化的影响,研究期内WUE的年际变化主要受到植被GPP变化的影响。
郭强[4](2014)在《黄土高原旱作麦田CO2通量的研究》文中研究表明本试验于2011-2013连续三年在黄土高原旱作麦田进行,通过涡度相关系统连续观测与土壤呼吸测定系统定期观测相结合的方法,系统研究了黄土高原旱作麦田生态系统CO2通量的动态变化特征及其环境响应机制。本研究主要得出了以下结论:1.麦田土壤呼吸的变化特征(1)从返青到成熟期,麦田土壤呼吸速率的季节变化比较大,而且在不同年份间的变化差异也较大。在2012年5月16日(小麦孕穗期)土壤呼吸速率达到最大值(299.68mg m-2h-1),在3月27日(返青期)土壤呼吸速率达到最小值(133.67mg m-2h-1);在2013年,土壤呼吸速率的最大值(363.18mg m-2h-1)出现在5月20日(抽穗期),土壤呼吸速率的最小值(132.59mg m-2h-1)出现在3月24日(返青期)。综合两年的测定结果,土壤呼吸的日均最大值(2012,0.017Mg ha-1;2013,0.021Mg ha-1)均出现在5月份,而日均最小值(2012,0.010Mg ha-1;2013,0.009Mg ha-1)均出现在3月份。(2)通过2012和2013两年的研究结果表明:麦田土壤呼吸速率与土壤微生物量碳、细菌/真菌之间达到极显着正相关水平(P<0.01),与过氧化氢酶活性、活根生物量达到显着正相关水平(0.01<P<0.05)。脲酶活性、蛋白酶活性、蔗糖酶活性与土壤呼吸速率之间的正相关性没有达到显着水平(P>0.05),而土壤微生物量氮与土壤呼吸速率之间达到显着负相关水平(0.01<P<0.05)。(3)麦田土壤呼吸速率具有明显的日变化格局,日变化趋势呈单峰曲线,峰值出现在11:00(开花期、灌浆期和成熟期)或13:00(返青期和拔节期)左右,最低值出现在早晨7:00左右。土壤呼吸速率与0-30cm土层温度呈显着相关关系,且可以用一元二次方程模型很好的拟合(R范围为0.520.56, P<0.05),其中与0-15cm地温的相关性最好(R=0.56*)。土壤呼吸速率与0-15cm土层含水量的相关性最好(R=0.60*)。在同一土层深度下,利用土壤温度和水分的双变量关系模型所得到的方程决定系数,明显高于单因素模型的决定系数。(4)在整个观测期间,麦田土壤呼吸速率均高于裸地处理。通过对0-15cm和15-30cm两个土层研究发现:同一土层深度下,裸地土壤呼吸速率与土壤含水量的相关性均小于麦田处理,并且随着土层深度的增加,相关系数逐渐减小。在同一土层深度下,麦田土壤呼吸速率与土壤温度的相关性均小于裸地处理,并且随着土层深度的增加,两处理的相关系数都逐渐减小。2.麦田生态系统CO2通量的变化特征(1)麦田生态系统CO2通量的日变化成单峰曲线趋势。在播种分蘖期,CO2通量值较小,约为10-3数量级。返青至灌浆期,在一天当中,麦田生态系统在7:30-8:00之间,由释放CO2转变成吸收CO2,即由碳源转变成碳汇,下午18:00左右由碳汇转变成碳源。在成熟期,麦田生态系统全天表现为CO2释放。CO2日通量最大值发生在拔节孕穗期。播种分蘖期、越冬期、灌浆期和成熟期整个麦田生态系统表现为碳源,其它生育时期表现为碳汇。其中播种分蘖期单位面积上释放的CO2量最多,为69.2423gCO2m-2,成熟期释放的最少,为16.7605gCO2m-2;而拔节孕穗期单位面积上吸收的CO2量最多,为254.6388gCO2m-2,抽穗期单位面积上吸收的CO2最少,为65.1799gCO2m-2。麦田生态系统在小麦生长季单位面积吸收CO2量约为400gCO2m-2。(2)2012和2013年日平均CO2通量变化范围分别为-18.322.11g m-2d-1和-16.362.35g m-2d-1。2013年麦田生态系统进入明显碳汇的时间(小麦播种后177d)晚于2012年(小麦播种后157d)。2013年,小麦返青至抽穗期麦田生态系统的碳汇功能低于2012年同期,而小麦灌浆至成熟期,整个麦田生态系统的碳源功能明显大于2012年同期。在小麦生长季,黄土高原旱作麦田生态系统CO2净吸收量大于同期其它麦田生态系统,但低于玉米田生态系统。(3)麦田生态系统CO2通量与5cm地温成极显着线性相关关系(P<0.01)。2012年5cm地温与CO2通量的相关性大于2013年。夜间CO2通量与气温成指数相关关系,且相关性达到极显着水平(P<0.01)。白天CO2通量与光合有效辐射成二次函数关系,且相关性达到极显着水平(P<0.01)。当光合有效辐射较低时,麦田生态系统CO2吸收通量随光合有效辐射的增加而增加;当光合有效辐射超过一定的阈值后,CO2吸收通量随光合有效辐射的增加而降低。(4)在起身期和抽穗期,CO2通量与大气温度达到极显着相关水平(P<0.01),在拔节孕穗期两者的相关性达到最大(P<0.01);白天CO2通量与光合有效辐射在起身期、拔节孕穗期和抽穗期达到极显着相关水平(P<0.01);夜间CO2通量与5cm地温在拔节孕穗期和抽穗期达到极显着相关水平(P<0.01)。由于降水等条件的影响,使得各生育时期的CO2通量与气温、地温和光合有效辐射的相关性被不同程度的弱化。(5)地下生物量、SPAD值和叶面积指数与CO2通量之间呈负相关关系,且叶面积指数与CO2通量之间的相关性达到极显着负相关水平(P<0.01),地上生物量与CO2通量之间呈正相关关系,但没有达到显着水平(P>0.05)。通过对CO2通量和土壤影响因子之间进行多元线性逐步回归分析,结果表明在土壤影响因子中过氧化氢酶活性这1个自变量可以解释77%CO2通量的变异,随着土壤中过氧化氢酶活性的变化,麦田生态系统CO2通量的变化方向与之相反。(6)不同生育时期,麦田土壤呼吸释放的CO2对于麦田生态系统CO2通量的贡献不同。小麦灌浆后期至成熟期,土壤呼吸释放的CO2量对麦田生态系统CO2通量具有决定性影响。
姜晓丹[5](2012)在《15个果桑品种对干旱胁迫的生理响应及抗旱性评价》文中研究说明本文以15个果桑品种的三年生嫁接苗为材料,采用自然干旱法进行模拟干旱试验,对水分胁迫及复水条件下各果桑品种的叶片保水能力、膜脂过氧化、抗氧化保护体系、光合和光合响应等方面进行研究,初步研究了不同果桑品种的抗旱性差异及生理基础,得出以下结果:1、干旱胁迫下,各果桑品种叶片的保水力呈先增后降趋势,水分饱和亏、叶绿素a、叶绿素b均呈增加趋势。2、干旱胁迫下,各果桑品种的活性氧清除系统受到抑制,相对电导率、游离脯氨酸含量增加,丙二醛、SOD、CAT、可溶性糖呈先升后降趋势,POD、可溶性蛋白呈先降后升趋势。SOD、CAT和POD酶协调作用,降低膜脂过氧化程度。3、干旱胁迫下,各果桑品种的净光合速率、蒸腾速率、气孔导度均大幅下降,而胞间CO2浓度在胁迫初期、轻度胁迫下下降,中度和重度胁迫下增加;水分利用效率因品种不同呈现先增后降和先降后增再降两种趋势。4、在不同的处理水平下,各果桑品种的光响应曲线和CO2曲线均表现出适宜水分>复水>中度胁迫>重度胁迫。水分胁迫下,各品种最大净光合速率、表观量子效率光饱和点、暗呼吸、最大光合能力、羧化效率、CO2饱和点、光呼吸都呈降低趋势,光补偿点、CO2补偿点呈升高趋势。5、对15个果桑品种的抗旱性进行综合评价,中度水分胁迫下,各果桑品种抗旱性大小依次为红果2号、澳玉、台湾46c019、日本胡橙、天圣1号、北方红、绿椹子、8632、红宝石、台湾72c002、白玉王、宁夏红、红果1号、大10、一串红;重度水分胁迫下,各果桑品种抗旱性大小依次为红果2号、日本胡橙、绿椹子、台湾46c019、澳玉、8632、天圣1号、北方红、台湾72c002、红宝石、白玉王、宁夏红、大10、红果1号、一串红。红果2号、日本胡橙、台湾46c019、澳玉忍耐中度和重度干旱胁迫能力较强,适合于干旱地区栽植。
麦博儒[6](2011)在《太阳辐射减弱对冬小麦生理生化及产量的影响研究》文中研究表明当前,太阳辐射减弱所引起环境效应受到了人们的广泛关注。近年来,中国地区大气气溶胶的浓度、大气浑浊度及灰霾日数增加导致到达地表的太阳辐射呈现降低趋势,其中长江三角洲地区的降低较明显。本研究通过大田试验及模型模拟方法系统研究了太阳辐射减弱对冬小麦生长发育、光合生理特性、干物质累积及分配、产量的影响,建立、修订光合作用及干物质生产模型。通过作物模式分析了辐射减弱条件下农作物干物质的累积和分配特征,提出了模式的改进措施,为全面准确评估气候变化对我国主要粮食作物产量的影响提供依据。主要结果如下:(1)在太阳辐射减弱条件下,冬小麦叶绿素(Ch1)、类胡萝卜素(Car.)和叶黄素(Xanthophy)的含量明显上升,增强了作物对光能的吸收和利用能力。从拔节期至成熟期,60%-40%自然光处理降低了叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、水分利用率(WUE)和气孔导度限制值(Ls),增加了胞间二氧化碳浓度(Ls)。在同样的辐射减弱条件下,上述变量对光强的敏感度明显受到抑制。太阳辐射减弱条件下,冬小麦叶片光合系统未发生光抑制或光破坏,因此其最大量子效率和初始荧光上升。辐射减弱显着抑制光合系统Ⅱ(PSII)反应中心的吸收与利用光能的能力、光化学猝灭系数(qP)及叶片的电子递体(PQ)的活性,增加了PSII吸收的光能向热耗散途径分配的比例。