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相似文献
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1.
长白山阔叶红松林主要树种光合作用的光响应曲线   总被引:52,自引:4,他引:48  
以叶片光合作用观测资料为基础,利用直角双曲线与非直角双曲线两种方法对长白山阔叶红松林的主要建群树种红松(Pinus koraiensis)、紫椴(Tilia amurensis)、蒙古栎(Quercus mongolica)、水曲柳(Fraxinus mandshurica)光合作用的光响应曲线进行了拟合.结果表明,两种方法拟合结果不同,直角双曲线方法简单,但非直角双曲线的拟合结果更符合生理意义.由直角双曲线拟合得出4个树种的初始量子效率α、最大净光合作用速率Pmax以及暗呼吸Rd大于非直角双曲线的拟合结果,而光补偿点Lcp随树种不同而有差异.两种方法得出4个树种的α、Rd大小顺序相同,分别是:α为水曲柳>紫椴>蒙古栎>红松;Rd为水曲柳>蒙古栎>紫椴>红松,但由两种方法得出的Pmax、Lcp值大小顺序有差异.  相似文献   

2.
五种模型分别运用于紫茉莉的光合—光响应及CO2响应曲线的拟合,研究其光合效率参数的变化,探讨紫茉莉光合—光响应及CO2响应的最适模型。结果表明:(1)紫茉莉的光合—光响应及CO2响应改进指数模型拟合R2均为0.999,拟合效果优于非直角双曲线、直角双曲线和直角双曲线修正模型。其饱和光强和最大净光合速率分别为797.299和7.879 μmolCO2·m-2·s-1,饱和CO2浓度和最大光合能力分别为1 264.447和16.783 μmol CO2·m-2·s-1,均与实测值最接近;(2)五个模型拟合和预测的均方误差(MSE)、平均绝对误差(MAE),都是改进指数模型小于其他模型。改进指数模型为紫茉莉光合—光响应及CO2响应曲线的最佳模型,实验结果可为紫茉莉的生理生态应用研究提供参考。  相似文献   

3.
五种模型分别运用于紫茉莉的光合—光响应及CO2响应曲线的拟合,研究其光合效率参数的变化,探讨紫茉莉光合—光响应及CO2响应的最适模型。结果表明:(1)紫茉莉的光合—光响应及CO2响应改进指数模型拟合R2均为0.999,拟合效果优于非直角双曲线、直角双曲线和直角双曲线修正模型。其饱和光强和最大净光合速率分别为797.299和7.879 μmolCO2·m-2·s-1,饱和CO2浓度和最大光合能力分别为1 264.447和16.783 μmol CO2·m-2·s-1,均与实测值最接近;(2)五个模型拟合和预测的均方误差(MSE)、平均绝对误差(MAE),都是改进指数模型小于其他模型。改进指数模型为紫茉莉光合—光响应及CO2响应曲线的最佳模型,实验结果可为紫茉莉的生理生态应用研究提供参考。  相似文献   

4.
米槁幼苗光合作用及光响应曲线模拟对干旱胁迫的响应   总被引:5,自引:0,他引:5  
为阐明米槁光合作用对干旱胁迫的响应规律与适应机制,以一年生米槁幼苗为研究对象,进行盆栽试验研究设置3种不同土壤含水量梯度,利用Li-6400便携式光合作用系统测定干旱胁迫下的光合生理指标及光响应过程,光响应曲线模拟采用直角双曲线模型、非直角双曲线模型、指数模型和直角双曲线修正模型进行拟合并对比,以期选出适用于干旱环境下的光响应模型。结果表明(1)光响应曲线模型对干旱胁迫下米槁幼苗的光合作用拟合中直角双曲线、非直角双曲线和指数模型适用于低光合有效辐射(PAR),但拟合光响应参数与实测值相差大,只有直角双曲线修正模型能够很好的拟合各个处理且拟合参数比较精确米槁幼苗。(2)光合作用的表观量子效率(Φ)小于一般植物的光合量子效率,则其对弱光的光能利用效率相对较低。(3)在较强的光合有效辐射条件下,严重干旱胁迫下的米槁净光合速率P_n显著下降,出现了明显的光抑制现象;中度胁迫下净光合速率(P_n)、最大净光合速率(P_(nmax))、光补偿点(LSP)最大,米槁具有较宽的抗旱适应范围,有一定的抗旱性;严重胁迫下P_n、P_(nmax)、LSP降低,蒸腾速率(T_r)与气孔导度(G_s)下降幅度更大,但仍具有较高的水分利用效率(WUE),米槁在严重的干旱胁迫下光合机构受到一定的损伤,但自身可以通过生理调节来积极适应不良环境,减少光合机构伤害。(4)综合来看,在人工管理或种植米槁时,为了适应米槁生长发育,建议土壤含水量保持在23.05%到14.92%之间。  相似文献   