60%-40%自然光处理显着增强冬小麦叶片的过氧化物酶(POD)、超氧化歧化酶(SOD)活性,提高丙二醛(MDA)和电导率(EC)的含量,有效清除了自由基对质膜系统的伤害。太阳辐射减弱降低叶片可溶性糖、可溶性蛋白质的含量,但促进总游离氨基酸的累积。(2)60%-20%自然光条件下,冬小麦增加株高(PH)和叶面积(LA),降低单位叶重(LMA)、根干物质比(RMR)、茎干物质比(SMR)和根冠比(LCR),提高叶干物质比(LMR)、叶重分数(LMF)、叶面积比(LAR)和叶面积-根干物重比(LARMR)。上述调整一定程度上提高了光能的获取和利用能力,但不足以弥补光能不足所带来的影响,因此总生物量(TB)净同化率(NAR)和相对生长率(RGR)持续下降。(3)修订的WheatGrow(WG)模型能较好地反映太阳辐射减弱条件下冬小麦光合作用和干物质生产的变化。在水肥充足条件下60%、40%自然光处理的冬小麦光合作用和总干物质质量分别下降了23%、31%,35%、41%,籽粒产量下降了34.08%和47.91%。在极端情况下,20%和15%自然光处理的冬小麦光合速率、总干物重及籽粒产量分别下降了46%和48%,56%和57%,88.31和87.40%。(4)CERES-Wheat模型一定程度上能反映太阳辐射减弱对冬小麦干物质的累积的影响,但未能反映干物质在不同器官中的分配特征。60%-15%自然光条件下,冬小麦总生物量下降了37.61%-71.69,根、茎和叶生物量分别下降了46.49%-57.30%、21.7-76.76%和51.8%-66.2%。
张雪松[7](2009)在《冬小麦农田生态系统碳、水循环特征及冠层上方碳通量的模拟》文中研究说明陆地生态系统的碳、水循环是全球变化科学的热点和核心问题。陆地生态系统碳循环包括植物的光合作用、自养呼吸作用及异养呼吸作用三个过程,其中光合作用通过植物的气孔调节行为,与控制水分散失的蒸腾作用相联系,构成了土壤—植物—大气系统中相互作用、互为反馈的碳、水循环过程,它们的动态变化将对气候系统产生重大影响。农田生态系统是受人类活动干扰最大的陆地生态系统,也是气候变化的主要承受者,对农田生态系统中碳、水循环机理过程、变化趋势及其对环境响应的综合研究,将有助于了解农田生态系统缓解全球CO2浓度上升的潜在可能性及其对全球变化的贡献,并为构建生态系统尺度碳、水循环模型奠定基础。本研究以冬小麦为研究对象,利用LI-6400R光合—蒸腾测量系统、LI-6400-09土壤呼吸室和禹城生态试验站涡度相关系统等高精度仪器设备,对2007年和2008年小麦拔节至乳熟期间涉及碳、水循环过程的叶片光合—蒸腾作用、土壤呼吸作用及相关农田气象要素和植被特征进行了野外试验测定和分析,在试验观测基础上提取了重要生理参数,建立了基于过程的农田与大气间物质输送和能量交换的多层—双叶模型,并对2008年试验期间冠层上方碳通量特征进行了模拟,试验分析和模拟的主要结论如下:1.叶片水平光合—蒸腾过程的碳、水循环特征:不同生育期中测定的不同层次阴、阳叶片具有各自明显的净光合速率、蒸腾速率和水分利用效率日变化特征,这是包括光合有效辐射、气孔导度、CO2浓度、温度等影响因子在内的综合作用的结果,进行气孔限制分析是解释日变化规律的有效方法;随光强增加,各层次叶片净光合速率均呈直角双曲线增加,蒸腾速率呈直线增加,在两者共同影响下,叶片水平水分利用效率亦呈直角双曲线增加,且存在“光饱和”特征;随CO2浓度增加,各层次叶片净光合速率呈直角双曲线形式增加,同时气孔导度下降导致蒸腾速率呈波浪式下降,两者共同使叶片水平水分利用效率提高,蒸腾速率对由CO2浓度变化而引起的气孔运动的响应比净光合速率快。2.土壤呼吸过程的碳循环特征及根呼吸的贡献:不同组分土壤呼吸存在明显日变化和季节变化特征,其中季节变化是以温度起重要作用并受根生物量协同影响的综合结果,5-10cm土壤温度大约可以解释不同组分土壤呼吸季节变化的49%~65%,土壤中根生物量大约可以解释土壤呼吸季节变化的44%;综合根去除法和根生物量外推法两种方法估算的研究期间根呼吸对土壤总呼吸的贡献为32%~45%。3.农田生态系统尺度的能量平衡与碳、水循环特征:植物以叶片为生命活动的基本单元,在生态系统尺度通过湍流交换等形式推动物质(碳、水)循环流动,并与系统中驱动物质循环的能量传输密不可分。本研究分析结果表明,利用涡度相关技术直接测定的农田生态系统尺度能量和物质通量,具有明显的日变化和季节变化特征,但涡度相关技术与常规观测技术相比存在低估趋势。利用生态系统水分利用效率(WUEe)可以衡量生态系统尺度碳、水循环关系,其日变化特征随生育期不同而不同。将生态系统水平与叶片水平的水分利用效率日均值进行比较,前者较后者高,原因可能与研究时对不同尺度采用了不能直接可比的不同的测定方法有关,也可能与涡度相关技术对能量通量的低估有关。4.多层—双叶模型对冠层上方碳通量的模拟:综合考虑农田水、热因子及叶片氮含量的非线性垂直分布对碳、水循环的影响,将农田按植株高度分为上、中、下三层,并通过叶片集聚指数计算阴、阳叶面积以区分叶片的空间分布受光状态,建立了均匀农田与大气间物质输送和能量交换的多层—双叶模型,对农田冠层上方基于光合—呼吸的碳循环过程进行了模拟应用研究。利用涡度相关碳通量观测数据对模型模拟能力的检验结果表明,模拟值大约可以解释实测值的78.5%,拟合程度较高,模拟的CO2通量日变化特征在晴天的日间比在阴雨天和夜间的效果好。在叶片非随机分布的密集农田中,阴叶对GPP的贡献率在35.7%左右,说明阴叶对生产力的贡献也很重要,分层模拟显示,作物最终产量的形成主要依赖上层叶片,对GPP贡献率占80%以上,模型估算的试验期间冬小麦NPP累计约为626.3gC·m-2。
张淑勇[8](2009)在《黄土丘陵区主要树种抗旱生理特性及荧光动力机制》文中认为半干旱黄土丘陵区是我国典型的生态脆弱地区,而水分是制约植被恢复与重建的主要因素。本文针对半干旱黄土丘陵区干旱缺水的主要特征,在山西省中阳县的车鸣峪林场,以白蜡(Fraxinus rhynchophyila Hance.)、刺梨(Rosa roxburghii Tratt.)、火炬树(Rhus typhina L.)、三角枫(Acer buergerianum Miq.)、蒙桑(Morus mongolica Schneid.)、家桑(Morus alba Linn.)、文冠果(Xanthoceras sorbifolia Bunge.)及五角枫(Acer mono Maxim.)8个树种为试验试料,进行盆栽试验设计,运用气体交换和叶绿素荧光监测技术与分析理论,阐明不同树种光合速率、蒸腾速率、水分利用效率等气体交换参数及叶绿素荧光参数在土壤饱和湿度至凋萎湿度内的连续变化过程;揭示不同树种光合特征参数发生显着变化的土壤水分临界点及其变化机制;确定维持不同树种较高光合速率和水分利用效率的土壤水分范围。研究成果对丰富和发展树木光合生理与水分生理研究具有理论价值,对科学指导黄土丘陵区合理树种选择及适地适树具有实践价值。主要研究成果如下:(1)8个树种叶片气体交换参数对土壤水分和光强具有明显的阈值响应①白蜡、刺梨、火炬树、三角枫、蒙桑、家桑、文冠果和五角枫生长适宜的土壤水分范围分别为:39.5%~71.1%、43.6%~73.3%、37.9%~72.4%、37.3%~71.5%、41.6%~79.3%、42.7%~70.3%、42.7%~70.3%、44.2%~73.2%、49%~74.1%。土壤水分最大亏缺分别为:31.7%、36.5%、28.8%、29.8%、34.6%、34.7%、37.6%、33.1%。适宜的光照强度范围分别为:500~1100、300~1100、300~1300、300~900、500~900、500~1100、500~1100、500~1300μmol·m-2·s-1。土壤水分最大亏缺越低,表明植物在干旱条件下忍耐干旱的能力也就越强,从土壤水分最大亏缺可以看出主要造林树种抗旱性从高到低依次为:火炬树、三角枫、白蜡、五角枫、蒙桑、家桑、刺梨、文冠果。②8个树种的Φ、Rd和LCP受土壤水分的影响显着,对RWC具有明显的阈值响应。植物对弱光的利用能力由高到低依次为:火炬树、蒙桑、白蜡、家桑、三角枫、五角枫、刺梨、文冠果;不同树种对光合产物的消耗由多到少的顺序为:蒙桑、火炬树、白蜡、家桑、文冠果、三角枫、刺梨、五角枫。耐荫性由高到低的顺序为:刺梨、五角枫、文冠果、家桑、三角枫、火炬树、白蜡、蒙桑。(2)土壤水分影响植物叶片气体交换参数对CO2浓度的响应过程①研究在不同水分条件下植物叶片气体交换参数对CO2浓度水平的响应,有助于阐明植物对CO2浓度和水分条件的响应特性。当RWC>75%时,Pn没有下降,Tr和Gs呈现下降的趋势。RWC为60%~75%时,Pn在达到CO2饱和点以后缓慢下降,而Tr和Gs急速下降,此时WUE维持在较高值。随着水分胁迫的加剧,Pn、Tr和Gs的CO2饱和点明显降低,植物的抗旱性增强。在重度水分胁迫下,Pn、Tr和Gs均维持在很低的水平。②8个树种的CE、Γ和Rp对土壤水分的变化具有明显的阈值响应。CE和Rp随着RWC的增加,出现先增大后减小的趋势,且均在RWC为70%左右达到最大值。Г表现出相反的规律,在RWC为60.1%~70.3%左右达到最小值。刺梨的CE值最大,其次为白蜡;8个树种为典型的C3植物;白蜡和刺梨的Rp值较大,约2.1μmol·m-2·s-1左右,其它树种的Rp值在1.4~1.8μmol·m-2·s-1之间。(3)光合特征参数日动态对土壤水分变化的响应过程与机制①土壤水分显着影响叶片气体交换参数的日动态过程在RWC>75%时,Pn、Tr、Gs均为单峰曲线,WUE差异不显着。当RWC为60%~75%时,白蜡、三角枫、家桑及五角枫没有表现出明显的午休现象,Tr、Gs和WUE为双峰曲线。当RWC达到45%~60%时,Pn、Tr及Gs为双峰曲线,刺梨、三角枫和文冠果的WUE为单峰曲线,其它树种为双峰曲线。在RWC<40%时,Pn和Tr严重午休,表现出典型的“凹”型曲线。除家桑外,其它树种WUE都维持在较高值。②土壤水分显着影响植物光合效率水平在RWC>75%,8个树种之间Pn日均值变动幅度不大。RWC为60%~75%时,除五角枫外,其它树种的Pn维持在最高值,白蜡的Pn最高且与家桑种间差异不明显,文冠果次之。RWC为45%~60%时,五角枫具有最大的Pn,家桑次之,三角枫Pn最低。在RWC>75%,8个树种的Tr有较为明显变化,火炬树最大,三角枫次之,五角枫最低。RWC为60%~75%时,Tr水平维持在最高值,火炬树、家桑和文冠果的Tr较高,依次为刺梨、五角枫、白蜡、三角枫、蒙桑。RWC为45%~60%时,家桑具有最高的Tr。从WUE来看,RWC>75%,五角枫具有最高的WUE,其次为白蜡,三角枫的WUE最低。RWC为60%~75%时,白蜡的WUE最高,其次为蒙桑,火炬树最低。RWC为45%~60%时,树种的WUE维持在最高,白蜡最高,依次为蒙桑、文冠果、五角枫、家桑,刺梨、火炬树和三角枫三者差异不明显。③土壤水分影响光合作用的光抑制,热耗散增加是植物抵御光抑制的主要机制在RWC>75%,树种没有发生光抑制,下午Pn的下降主要是由非气孔限制引起的。RWC为45%~75%时,树种发生了明显的光抑制,随着水分胁迫的缓解,受光抑制的程度降低。超过13:00以后,Pn从气孔限制转向非气孔限制。RWC<40%,植物叶片已发生光氧化破坏。不同水分条件下,林木的NPQ都有午间升高趋势,表明热耗散增加是林木抵御光抑制和缓解光合作用“午休”的主要机制之一。(4)植物叶片气体交换参数具有明显的季节变化和日动态在CK下,家桑和三角枫Pn呈单峰曲线;在T1处理下,家桑和三角枫Pn最大值和日均值均在7月最高,在9月较低。在5月和9月为双峰曲线,7月为单峰曲线。在T2处理下,家桑呈单峰曲线,三角枫在5月为双峰曲线,在7月和9月为单峰曲线。家桑的Pn最大值和日均值上表现出明显的季节变化,差异显着。在CK下,家桑在7月的Tr最大,与5、9月差异显着,而三角枫在5月和7月没有明显的差异。两个树种日均值差异显着;在T1处理下,两树种在5月和7月为双峰曲线;在T2处理下,两树种在5月出现了蒸腾午休现象,在7月和9月为单峰曲线。家桑Tr要明显高于三角枫;在T3处理下,Tr一直维持在较低值。两个树种的WUE变化曲线比较平缓,呈不明显的双峰曲线,总体来说,上午的WUE要高于下午。三角枫在不同时期的WUE要高于家桑,在不同水分处理下,家桑和三角枫均在T2处理下达到最大值,T1次之,5月份的WUE较高。(5)不同生长期植物光合作用的光抑制、光化学效率及热耗散在CK处理下,家桑和三角枫没有出现明显的光抑制和电子传递效率降低的情况,Fv/Fm、ΦPSⅡ、NPQ在7月份具有较大值,其次为5月。在T1和T2处理下,两个树种都发生了明显的光抑制和电子传递效率降低的情况,7月份光抑制发生的时间提前。家桑在抵抗光抑制,电子传递效率方面要高于三角枫,两个树种都具有较高的耗散过剩光能的能力。在CK处理下,Pn的下降是由非气孔限制引起的。在T1处理下,上午阶段主要是气孔限制,而在下午转化为非气孔限制,在5月和9月,非气孔限制发生的转折点在13:00,7月份提前到11:00。随着水分胁迫的加剧,植物发生非气孔限制的时间提前。在T3处理下,Pn的下降主要受到非气孔限制。
陈建[9](2008)在《四种灌木植物光合效率对土壤水分的响应过程与机制》文中研究表明为探索灌木植物光合生理生态特性及其与土壤水分的定量关系,为干旱缺水地区适宜的造林树种选择与合理的立地配置提供理论和技术依据。应用植物生理生态学原理和叶片气体交换及叶绿素荧光测试技术,以四种灌木植物(黄荆、黄栌、连翘、蔷薇)的2年生盆栽苗木为试材,测定不同土壤湿度下灌木植物光合作用效率(简称光合效率)参数的日动态、光响应和CO2响应过程,以及叶绿素荧光动力学参数的日动态过程。探讨四种灌木植物的光合作用日变化特征及其气孔调节与光化学机制,探明光合作用效率(光合速率、水分利用效率等)与土壤湿度、光照强度和大气CO2浓度的定量关系及其变化特征和机制。确定四种灌木植物光合作用和高效用水适宜的土壤湿度阈值。研究取得了以下主要成果和结论:1、揭示了四种灌木植物光合作用效率日变化特征与生理机制(1)四种灌木光合作用日变化过程不同,受土壤水分变化的影响较大;在重度水分胁迫下会发生光合作用的非气孔限制。四种灌木光合作用日变化过程不同,受土壤水分变化的影响较大,随着水分胁迫程度的加剧,黄荆、黄栌、蔷薇的光合速率日变化类型由单峰曲线逐渐向双峰曲线过渡。其过渡的土壤水分临界值分别在64.9%~81.2%、40.5%~60.2%、22.9%~44.7%之间。而在各个土壤湿度下,连翘的光合作用日变化类型均为双峰曲线。四种灌木光合作用“午休”的主要原因,表现为随着土壤水分胁迫程度的加剧,由气孔限制向非气孔限制转变。即在轻度和中度水分胁迫土壤湿度范围内,各种灌木光合速率中午降低的主要原因是气孔限制,但在重度水分胁迫时,光合作用“午休”的主要原因都转变为非气孔限制。(2)四种灌木植物的光合作用水平差别明显,随土壤湿度降低而明显下降;光合速率和水分利用效率以连翘>黄荆>蔷薇>黄栌。四种灌木植物的光合作用水平,随土壤湿度降低而明显下降。不同树种之间的光合速率和水分利用效率以连翘>黄荆>蔷薇>黄栌。四种灌木的日平均光合速率为:连翘(9.0μmol·m-2·s-1)>黄荆(6.3μmol·m-2·s-1)>蔷薇(5.9μmol·m-2·s-1)>黄栌(3.6μmol·m-2·s-1);日平均水分利用效率为:连翘(3.1μmol·mmol-1)>黄荆(2.5μmol·mmol-1)>蔷薇(2.3μmol·mmol-1)>黄栌(1.2μmol·mmol-1)。(3)四种灌木光合作用都会发生午间的光抑制现象,受土壤水分变化的影响不大;光合机构热耗散增加是其抵御光抑制的主要机制。四种灌木的Pn、Fm、Fv/Fm和ΦPSⅡ都有午间降低现象,表明四种灌木的光合作用均发生了光抑制。而其NPQ都有午间升高趋势,表明光合机构热耗散增加是四种灌木抵御光抑制和缓解光合作用“午休”的主要机制之一。(4)土壤水分胁迫加剧会增强四种灌木光合作用的光抑制程度;不同灌木的PSII光化学效率以蔷薇和黄栌高于连翘和黄荆。各个土壤湿度下的日平均Fv/Fm为:蔷薇(0.83)>黄栌(0.82)>连翘(0.81)>黄荆(0.79);日平均ΦPSⅡ为:黄栌(0.67)>蔷薇(0.66)>连翘(0.63)>黄荆(0.62)。2、明确了四种灌木光合作用效率对光照强度和土壤湿度的响应特征(1)四种灌木植物忍耐强光胁迫的能力较强,在强光下仍具有较高的净光合速率和水分利用效率。四种灌木对光照的适应性较强,在较大幅度的光强范围内,都能获得较高的光合速率和水分利用效率,这一光强(PFD)范围在不同灌木种类之间有所差别,而且受土壤水分变化的影响较小。如黄荆的在550~1800μmol·m-2·s-1、黄栌和连翘在800~1800μmol·m-2·s-1、蔷薇在600~1800μmol·m-2·s-1。在此光强范围内,随光强增加,各种灌木的光合速率没有明显变化,但蒸腾速率有所降低,因而水分利用效率有所提高。(2)四种灌木的光合量子效率、最大光合速率、光饱和点和暗呼吸速率等光合效率参数对土壤湿度的变化具有明显的阈值响应。四种灌木的光合量子效率(Φ)、最大光合速率(Pnmax)、光饱和点(LSP)、暗呼吸速率(Rd)和光补偿点(LCP)等光合效率参数对土壤水分的变化具有明显的阈值响应过程。随着土壤湿度的由低到高的变化,Φ、Pnmax、LSP和Rd都表现为先增大后减小的过程,而LCP表现为先减小后增大的过程。但不同灌木种类的光合效率参数发生转折变化的土壤湿度临界值有所不同,如黄荆、黄栌、蔷薇的Pnmax、LSP、Φ、Rd达到最大值和LCP达到最小值时,对应的土壤湿度临界值在SWC为57.7%、59.4%、65.8%左右。而连翘的Pnmax、LSP、Φ、Rd达到最大值时对应的SWC在55.3%~61.5%之间,LCP达到最小值的SWC在34.4%左右。(3)四种灌木高效用水的土壤水分阈值各不相同,其阈值范围以黄栌和蔷薇的大于连翘和黄荆;耐旱生产力以黄荆和黄栌大于蔷薇和连翘。四种灌木光合作用和水分利用效率具有较高水平的RWC范围(最高水平时的RWC临界值),黄荆的分别在44.9%~88.1%(66.5%)和39.5%~82.0%(60.7%),黄栌的在44.4%~94.1%(69.3%)和47.0%~100%(73.8%),连翘的在45.7%~88.4%(67.1%)和50.6%~97.9%(74.3%),蔷薇的在45.6%~92.5%(69.0%)和50.8%~108.8%(79.8%)。四种灌木同时具有较高光合作用和水分利用效率的RWC范围(适度的土壤水分亏缺范围),黄荆为44.9%~82.0%、黄栌为47.0%~94.1%、连翘为50.6%~88.4%、蔷薇为50.8%~92.5%。