5.
通过合适的光响应模型来准确计算植物光合参数是研究植物光合特性的重要手段。为深入了解亚热带蕨类植物的光合特性,采用直角双曲线模型、非直角双曲线模型、指数模型和直角双曲线修正模型等4种常用光响应模型分别对10种亚热带蕨类植物进行光响应曲线拟合。通过分析决定系数(R~2)、均方根误差(RMSE)、平均绝对误差(MAE)、光饱和点(LSP)、光补偿点(LCP)、最大净光合速率(Pnmax)、暗呼吸速率(Rd)和表观量子效率(AQE)等9种参数,探讨亚热带蕨类植物的光响应模型拟合效果及其光合特性。结果表明:直角双曲线修正模型和非直角双曲线模型对本研究10种亚热带蕨类植物的拟合效果较好,其中直角双曲线修正模型的LSP拟合效果最好,非直角双曲线模型的拟合精度最高。光合参数的聚类分析和TOPSIS(Technique for Order Preference by Similarity to an Ideal Solution)综合评价法表明,10种亚热带蕨类植物的光合特性既具有相似性又存在物种特异性。黑鳞耳蕨(Polystichum makinoi(Tag...  相似文献   

6.
岩溶植物光合-光响应曲线的两种拟合模型比较   总被引:6,自引:0,他引:6       下载免费PDF全文
用直角双曲线和非直角双曲线两种模型,对桂林岩溶区石山植物红背山麻杆(Alchornea trewioides)、九龙藤(Bauhinia championii)、青檀(Pteroceltis tatarinowii)和圆叶乌桕(Sapium rotundifolium)光合作用的光响应曲线进行拟合。结果表明,直角双曲线拟合的表观量子效率(α)、最大净光合速率(Pmax)、暗呼吸速率(Rd)、光补偿点(Lcp)和光饱和点(Lφ)数值均高于相应的非直角双曲线拟合结果;直角双曲线模型拟合的参数值大小和曲线变化趋势不符合实际情况;非直角双曲线模型拟合结果更符合生理意义。红背山麻杆和九龙藤具有较高的表观量子效率和较低的光补偿点,对光能的利用效率和耐荫性均强于圆叶乌桕和青檀。  相似文献   

7.
不同模型对黄山栾树快速光曲线拟合效果的比较   总被引:7,自引:0,他引:7  
用Li-6400光合仪同时测定了CO2浓度为380和600μmol·mol-1条件下黄山栾树的光响应曲线和快速光曲线,分别采用不同模型进行了拟合.结果表明:直角双曲线模型和双指数方程拟合得到的最大电子传递速率远大于实测值;直角双曲线模型、非直角双曲线模型、单指数方程不能拟合黄山栾树存在PSⅡ动力学下调的快速光曲线,只有双指数方程和直角双曲线修正模型可以拟合黄山栾树存在PSⅡ动力学下调的快速光曲线,且可以计算它的饱和光强.综合拟合结果可知,直角双曲线修正模型不仅可以很好地拟合黄山栾树的快速光曲线,而且得到的最大电子传递速率和饱和光强与实测值相符合.此外,通过拟合植物的快速光曲和光响应曲线,还可以判断在饱和光强时它的电子传递速率与碳同化是否同时达到最大值.  相似文献   