3、确定了四种灌木植物光合作用光响应过程的适宜模型●四种灌木植物光合作用光响应过程所适宜的拟合模型有所不同,其模型适宜程度不受土壤水分变化的影响;利用三个经验模型(直角双曲线、非直角双曲线和指数模型)对四种灌木植物光合作用光响应过程的模拟结果表明,非直角双曲线模型和指数模型拟合的总体效果要好于直角双曲线模型。但是,这两种模型对不同灌木植物的拟合效果也有差异。非直角双曲线模型适宜于拟合黄荆与黄栌的光合作用光响应过程,所求解的光合量子效率(Φ)、最大光合速率(Pnmax)、光补偿点(LCP)和暗呼吸速率(Rd)最接近实测值。而指数模型更适宜于拟合连翘和蔷薇光合作用的光响应过程,所求解的Φ、Pnmax和Rd较非直角双曲线模型的准确。4、阐明了四种灌木植物光合效率对大气CO2的响应特征(1)随大气二氧化碳浓度增高,四种灌木植物光合作用和水分利用效率明显提高,而蒸腾速率明显下降。在大气CO2浓度超过光合作用CO2饱和点的范围内,随着CO2浓度的升高,四种灌木植物的净光合速率不会发生明显变化,而蒸腾速率呈明显下降趋势,叶片水分利用效率不断提高。而且,这种变化特征不受土壤水分含量变化的影响。但不同灌木种类获得较高的光合作用水平的CO2浓度范围有所差别,如黄荆和黄栌的大约在1000~1600μmol·mol-1、连翘在1050~1600μmol·mol-1、蔷薇在850~1600。(2)四种灌木光合作用的羧化效率、CO2补偿点和饱和点以及光呼吸速率等光合效率参数,对土壤水分的变化具有明显的阈值响应。四种灌木的光合作用的羧化效率(CE)、CO2饱和点(CSP)、CO2补偿点(Γ)和光呼吸速率(Rp)对土壤水分的变化具有明显的阈值响应。其中,随着土壤水分由严重亏缺到饱和含水量的变化,CE、CSP和Rp表现为先增大后减小,而Γ表现出先减小后增大的过程。但四种灌木光合作用效率参数发生转折变化的土壤湿度各不相同,如在CE、CSP、Rp达到最大值(Γ达到最小值)时对应的土壤相对含水量(RWC),黄荆的在68.1%~90.4%、黄栌在61.7%~73.6%、连翘在69.1%左右、蔷薇在66.9%左右。
柯裕州[10](2008)在《桑树抗盐性研究及其在盐碱地中的应用》文中研究表明本文在查阅大量文献的基础上,对盐碱地综合治理、植物抗盐性和抗盐机理等方面的国内外研究进展进行综述,并以黄河流域及西北地区常用的桑树砧木—实生桑为研究材料,采用盆栽加盐和大田试验等方式,进行桑树幼苗抗盐性试验,通过对桑树幼苗成活率、光合作用、叶绿素荧光及其他一些指标的测量,系统分析了实生桑的耐盐能力及其幼苗在盐胁迫环境下的生理生化变化过程,并分析其抗盐机理。主要结论如下:(1)实生桑不同阶段的耐盐能力表现为1年生幼苗>种子。种子对盐分的敏感性极强,NaCl浓度为0.1% (g / g﹒干土重),其种子成苗率为9.67%;而NaCl浓度为0.2%,则难以成苗,故在盐碱地的综合治理中难以采用直播的方式进行推广。通过综合评价分析,1年生幼苗NaCl浓度适宜值为0.13%,临界值为0.30%,极限值为0.52%。(2)盐胁迫对桑树幼苗生长发育具有明显的抑制作用,且不同器官对盐胁迫的敏感程度表现为根>茎>叶。实验期间,当NaCl浓度为0.5~0.7%时,桑树幼苗的根系生长下降81.33-92.35%,新梢生长下降70.94-84.62%,叶片生长下降56.18-75.97%。盐胁迫能够显着降低桑树幼苗根冠比,当根冠比低于0.067~0.071时,植株受害极其严重,80%以上的植物枯死。(3)盐胁迫下, 0.1%NaCl处理浓度对桑树幼苗叶片的净光合速率(Pn)具有一定的促进作用;而0.3%、0.5%和0.7%则对Pn具有明显的抑制作用,且造成桑树幼苗Pn降低的效应主要是由非气孔因素控制的。在一定范围内,PAR和CO2浓度的增大可提高Pn。此外,随着NaCl处理浓度增大,Gs、Tr、WUE、Ls下降,而Ci上升。盐胁迫对桑树幼苗叶片的叶绿素荧光参数具有显着影响。试验期间,随NaCl处理浓度增大,Fo呈下降的趋势,但处理之间Fo变化差异不明显;而Fv/Fm、Fv/Fo、Fm和ΦPSⅡ下降,NPQ则先升后降。分析表明,盐胁迫对桑树幼苗光合作用的影响是多方面的,一方面是通过阻碍光合电子传递、降低光化学效率和光能转化效率来抑制植物的光合作用;另一方面则通过破坏细胞膜系统的结构和功能,降低光合酶的活性,引发光合机构的异常。而叶片中Na +和Cl -离子在抑制桑树幼苗的光合作用起主要作用,且Cl -离子的效应大于Na +离子。(4)盐胁迫对桑树幼苗的危害包括离子毒害、营养失衡、产生渗透胁迫和破坏细胞膜结构和功能的完整性,主要表现出植物体内Na+、Cl-的大量累积;植物器官中Ca2+、K+、Mg2+含量下降;K+/ Na+、Ca2+/ Na+、Mg2+/ Na+值急剧减小;器官含水量下降、叶片萎焉;质膜透性增加、MDA含量增大。(5)桑树幼苗对盐胁迫的适应机理可能包括以下四个方面,即离子的区域化作用、离子稳态重建、渗透调节作用和抗氧化保护体系的调节作用,主要表现为:①在器官层次上,桑树幼苗具有明显的Na+区域化作用,且离子的区域化作用具有明显的阈值效应,实生桑1年生幼苗Na+在器官层次上的区域化作用极限值在0.3%~0.5%之间。②试验初期,盐分对根系Ca2+、K+、Mg2+离子的吸收具有一定的促进作用,各个器官Ca2+、K+、Mg2+离子含量的增加,在一定程度上缓解Na+离子毒害,维持一定的K+/ Na+、Ca2+/ Na+、Mg2+/ Na+值,保证代谢的正常进行和植物生存。③Na+和Cl-是桑树幼苗适应盐胁迫主要渗透调节物质,高盐浓度(0.5-0.7%)下,其占实测渗透势的32.53%~66.96%。渗透调节过程中脯氨酸也发挥了重要作用,此外,可能存在其他有机小分子物质来平衡细胞质与液泡之间的渗透。④SOD、CAT和POD活性先升后降,表明了抗氧化酶系统在一定程度上能减轻或缓解盐胁迫对桑树幼苗的迫害。(6)桑树种植后,盐碱地土壤容重下降、土壤砂粒和粘粒含量降低、粉粒含量升高增加,土壤含盐量明显降低,土壤pH值略微减小,这些现象充分说明了土壤理化性质有所改善,保水保墒能力增强。同时,土壤N、P、K,有机质和腐殖质含量、土壤微生物数量和土壤酶活性都呈增大趋势,可见,桑树在盐碱地土壤改良中具有一定的作用。
二、西藏高原低大气压下冬小麦表观光合量子产额及其对温度和胞间CO_2浓度变化的响应(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、西藏高原低大气压下冬小麦表观光合量子产额及其对温度和胞间CO_2浓度变化的响应(论文提纲范文)
(1)宁夏盐池荒漠草原生态系统光能利用效率动态特征研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
缩写词表 |
1 引言 |
1.1 研究背景 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 光能利用效率的定义 |
1.2.2 环境因素和生物因素对生态系统光能利用效率的影响 |
1.2.3 不同天气状况下光能利用效率的变化 |
1.3 存在的主要问题 |
1.4 拟解决的关键问题 |
2 研究区概况 |
2.1 地理位置 |
2.2 气候特征 |
2.3 土壤和植被特征 |
3 研究内容、研究目标及研究方法与技术路线 |
3.1 研究内容 |
3.2 研究目标 |
3.3 研究方法 |
3.3.1 CO_2通量与气象数据观测 |
3.3.2 光能利用效率与环境和生物因子间的相关性分析 |
3.3.3 环境和生物因子与光能利用效率和生态系统生产力的通径分析 |
3.4 数据处理 |
3.4.1 通量观测数据处理 |
3.4.2 气象和生物因子的计算 |
3.4.3 散射辐射和不同天气状况的定义 |
3.4.4 光能利用效率的计算 |
3.5 研究技术路线 |
4 光能利用效率的季节动态变化 |
4.1 表观光量子效率α的季节动态变化 |
4.2 表观光量子效率α的每月动态变化 |
4.3 光能利用效率LUE的日尺度动态变化 |
4.4 光能利用效率LUE的季节动态变化 |
4.5 光能利用效率LUE的每月动态变化 |
4.6 小结 |
5 环境因子和生物因子对光能利用效率的影响 |
5.1 环境因子和生物因子动态变化 |
5.2 季节尺度上环境因子和生物因子对光能利用效率的影响 |
5.2.1 季节尺度上环境因子和生物因子对α的影响 |
5.2.2 季节尺度上环境因子和生物因子对LUE的影响 |
5.3 日尺度上环境因子对光能利用效率的影响 |
5.3.1 日尺度上环境因子的动态变化 |
5.3.2 日尺度上环境因子对LUE的影响 |
5.4 环境因子和生物因子对光能利用效率的直接和间接影响 |
5.4.1 环境因子与生物因子对α的直接和间接影响 |
5.4.2 环境因子和生物因子对LUE的直接和间接影响 |
5.5 讨论 |
5.5.1 环境因子和生物因子对光能利用效率的影响 |
5.5.2 环境因子和生物因子对光能利用效率的直接和间接影响 |
5.6 小结 |
6 不同天气状况对光能利用效率的影响 |
6.1 不同天气状况下对光能利用效率的影响 |
6.1.1 不同天气状况对LUE的影响 |
6.1.2 不同天气状况对α的影响 |
6.2 不同天气状况对生态系统生产力的影响 |
6.3 讨论 |
6.3.1 不同天气状况对环境因子的影响 |
6.3.2 不同天气状况对光能利用效率的影响 |
6.4 小结 |
7 散射辐射对荒漠草原生态系统的光合特性的影响 |
7.1 散射光合辐射条件下的荒漠草原生态系统光合特性 |
7.2 不同天气状况条件环境因子对散射光合辐射的光合特性的影响 |
7.3 不同天气状况条件环境因子对荒漠草原生态系统生产力的影响 |
7.4 讨论 |
7.4.1 环境因子对光合特性参数的影响 |
7.4.2 不同天气状况下环境因子对荒漠草原生态系统生产力相互影响 |
7.4.3 散射辐射对荒漠草原生态系统光合特性的影响 |
7.5 小结 |
8 结论、创新点与建议 |
8.1 本研究的主要结论 |
8.2 本研究的创新点 |
8.3 研究中存在的问题及建议 |
参考文献 |
个人简介 |
导师简介 |
获得成果目录清单 |
致谢 |
(2)基于涡度相关的农田CO2通量和光能利用率研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 农田生态系统碳循环过程 |
1.3 涡度相关技术的介绍 |
1.4 农田光能利用率的研究进展 |
1.5 技术路线图 |
第二章 研究区域概况及研究方法 |
2.1 研究区域概况 |
2.2 研究数据 |
2.2.1 梯度数据 |
2.2.2 涡度相关数据 |
2.2.3 水稻田间试验及相关数据 |
2.3 涡度相关数据处理 |
2.4 涡度相关法观测农田通量数据的可靠性评价 |
2.4.1 能量平衡的评价方法及分析 |
2.4.2 能量平衡不闭合的讨论 |
2.4.3 小结 |
第三章 农田CO_2通量的日/季节变化规律分析 |
3.1 农田生态系统CO_2通量的变化特征 |
3.1.1 水稻和小麦生长季CO_2通量的日变化 |
3.1.2 水稻和小麦生长季CO_2通量的季节变化 |
3.2 农田生态系统CO_2通量的环境影响因素 |
3.2.1 白天CO_2通量对光强的响应 |
3.2.2 白天CO_2通量对温度的响应 |
3.2.3 夜间CO_2通量对温度的响应 |
3.2.4 农田CO_2通量季节变化与环境因子的关系 |
3.3 小结 |
第四章 基于涡度相关的CO_2通量数据年变化规律分析 |
4.1 气象因子的年变化 |
4.2 农田生态系统能量交换的年变化 |
4.3 农田生态系统CO_2通量的年变化特征及影响因子 |
4.3.1 农田生态系统CO_2通量的年变化趋势 |
4.3.2 农田生态系统CO_2通量年变化的影响因素 |
4.4 U~*临界值的确定对年NEE估算的影响 |
4.5 小结 |
第五章 农田光能利用率的变化规律及影响因素 |
5.1 生理上的LUE变化规律分析 |
5.1.1 吸收的光合有效辐射比例FPAR的计算 |
5.1.2 光能利用率的日/季节变化 |
5.1.3 光能利用率的影响因子 |
5.2 生态上的LUE变化规律分析 |
5.2.1 水稻和小麦生长季内LUE的日变化 |
5.2.2 水稻和小麦生长季内LUE的季节变化 |
5.2.3 水稻和小麦生长季内LUE与气温的关系 |
5.3 小结 |
第六章 主要结论与展望 |
6.1 主要结论 |
6.2 问题与展望 |
6.3 特色和创新 |
参考文献 |
作者简介 |
后记 |
(3)中国植被总初级生产力、蒸散发及水分利用效率的估算及时空变化(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
1 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.1.1 陆地生态系统在全球变化中的重要地位 |
1.1.2 陆地生态系统碳水耦合的重要性 |
1.1.3 陆地生态系统生产力的重要性 |
1.1.4 陆地生态系统蒸散发的重要性 |
1.1.5 陆地生态系统生产力及蒸散发估算的重要手段——遥感 |
1.2 国内外研究进展 |
1.2.1 陆地生态系统WUE计算方法 |
1.2.2 陆地生态系统初级生产力及ET观测计算方法 |
1.2.3 全球及中国陆地生态系统初级生产力及蒸散发估算 |
1.2.4 环境因素对生态系统LUE与WUE的影响 |
1.2.5 LUE模型 |
1.2.6 Priestley-Taylor模型 |
1.3 存在问题 |
1.4 研究目的与内容 |
2 研究区概况及数据处理 |
2.1 研究区概况 |
2.2 站点尺度分析 |
2.2.1 站点数据来源 |
2.2.2 站点数据处理 |
2.2.3 站点数据分析方法 |
2.3 尺度扩展分析 |
2.3.1 GPP估算模型 |
2.3.2 LUE模型估算结果比较 |
2.3.3 ET估算模型 |
2.4 模型估算结果及其时空分布格局分析 |
2.4.1 模型估算数据来源及处理 |
2.4.2 WUE计算方法 |
2.4.3 空间分布分析 |
2.4.4 时间变化分析 |
2.4.5 影响因子分析 |
2.5 技术路线 |
3 模型参数估算 |
3.1 FPAR时空变化 |
3.2 APAR时空变化 |
3.3 R_n估算及时空分布 |
3.3.1 估算结果验证 |
3.3.2 R_n时空分布状况 |
3.4 G估算及时空分布 |
3.4.1 估算结果验证 |
3.4.2 G时空分布状况 |
3.5 EF估算及时空分布 |
3.5.1 估算结果验证 |
3.5.2 EF时空分布状况 |
3.6 本章小结 |
4 站点尺度GPP、LUE主要影响因子的区域差异 |
4.1 GPP变化特征及影响因素 |
4.1.1 GPP月总量变化特征 |
4.1.2 GPP月总量影响因素 |
4.1.3 GPP月总量与遥感光谱指数关系 |
4.2 LUE变化特征及影响因素 |
4.2.1 月均LUE变化特征 |
4.2.2 月均LUE影响因素 |
4.2.3 月均LUE与遥感光谱指数关系 |
4.3 本章小结 |
5 GPP的尺度扩展 |
5.1 LUE模型估算结果比较 |
5.1.1 模型估算结果 |
5.1.2 模型估算能力比较 |
5.1.3 生长季不同阶段模型估算能力比较 |
5.2 全国多年平均GPP分布状况 |
5.2.1 全国多年平均GPP空间分布 |
5.2.2 全国植被多年平均GPP分布状况 |
5.3 全国月均GPP季节变化 |
5.3.1 全国月均GPP季节变化总体情况 |
5.3.2 全国植被GPP月总量季节变化 |
5.3.3 各植被类型多年月均GPP变化的区域差异 |
5.4 本章小结 |
6 ET的尺度扩展 |
6.1 Priestley-Taylor模型估算结果验证 |
6.2 全国多年平均ET分布状况 |
6.2.1 全国多年平均ET空间分布 |
6.2.2 全国植被多年平均ET分布状况 |
6.3 全国月均ET季节变化 |
6.3.1 全国月均ET季节变化总体情况 |
6.3.2 全国植被月均ET季节变化 |
6.3.3 各植被类型多年ET月总量变化的区域差异 |
6.4 本章小结 |
7 中国植被WUE估算 |
7.1 WUE估算结果验证 |
7.2 全国多年平均WUE分布状况 |
7.2.1 全国年均WUE空间分布 |
7.2.2 全国植被多年平均WUE分布状况 |
7.3 全国植被月均WUE季节变化 |
7.3.1 全国月均WUE空间分布 |
7.3.2 全国不同植被类型月均WUE季节变化 |
7.3.3 各植被类型WUE月总量变化的区域差异 |
7.3.4 全国月均WUE季节变化与气候因素之间的关系 |
7.4 全国植被WUE年际变化 |
7.4.1 全国WUE年际变化空间分布 |
7.4.2 全国WUE年际变化与气候因素之间的关系 |
7.4.3 各植被类型WUE年际变化与气候因素之间的关系 |
7.4.4 WUE年际变化驱动力 |
7.5 本章小结 |
8 讨论与结论 |
8.1 讨论 |
8.1.1 LUE模型中水分胁迫参数 |
8.1.2 植被指数与GPP、LUE之间关系 |
8.1.3 LUE_(max)的影响 |
8.1.4 WUE时空变化特征 |
8.1.5 各植被类型的WUE变化特征 |
8.2 结论 |
参考文献 |
个人简介 |
导师简介 |
致谢 |
(4)黄土高原旱作麦田CO2通量的研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 文献综述 |
1.1 研究目的和意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 土壤呼吸的测定方法 |
1.2.2 陆地生态系统物质和能量间交换的研究方法 |
1.3 土壤呼吸的影响因素 |
1.3.1 温度对土壤呼吸的影响 |
1.3.2 土壤含水量对土壤呼吸的影响 |
1.3.3 降水对土壤呼吸的影响 |
1.3.4 气候、土壤、植被对土壤呼吸的关系 |
1.3.5 人为因素对土壤呼吸的影响 |
1.3.6 生态系统生产力以及底物供应对土壤呼吸的影响 |
1.3.7 其它环境因子对土壤呼吸的影响 |
1.4 生态系统固碳过程中的主要环境影响因素 |
1.4.1 光照条件对生态系统固碳作用的影响 |
1.4.2 温度对于生态系统固碳作用的影响 |