8.
四种水稻品种的光合光响应曲线及其模型拟合   总被引:12,自引:0,他引:12  
应用4种典型的光响应模型对4个水稻品种“02428”、“淦鑫688”、“JR8892-1”和“JR8892-2”叶片的光合光响应曲线进行了拟合.结果表明:直角双曲线模型、非直角双曲线模型、指数函数以及修正的直角双曲线模型对4个水稻品种的光合光响应曲线都可以进行拟合,决定系数均为R2 >0.99.但只有修正的直角双曲线模型可以拟合发生光抑制部分的光响应曲线,且可直接计算其饱和光强(Isat);由各模型计算的光合参数可知,直角双曲线模型、非直角双曲线模型求得的最大净光合速率(Pnmax)远高于实测值,指数函数与修正的直角双曲线模型求得的Pnm.与实测值最为接近;直角双曲线、非直角双曲线模型以及指数函数求得的Isat均与实测值相差较大,除了“JR8892-1”采用指数函数求得的Isat大于实测值外,其余3个品种用上述3种模型拟合求得的Isat均小于实测值,唯有修正的直角双曲线模型求得的Isat与实测值最为相符;对于低光强部分的参数光补偿点(Ic)与暗呼吸速率(Rd),修正的直角双曲线模型最接近其测量值;不同水稻品种的光合特性,“JR8892-1”饱和光强与最大净光合速率明显高于高光效品种“02428”;处于分蘖盛期的“JR8892-2”也表现出较高的饱和光强和最大净光合速率,而超级稻“淦鑫688”相对于其他品种,则具有较低的暗呼吸速率,光合产物消耗少.  相似文献   

9.
光响应曲线的指数改进模型与常用模型比较   总被引:9,自引:0,他引:9       下载免费PDF全文
光响应曲线的参数是研究植物生理状态的重要指标,常用的光响应曲线模型无法准确地计算出光饱和点和最大净光合速率.该文利用光响应曲线新模型——指数改进模型、直角双曲线模型、直角双曲线修正模型、非直角双曲线模型和指数模型,拟合高粱(Sorghum bicolor)、苋(Amaranthus tricolor)、大麦(Hordeum vulgare)和半夏(Pinellia ternata)的光响应曲线,并随机选取部分数据进行检验,得到了各模型计算出的主要生理参数,并对这些数据进行了比较分析,讨论了各模型之间的优缺点和准确性,描述了C3、C4植物光响应的适宜性.结果表明,基于C3植物得到的指数改进模型和直角双曲线修正模型能较准确地计算出C3 C4植物饱和光强和最大净光合速率,并在描述光响应曲线时比另外3个模型具有更高的精确性和适宜性.实验结果可为光响应曲线模型在C3和C4光合途径植物中的应用提供参考.  相似文献   

10.
湿地生态系统土壤温度对气温的响应特征及对CO2排放的影响   总被引:11,自引:1,他引:10  
通过2年的野外定位观测,研究了沼泽湿地土壤温度对气温变化的响应特征,以及土壤温度对沼泽湿地植物 土壤系统CO2排放的影响,并对CO2排放的季节性变化进行模拟计算.结果表明,随融冻作用开始,沼泽湿地土壤温度对气温变化的响应强度不断增大,根层土壤温度与气温间呈显著指数关系(R2=0.94,P<0.01),但不同深度土壤温度对气温变化的响应强度存在一定的差异,表现为随土壤深度的增加,二者之间的相关系数变小,土壤温度对气温的响应强度减弱.沼泽湿地植物 土壤系统CO2排放与根层土壤温度有关,二者呈显著指数相关关系(R2=0.84,P<0.01),利用模型模拟计算出沼泽湿地2003年生长季植物 土壤系统CO2排放通量平均值为664.5±213.9 mg·m-2·h-1,野外定位观测值为634.0±227.7 mg·m-2·h-1,二者之间差值不大,表明利用此方法可以对沼泽湿地生长季CO2排放进行估算.  相似文献   

11.
植物气孔导度的机理模型   总被引:12,自引:1,他引:11       下载免费PDF全文
 Ball-Berry气孔导度模型及其修正模型是评价植物叶片气孔调节的重要工具。该文从CO2分子在叶片气孔中扩散这个最基本的物理过程出发, 应用物理学中的分子扩散和碰撞理论、流体力学与植物生理学等知识, 严格推导出叶片气孔导度的机理模型。利用美国Li-Cor公司生产的Li-6400光合作用测定仪控制CO2浓度、湿度和温度, 测量了华北平原冬小麦(Triticum aestivum)的光响应数据和气孔导度数据。拟合结果表明: 推导的气孔导度机理模型较之Ball-Berry气孔导度模型和Tuzet等气孔导度模型, 能更好地描述冬小麦的气孔导度与净光合速率之间的关系。如果用气孔导度的机理模型耦合光合作用对光响应的修正模型, 则耦合模型可以很好地描述华北平原冬小麦叶片气孔导度对光强的响应曲线, 并可直接估算冬小麦的最大气孔导度和对应的饱和光强, 同时可以研究最大气孔导度是否与最大净光合速率同步的问题。拟合结果还表明: 冬小麦在30 °C、560 μmol·mol–1 CO2, 或在32 °C、370 μmol·mol–1 CO2条件下, 最大气孔导度与最大净光合速率并不同步。  相似文献   

12.
贝壳砂生境干旱胁迫下杠柳叶片光合光响应模型比较   总被引:16,自引:0,他引:16       下载免费PDF全文
以黄河三角洲贝壳堤岛3年生杠柳(Periploca sepium)苗木为试验材料, 模拟设置贝壳砂生境下的4种水分梯度, 利用CIRAS-2型光合作用系统测定杠柳叶片在不同干旱胁迫下的光合作用光响应过程, 采用4种光响应模型进行拟合分析, 以比较贝壳砂生境干旱胁迫下适宜的光响应模型, 探讨最佳光响应模型参数对干旱胁迫的适应规律。结果表明: 4种模型对杠柳叶片光合作用光响应过程拟合效果的优劣顺序为: 直角双曲线修正模型>非直角双曲线模型>指数模型>直角双曲线模型, 后3种模型均为没有极值的函数, 故不能很好地拟合光响应曲线光抑制过程, 并不能直接求解最大净光合速率(Pnmax)和光饱和点(LSP)。光响应参数拟合效果最佳表现为: 非直角双曲线模型的暗呼吸速率(Rd), 直角双曲线模型的光补偿点(LCP), 直角双曲线修正模型的PnmaxLSP。4种光响应模型对干旱胁迫具有不同的适应性, 直角双曲线修正模型适应各种水分条件, 直角双曲线模型和指数模型较适合轻度干旱胁迫条件, 非直角双曲线模型较适合重度干旱胁迫条件。随干旱胁迫的加剧, 光响应参数表观量子效率(AQY)、RdLCP先升高后下降, 净光合速率(Pn)、PnmaxLSP逐渐下降。轻度、中度和重度干旱胁迫下, LSP分别比对照下降5.2%、16.3%和34.5%, Pnmax分别比对照下降17.8%、39.0%和59.0%。水分充足条件下, 杠柳叶片光能利用最强, 光照生态幅最宽; 重度干旱胁迫下, 杠柳叶片表现出明显的光饱和、光抑制现象, 光能利用减弱, 光合能力受到较大限制。  相似文献   