1.4.3 水分环境对生态系统固碳作用的影响 |
1.4.4 CO_2浓度对生态系统固碳作用的影响 |
1.5 研究内容及技术路线 |
1.5.1 研究内容 |
1.5.2 技术路线 |
第二章 黄土高原旱作麦田与裸地土壤呼吸特征 |
2.1 引言 |
2.2 材料与方法 |
2.2.1 试验地概况 |
2.2.2 试验设计 |
2.2.3 土壤呼吸速率的测定 |
2.2.4 土壤 CO2-C 排放量的估算 |
2.3 数据处理 |
2.4 结果与分析 |
2.4.1 不同处理下土壤呼吸速率的季节变化 |
2.4.2 不同处理下土壤呼吸速率的日变化 |
2.4.3 不同处理下土壤 CO_2排放量的季节变化 |
2.5 讨论 |
第三章 土壤水分和温度对黄土高原旱作麦田与裸地土壤呼吸的影响 |
3.1 引言 |
3.2 材料与方法 |
3.2.1 试验地概况 |
3.2.2 试验设计 |
3.2.3 测定项目与方法 |
3.3 数据处理 |
3.4 结果与分析 |
3.4.1 不同处理下土壤水热因子的动态变化 |
3.4.2 土壤水热因子对土壤呼吸速率的影响 |
3.5 讨论 |
第四章 土壤酶和微生物对黄土高原旱作麦田土壤呼吸的影响 |
4.1 引言 |
4.2 材料与方法 |
4.2.1 试验地概况 |
4.2.2 试验设计 |
4.2.3 测定项目与方法 |
4.3 数据分析 |
4.4 结果与分析 |
4.4.1 土壤酶活性的变化 |
4.4.2 土壤微生物数量的变化 |
4.4.3 根呼吸以及根系生物量的季节变化 |
4.4.4 土壤酶活性对土壤呼吸速率的影响 |
4.4.5 土壤微生物及根系生物量对土壤呼吸速率的影响 |
4.5 讨论 |
第五章 黄土高原旱作麦田生态系统 CO_2通量特征 |
5.1 引言 |
5.2 材料与方法 |
5.2.1 试验地概况 |
5.2.2 试验设计 |
5.2.3 测定项目与方法 |
5.3 结果与分析 |
5.3.1 气象因子的动态变化 |
5.3.2 麦田生态系统 CO_2通量日变化特征 |
5.3.3 麦田生态系统 CO_2通量逐日变化特征 |
5.3.4 麦田生态系统 CO_2通量与气象因子的关系 |
5.3.5 麦田生态系统 CO_2通量与生物影响因子的关系 |
5.3.6 麦田生态系统 CO_2通量与土壤影响因子的关系 |
5.3.7 麦田生态系统的碳源汇特征 |
5.4 讨论 |
第六章 结论与展望 |
6.1 主要结论 |
6.1.1 黄土高原旱作麦田土壤呼吸季节变化特征 |
6.1.2 土壤酶和微生物对旱作麦田土壤呼吸的影响 |
6.1.3 土壤温度和水分对旱作麦田土壤呼吸的影响 |
6.1.4 麦田与裸地土壤呼吸的差异 |
6.1.5 麦田生态系统碳通量的变化 |
6.2 研究展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简介 |
(5)15个果桑品种对干旱胁迫的生理响应及抗旱性评价(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 文献综述 |
1.1 植物抗旱性研究 |
1.1.1 形态结构与植物的抗旱性 |
1.1.2 生理生化特性与植物的抗旱性 |
1.1.3 抗旱蛋白 |
1.2 抗旱性鉴定指标 |
1.3 桑树抗逆性研究进展 |
1.4 研究的目的意义 |
第二章 水分胁迫下不同果桑品种生理生化特性的研究 |
2.1 材料与方法 |
2.1.1 试验材料 |
2.1.2 测定方法 |
2.2 结果与分析 |
2.2.1 水分胁迫下不同果桑品种的叶片水分生理变化 |
2.2.2 水分胁迫下不同果桑品种的细胞膜透性变化 |
2.2.3 水分胁迫下不同果桑品种的保护酶活性变化 |
2.2.4 水分胁迫下不同果桑品种的渗透调节物质含量变化 |
2.2.5 各生理生化指标的相关分析 |
2.3 讨论 |
2.3.1 叶片水分生理 |
2.3.2 质膜透性 |
2.3.3 保护酶活性 |
2.3.4 渗透调节 |
第三章 水分胁迫下不同果桑品种的光合生理生态特性的研究 |
3.1 材料与方法 |
3.1.1 试验材料 |
3.1.2 试验设计 |
3.2 结果与分析 |
3.2.1 水分胁迫对不同果桑品种光合作用的影响 |
3.2.2 不同水分梯度下不同果桑品种的光合作用-光响应 |
3.2.3 不同土壤水分条件下各果桑品种的光合作用-CO_2响应 |
3.3 结论与讨论 |
第四章 不同果桑品种抗旱性综合评价 |
4.1 材料与方法 |
4.1.1 材料 |
4.1.2 方法 |
4.2 结果与分析 |
4.2.1 中度水分胁迫下各果桑品种抗旱性综合评价 |
4.2.2 重度水分胁迫下各果桑品种抗旱性综合评价 |
4.3 讨论 |
第五章 结论 |
参考文献 |
缩略表 |
致谢 |
作者简介 |
(6)太阳辐射减弱对冬小麦生理生化及产量的影响研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究目的与意义 |
1.2 国内外研究现状及动态分析 |
1.2.1 太阳辐射减弱对农作物影响的研究进展 |
1.2.2 太阳辐射减弱对农作物影响的模型评估研究 |
1.2.3 存在的问题 |
1.3 研究目标与主要内容 |
1.3.1 研究目标 |
1.3.2 研究内容 |
第二章 长三角地区太阳辐射变化及其与气溶胶辐射特性的相互关系 |
2.1 引言 |
2.2 材料与方法 |
2.2.1 地表太阳辐射资料来源及处理方法 |
2.2.2 气溶胶资料来源及处理 |
2.2.3 SBDART辐射传输模式及模拟计算 |
2.2.4 常规气象资料 |
2.3 结果与讨论 |
2.3.1 地表太阳总辐射的年际变化特征 |
2.3.2 长三角地区地表太阳总辐射的季节变化特征 |
2.3.3 地表太阳辐射变化与气溶胶的辐射特性的相互关系 |
2.4 小结 |
第三章 大田试验研究材料与处理方法 |
3.1 大田试验设计方法 |
3.1.1 试验站状况 |
3.1.2 试验材料 |
3.1.3 大田试验设计与处理 |
3.2 指标测定方法 |
3.2.1 作物生长及干物质分配指标 |
3.2.2 生理生化指标 |
3.2.3 产量指标 |
3.2.4 环境因子指标 |
3.4 本章小结 |
第四章 太阳辐射减弱条件下冬小麦的光合生理变化特征 |
4.1 引言 |
4.2 材料与方法 |
4.3 结果与分析 |
4.3.1 冬小麦叶片的光合色素含量 |
4.3.2 冬小麦叶片气体交换参数的变化特征 |
4.3.3 不同灌浆期冬小麦叶片的快速光曲线(RCL,自然光下测量) |
4.3.4 冬小麦灌浆期诱导曲线(IC,夜间暗适应后测量) |
4.3.5 冬小麦叶片的受损程度 |
4.3.6 冬小麦叶片光合产物的变化特征 |
4.4 讨论 |
4.4.1 光合色素的变化 |
4.4.2 气体交换参数的变化 |
4.4.3 灌浆期叶片的光合活性 |
4.4.4 灌浆期PSII的光能分配 |
4.4.5 叶片质膜受损状况 |
4.4.6 叶片光合产物的变化特征 |
4.5 本章小结 |
第五章 太阳辐射减弱条件下冬小麦的干物质变化及产量形成 |
5.1 引言 |
5.2 材料与方法 |
5.3 结果与分析 |
5.3.1 太阳辐射减弱对冬小麦生长的影响 |
5.3.2 太阳辐射减弱对冬小麦干物质累积及其分配的影响 |
5.3.3 太阳辐射减弱对冬小麦产量及其构成因素的影响 |
5.4 讨论 |
5.4.1 冬小麦的生长和产量变化 |
5.4.2 冬小麦冬太阳辐射减弱的形态学适应机制 |
5.5 本章小结 |
第六章 太阳辐射减弱对冬小麦干物质生产及分配的模拟研究 |
6.1 引言 |
6.2 材料与方法 |
6.2.1 光合作用与干物质生产模拟方法 |
6.2.2 太阳辐射减弱对冬小麦干物质分配和产量影响的模拟研究 |
6.2.3 模型的检验 |
6.3 结果与分析 |
6.3.1 太阳辐射减弱条件下冬小麦光合速率的模拟 |
6.3.2 太阳辐射减弱条件下冬小麦干物质生产的模型模拟 |
6.3.3 太阳辐射减弱条件下冬小麦干物质分配的模拟 |
6.3.4 太阳辐射减弱条件下冬小麦籽粒产量的模拟及比较 |
6.4 讨论 |
6.5 本章小结 |
第七章 结论与展望 |
7.1 主要结论 |
7.1.1 地表太阳辐射变化及其与气溶胶特性的相互关系 |
7.1.2 太阳辐射减弱条件下冬小麦光合系统的响应及光合生产能力 |
7.1.3 太阳辐射减弱条件下冬小麦光干物质的累积、分配及产量形成 |
7.1.4 太阳辐射减弱条件下冬小麦光合作用及干物质生产的评估 |
7.2 本文的创新之处 |
7.3 存在的问题及今后工作展望 |
参考文献 |
读研期间发表的论着及参与的课题 |
致谢 |
(7)冬小麦农田生态系统碳、水循环特征及冠层上方碳通量的模拟(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 引言 |
1.1 研究背景 |
1.1.1 全球变化与陆地生态系统碳、水循环 |
1.1.2 生态系统尺度通量模型研究概况 |
1.2 研究目标和内容 |
1.2.1 研究目标 |
1.2.2 研究内容 |
1.3 研究可行性分析及技术路线 |
1.3.1 可行性分析 |
1.3.2 技术路线 |
第二章 农田试验观测内容与方法 |
2.1 试验地概况 |
2.2 试验观测目的 |
2.3 试验观测内容与方法 |
2.3.1 大气要素观测 |
2.3.1.1 碳通量/微气象要素观测 |
2.3.1.2 微气象多层梯度观测 |
2.3.2 植物要素观测 |
2.3.2.1 分层叶面积、地上部分生物量及氮含量 |
2.3.2.2 单张叶片的光合—蒸腾特性 |
2.3.3 土壤要素观测 |
2.3.3.1 土壤呼吸 |
2.3.3.2 土壤温度、湿度、与土壤呼吸有关的生物量 |
第三章 农田环境与植被特征分析 |
3.1 气象变量特征 |
3.2 农田近地层小气候特征 |
3.2.1 麦田中的温度 |
3.2.1.1 温度的时间变化 |
3.2.1.2 温度的垂直分布 |
3.2.2 麦田中的湿度 |
3.2.2.1 湿度的时间变化 |
3.2.2.2 湿度的垂直分布 |
3.2.3 麦田中CO_2浓度 |
3.2.3.1 CO_2浓度的时间变化 |
3.2.3.2 CO_2浓度的垂直分布 |
3.3 叶片氮含量的垂直分布与模拟 |
3.4 农田土壤温、湿度特征 |
3.4.1 土壤温度 |
3.4.1.1 土壤温度的季节变化 |
3.4.1.2 土壤温度的日变化 |
3.4.2 土壤湿度 |
3.4.2.1 土壤湿度的季节变化 |
3.4.2.2 土壤湿度的日变化 |
3.5 本章小结 |
第四章 植物光合—蒸腾过程的碳、水循环特征 |
4.1 光合—蒸腾作用的测定 |
4.2 试验研究目的和观测内容 |
4.2.1 试验研究目的 |
4.2.2 试验观测的内容 |
4.2.2.1 光合—蒸腾作用的日变化测定 |
4.2.2.2 光响应曲线测定 |
4.2.2.3 CO_2响应曲线测定 |
4.3 结果与分析 |
4.3.1 日变化特征 |
4.3.1.1 光合有效辐射的日变化 |
4.3.1.2 净光合速率的日变化 |
4.3.1.3 蒸腾速率的日变化 |
4.3.1.4 水分利用效率的日变化 |
4.3.2 光合-蒸腾-水分利用效率的时空变异性分析 |
4.3.2.1 阴、阳叶的差异性分析 |
4.3.2.2 不同层位叶片的差异性分析 |
4.3.2.3 不同生育期叶片的差异性分析 |
4.3.3 日变化的影响因子 |
4.3.3.1 净光合速率日变化的影响因子 |
4.3.3.1.1 光合有效辐射对净光合速率的影响 |
4.3.3.1.2 气孔导度对净光合速率的影响 |
4.3.3.1.3 胞间CO_2浓度对净光合速率的影响 |
4.3.3.1.4 叶温对净光合速率的影响 |
4.3.3.2 蒸腾速率日变化的影响因子 |
4.3.3.2.1 光合有效辐射对蒸腾速率的影响 |
4.3.3.2.2 气孔导度对蒸腾速率的影响 |
4.3.3.2.3 叶温对蒸腾速率的影响 |
4.3.3.3 水分利用效率的影响因子 |
4.3.3.3.1 气孔导度对水分利用效率的影响 |
4.3.3.3.2 光合、蒸腾速率的耦合关系对水分利用效率的影响 |
4.3.3.4 讨论 |
4.3.4 光响应特征 |
4.3.4.1 不同层位叶片净光合速率对光的响应 |
4.3.4.2 不同层位叶片蒸腾速率、水分利用效率对光的响应 |
4.3.4.3 讨论 |
4.3.5 CO_2响应特征 |
4.3.5.1 不同层位叶片净光合速率对CO_2的响应 |
4.3.5.2 不同层位叶片蒸腾速率、水分利用效率对CO_2的响应 |
4.3.5.3 不同层位叶片气孔导度对CO_2的响应 |
4.3.5.4 讨论 |
4.4 本章小结 |
4.4.1 日变化特征 |
4.4.2 光响应特征 |
4.4.3 CO_2响应特征 |
第五章 土壤呼吸过程的碳循环特征及根呼吸贡献 |
5.1 土壤呼吸的测定 |
5.2 原位区分根呼吸的试验研究方法 |
5.3 结果与分析 |
5.3.1 土壤呼吸、温度的日变化 |
5.3.2 土壤呼吸、温度、湿度及地上、根生物量的季节变化 |
5.3.3 温度对土壤呼吸速率的影响 |
5.3.4 生长季内根呼吸对土壤总呼吸的贡献 |
5.4 讨论 |
5.5 本章小结 |
第六章 农田生态系统能量传输及碳、水循环特征 |
6.1 生态系统基本能量和碳、水循环的相互联系 |
6.2 生态系统尺度能量传输特征 |
6.2.1 辐射收支 |
6.2.2 能量分配 |
6.2.3 能量闭合评价 |
6.2.4 能量传输的日变化特征 |
6.2.5 能量传输的季节变化特征 |
6.3 生态系统尺度碳、水循环特征 |
6.3.1 冠层上方CO_2通量 |
6.3.2 农田蒸散量 |
6.3.3 生态系统水分利用效率 |
6.4 本章小结 |
第七章 双叶模型在冬麦田冠层CO_2通量多层模拟中的应用研究 |
7.1 模拟研究的意义 |
7.2 通量数据处理 |
7.3 模型描述 |
7.3.1 光合作用 |
7.3.2 阳叶和阴叶面积指数 |
7.3.3 阳叶和阴叶的辐射能量 |
7.3.4 气孔导度 |
7.3.5 呼吸作用 |
7.3.5.1 植物自养呼吸 |
7.3.5.2 土壤异养呼吸 |
7.4 模型运行和有关参数 |
7.4 模拟结果与分析 |
7.4.1 光合作用日变化特征 |
7.4.2 光合作用的光响应特征 |
7.4.3 冠层上方碳通量特征 |
7.4.3.1 光合有效辐射(PPFD) |
7.4.3.2 生态系统呼吸 |
7.4.3.3 CO_2通量(NEP/NEE) |
7.4.4 各层阴、阳叶GPP贡献率及NPP估算 |
7.5 参数的确定 |
7.5.1 最大气孔导度(g_(max)) |
7.5.2 在25℃时的最大羧化速率(V_(m25)) |
7.6 本章小结 |
第八章 结论与展望 |
8.1 主要结论 |
8.1.1 农田空气温度、湿度及CO_2浓度的垂直分布 |
8.1.2 叶片氮含量的垂直分布 |
8.1.3 植物叶片水平光合—蒸腾过程的碳、水循环特征 |
8.1.4 土壤呼吸过程的碳循环特征及根呼吸的贡献 |
8.1.5 农田生态系统能量传输及碳、水循环特征 |
8.1.6 生态系统尺度多层—双叶模型对冠层上方碳通量的模拟 |
8.2 研究创新之处 |
8.3 未来工作展望 |
参考文献 |
参与科研项目及论文发表情况 |
致谢 |
(8)黄土丘陵区主要树种抗旱生理特性及荧光动力机制(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.1.1 研究背景 |
1.1.2 国内外研究现状及评述 |
1.2 研究目标及主要研究内容 |
1.2.1 关键的科学问题与研究目标 |
1.2.2 主要研究内容 |
1.3 研究技术路线 |
第二章 材料与方法 |
2.1 试验材料 |
2.1.1 研究区概况 |
2.1.2 试验材料 |
2.2 研究方法 |
2.2.1 土壤水分梯度控制 |
2.2.2 叶片气体交换参数的光响应 |
2.2.3 叶片气体交换参数及叶绿素荧光参数的日动态 |
2.2.4 光合作用-CO_2响应曲线测定 |
2.2.5 光合速率-光响应曲线参数的日变化 |
2.2.6 不同生长期树种光合特征参数测定 |
第三章 结果与分析 |
3.1 不同水分条件下8 个树种气体交换参数的光响应 |
3.1.1 光合速率的光响应 |
3.1.2 光合速率的光响应参数 |
3.1.3 蒸腾速率和气孔导度的光响应 |
3.1.4 水分利用效率的光响应 |
3.1.5 光合效率对光照和土壤水分的阈值响应特征 |
3.1.6 光合效率的适宜土壤水分阈值 |
3.2 不同水分条件下8 个树种气体交换参数的CO_2响应 |
3.2.1 光合速率的CO_2响应 |
3.2.2 光合作用-CO_2响应参数 |
3.2.3 蒸腾速率及气孔导度的CO_2响应 |
3.2.4 水分利用效率的CO_2响应 |
3.3 不同水分条件下8 个树种气体交换参数的日动态 |
3.3.1 光合速率的日动态 |
3.3.2 蒸腾速率及气孔导度的日动态 |
3.3.3 水分利用效率的日动态 |
3.3.4 胞间CO_2浓度和气孔限制值的日动态 |
3.3.5 光合、蒸腾与环境影响因子的相关及回归分析 |
3.3.6 8 个树种气体交换参数比较 |
3.3.7 光合速率-光响应参数的日动态 |
3.4 植物叶片叶绿素荧光参数的日动态 |
3.4.1 Φ_(PSⅡ)的日动态 |
3.4.2 F_o和F_m的日动态 |
3.4.3 F_v/F_m值的日动态 |
3.4.4 qP 和NPQ 的日动态 |
3.4.5 8 个树种叶绿素荧光参数比较 |
3.4.6 8 个树种光合特征参数方差分析 |
3.4.7 8 个树种光合特征参数的相关分析 |
3.5 不同生长期家桑和三角枫气体交换参数对光强的响应 |
3.5.1 不同生长期家桑和三角枫光合速率的光响应 |
3.5.2 不同生长期家桑和三角枫光合速率-光响应参数 |
3.5.3 不同生长期家桑和三角枫蒸腾速率及气孔导度的光响应 |
3.5.4 不同生长期家桑和三角枫水分利用效率的光响应 |
3.5.5 不同生长期家桑和三角枫胞间CO_2浓度和气孔限制值的光响应 |
3.6 不同生长期家桑和三角枫气体交换参数的日动态 |
3.6.1 不同生长期家桑和三角枫光合速率的日动态 |
3.6.2 不同生长期家桑和三角枫蒸腾速率与气孔导度的日动态 |
3.6.3 不同生长期家桑和三角枫水分利用效率的日动态 |
3.6.4 不同生长期家桑和三角枫胞间CO_2浓度和气孔限制值的日动态 |
3.6.5 不同生长期树种光合、蒸腾速率与各影响因子的相关性 |
3.7 不同生长期家桑和三角枫叶绿素荧光参数的日动态 |
3.8 不同水分处理下家桑和三角枫的净生物量比较 |
第四章 结论与讨论 |
4.1 结论 |
4.1.1 植物叶片气体交换参数对土壤水分和光强具有明显的阈值响应 |
4.1.2 土壤水分影响植物叶片气体交换参数对CO_2浓度的响应过程 |
4.1.3 光合特征参数日动态对土壤水分变化的响应过程与机制 |
4.1.4 植物叶片气体交换参数的季节变化和日动态 |
4.1.5 不同生长期植物光合作用的光抑制、光化学效率及热耗散 |
4.2 讨论 |
4.2.1 植物叶片气体交换参数对土壤水分和光照强度的响应 |
4.2.2 不同水分下植物叶片气体交换参数对CO_2浓度的响应 |
4.2.3 不同水分下植物叶片气体交换参数的日动态 |
4.2.4 不同水分处理下植物叶片气体交换参数的季节变化 |
4.3 展望 |
参考文献 |
附录 |
在读期间的学术研究 |
致谢 |
(9)四种灌木植物光合效率对土壤水分的响应过程与机制(论文提纲范文)
中文摘要 |
ABSTRACT |
1 引言 |
1.1 研究目的与意义 |
1.1.1 研究问题与目的 |
1.1.2 研究意义 |
1.2 研究进展与现状 |
1.2.1 植物光合生理生态学的研究进展 |
1.2.2 环境因子对植物生理生态特性的影响 |
1.2.2.1 土壤湿度对光合作用的影响 |
1.2.2.2 光照强度对光合作用的影响 |
1.2.2.3 CO_2浓度升高对光合作用的影响 |
1.2.3 叶绿素荧光动力学机制研究进展 |
1.2.3.1 叶绿素荧光分析技术的应用进展 |
1.2.3.2 叶绿素荧光动力学在植物逆境生理中的应用 |
2 材料与方法 |
2.1 试验地自然概况 |
2.2 试验材料 |
2.3 研究内容 |
2.4 研究方法 |
2.4.1 试验布设与水分控制 |
2.4.2 光合作用及叶绿素荧光日变化 |
2.4.3 光合作用的光响应过程 |
2.4.4 光合作用的CO_2响应过程 |
2.4.5 数据处理与分析 |
3 结果与分析 |
3.1 不同土壤湿度下灌木光合效率及叶绿素荧光的日动态过程与机制 |
3.1.1 叶片光合作用效率参数日动态过程 |
3.1.1.1 净光合速率的日动态 |
3.1.1.2 蒸腾速率的日动态 |
3.1.1.3 水分利用效率的日动态 |
3.1.1.4 胞间CO_2浓度和气孔限制值的日动态 |
3.1.2 叶片叶绿素荧光参数日动态过程 |
3.1.2.1 F_o与F_m的日动态 |
3.1.2.2 F_v/F_m的日动态 |
3.1.2.3 Φ_(PSⅡ)、NPQ 的日动态 |
3.1.3 不同灌木光合效率参数与环境因子相关性 |
3.2 不同土壤湿度下灌木光合作用效率的光响应过程与机制 |
3.2.1 净光合速率的光响应 |
3.2.2 蒸腾速率和水分利用效率的光响应 |
3.2.3 不同灌木植物光合作用光响应过程模型 |
3.2.4 不同灌木光合效率对光照和土壤湿度的阈值响应特征 |
3.2.5 不同灌木光合作用适宜的土壤含水量阈值 |
3.3 不同土壤湿度下灌木光合效率的CO_2响应过程与机制 |
3.3.1 净光合速率的CO_2响应 |
3.3.2 蒸腾速率和水分利用效率的CO_2响应 |
3.3.3 不同灌木光合效率对CO_2 浓度和土壤湿度的阈值响应特征 |
4 讨论 |
4.1 四种灌木光合作用日变化类型及其气孔与非气孔限制 |
4.2 四种灌木光合作用的“午休”现象及其光抑制机理 |
4.3 四种灌木植物的光能利用特征及其土壤水分关系 |
4.4 四种灌木植物的CO_2羧化特征及其土壤水分关系 |
4.5 四种灌木光合作用高效用水的土壤水分阈值 |
5 结论 |
5.1 四种灌木植物光合作用效率日变化特征与生理机制 |
5.2 四种灌木光合作用效率对光照强度和土壤湿度的响应特征 |
5.3 四种灌木植物光合作用光响应过程的模拟及其适宜的模型 |
5.4 四种灌木植物光合效率对大气CO_2的响应特征 |
参考文献 |
致谢 |
攻读学位期间发表论文情况 |
(10)桑树抗盐性研究及其在盐碱地中的应用(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.1.1 研究背景 |
1.1.2 研究目的和意义 |
1.1.3 项目来源与经费支持 |
1.2 国内外研究现状与发展趋势 |
1.2.1 盐碱地综合治理研究进展 |
1.2.2 植物抗盐性研究进展 |
1.3 研究目标和主要研究内容 |
1.3.1 研究目标 |
1.3.2 主要研究内容 |
1.4 研究技术路线 |
第二章 研究材料与方法 |
2.1 试验地概况 |
2.2 试验材料 |
2.3 试验处理方法 |
2.3.1 试验设计 |
2.3.2 试验处理 |
2.3.3 指标内容及其测定方法 |
第三章 不同阶段的桑树耐盐能力研究 |
3.1 实生桑种子萌发成苗期耐盐能力分析 |
3.1.1 盐胁迫对种子出苗率的影响 |
3.1.2 盐胁迫对当年生幼苗存活率的影响 |
3.2 实生桑1 年生幼苗耐盐能力 |
3.2.1 盐胁迫下桑树幼苗盐害症状和盐害指数变化 |
3.2.2 盐胁迫对1 年生苗存活率的影响 |
3.2.3 盐胁迫实生桑1 年生幼苗生长发育的影响 |
3.2.4 实生桑1 年生幼苗耐盐性综合评价 |
3.3 小结 |
第四章 盐胁迫对桑树幼苗光合作用及叶绿素荧光特性的影响 |
4.1 盐胁迫对叶片叶绿素含量的影响 |
4.2 盐胁迫对桑树幼苗光合生理特性的影响 |
4.2.1 盐胁迫下净光合速率(Pn)等光合生理指标的变化 |
4.2.2 盐胁迫下净光合速率(Pn)的光响应 |
4.2.3 盐胁迫下净光合速率的CO_2 响应 |
4.3 盐胁迫对叶片叶绿素荧光动力学参数的影响 |
4.3.1 Fo、Fm、Fv/Fm、Fv/Fo |
4.3.2 对ΦPSⅡ、NPQ 的影响 |
4.4 盐胁迫下影响Pn 的主要因子 |
4.4.1 影响Pn 的主要生理生态因子 |
4.4.2 影响Pn 的主要叶绿素荧光参数 |
4.5 小结 |
第五章 桑树幼苗对盐胁迫的适应机理研究 |
5.1 对离子胁迫的适应 |
5.1.1 盐胁迫下不同器官Na~+含量变化 |
5.1.2 盐胁迫下不同器官K~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)离子的变化 |
5.1.3 盐胁迫下不同器官K~+/ Na+、Ca~(2+)/ Na~+、Mg~(2+)/ Na~+ 的变化 |
5.2 对渗透胁迫的适应 |
5.2.1 盐胁迫下叶片和细根有机渗透调节物质含量的变化 |
5.2.2 盐胁迫下叶片和细根的渗透势的变化 |
5.2.3 盐胁迫下无机和有机渗透调节物质的效应 |
5.3 对过氧化胁迫的适应 |
5.3.1 盐胁迫下叶片和细根质膜透性和MDA 含量的变化 |
5.3.2 SOD、CAT、POD 等抗氧化酶活性的变化 |
5.3.3 质膜透性、MDA 与抗氧化酶活性的关系 |
5.4 盐离子的效应 |
5.5 小结 |
第六章 桑树在盐碱地中的应用 |
6.1 盐碱地土壤理化性质的变化 |
6.1.1 土壤结构变化 |
6.1.2 土壤pH值和全盐含量的变化 |
6.2 盐碱地土壤营养的变化 |
6.2.1 土壤腐殖质、有机质含量的变化 |
6.2.2 土壤N、P、K元素含量的变化 |
6.3 盐碱地土壤酶活性的变化 |
6.4 盐碱地土壤微生物含量的变化 |
6.5 小结 |
第七章 结论与讨论 |
7.1 结论 |
7.2 讨论 |
参考文献 |
附录 |
在读期间的学术研究 |
致谢 |
四、西藏高原低大气压下冬小麦表观光合量子产额及其对温度和胞间CO_2浓度变化的响应(论文参考文献)
- [1]宁夏盐池荒漠草原生态系统光能利用效率动态特征研究[D]. 李成. 北京林业大学, 2020
- [2]基于涡度相关的农田CO2通量和光能利用率研究[D]. 费敦悦. 南京信息工程大学, 2016(02)
- [3]中国植被总初级生产力、蒸散发及水分利用效率的估算及时空变化[D]. 仇宽彪. 北京林业大学, 2015(12)
- [4]黄土高原旱作麦田CO2通量的研究[D]. 郭强. 西北农林科技大学, 2014(02)
- [5]15个果桑品种对干旱胁迫的生理响应及抗旱性评价[D]. 姜晓丹. 西北农林科技大学, 2012(06)
- [6]太阳辐射减弱对冬小麦生理生化及产量的影响研究[D]. 麦博儒. 南京信息工程大学, 2011(10)
- [7]冬小麦农田生态系统碳、水循环特征及冠层上方碳通量的模拟[D]. 张雪松. 南京信息工程大学, 2009(09)
- [8]黄土丘陵区主要树种抗旱生理特性及荧光动力机制[D]. 张淑勇. 中国林业科学研究院, 2009(01)
- [9]四种灌木植物光合效率对土壤水分的响应过程与机制[D]. 陈建. 山东农业大学, 2008(02)
- [10]桑树抗盐性研究及其在盐碱地中的应用[D]. 柯裕州. 中国林业科学研究院, 2008(04)