13.
罗紫东  关华德  章新平  刘娜 《生态学杂志》2016,27(10):3129-3136
利用Li-6400XT便携式光合作用测定系统,于2014年10—12月测定枫香叶片衰老过程中光合作用光响应曲线,采用叶氏模型和非直角双曲线模型进行模拟,分析枫香叶片衰老过程中光合能力的变化.结果表明: 随着枫香叶片逐渐变黄变红,其净光合速率的光响应能力逐渐降低,实测的最大净光合速率从叶片开始泛黄时的2.88 μmol CO2·m-2·s-1下降到叶片衰老后期(12月8日)的0.95 μmol CO2·m-2·s-1.2种光响应模型均较好地模拟了观测的光响应数据,其中叶氏模型表现更优.模拟得到的最大净光合速率、表观量子效率、光补偿点的量子效率、暗呼吸速率等参数均随枫香叶片衰老凋落而逐渐下降,反映出枫香叶片衰老过程中光合能力缓慢下降的过程.在树梢红叶未落期间,枫香叶片仍具有一定的净光合作用能力,这有利于增加秋冬季节的碳吸收量.  相似文献   

14.
干旱胁迫下胡杨光合光响应过程模拟与模型比较   总被引:7,自引:0,他引:7  
王海珍  韩路  徐雅丽  牛建龙  于军 《生态学报》2017,37(7):2315-2324
以塔里木干旱荒漠区2年生胡杨幼苗为试材,盆栽模拟荒漠生境5种水分梯度,利用Li-6400便携式光合作用系统测定胡杨在干旱胁迫下光合作用的光响应过程,并采用4种光响应模型对其进行拟合与比较,以期优选出适用于干旱荒漠环境的光响应模型,阐明胡杨光合作用对干旱胁迫的响应规律与适应机制。结果表明:胡杨净光合速率(P_n)随干旱胁迫加剧呈下降趋势,同一光强(PAR)下P_n降幅增大。中度干旱胁迫以下(土壤相对含水量,RSWC45%)胡杨在高PAR下仍能维持相对较高P_n,光抑制程度轻;直角双曲线、非直角双曲线和指数模型均可较好地模拟P_n-PAR响应过程,但最大净光合速率(P_(nmax))、光饱和点(LSP)拟合值与实测值差异极显著(P0.01)。中度干旱胁迫以上(RSWC45%)胡杨P_n随PAR升高而显著下降,LSP与P_(nmax)极显著降低,光抑制现象明显;仅直角双曲线修正模型拟合的胡杨光响应过程、光响应参数与实际情况较吻合。4种模型模拟效果顺序:直角双曲线修正模型指数模型非直角双曲线模型直角双曲线模型。4种光响应模型对干旱胁迫具有不同的适应性,直角双曲线修正模型适用于各种水分条件,尤其适用于干旱荒漠生境,其它3种模型适用于水分条件较好的生境。光响应特征参数对干旱胁迫的响应阈值不同。随干旱胁迫加剧,胡杨表观量子效率(AQY)、P_n、LSP与P_(nmax)持续降低,严重干旱胁迫下暗呼吸速率(R_d)、LCP反而明显增大。RSWC45%胡杨仍能保持较高的AQY、P_(nmax)、LSP,RSWC45%其P_(nmax)、LSP显著降低,干旱胁迫显著抑制了胡杨光合进程和光强耐受范围,降低了光合效率,严重干旱胁迫严重影响胡杨苗木的正常生长和光合作用。干旱荒漠环境下,胡杨采取缩窄光照生态幅、降低光能利用率和减少呼吸消耗来积极抵御荒漠干旱逆境伤害的生态对策。因此,从极端干旱荒漠区种群保护与植被恢复角度来看,胡杨林土壤水分应维持在RSWC 50%左右,符合干旱缺水地区植物生长和高效用水的管理原则。  相似文献   

15.
木荷种源间光合作用参数分析   总被引:3,自引:0,他引:3       下载免费PDF全文
基于直角双曲线修正模型估算3个不同纬度的木荷种源(开平、太平和永丰种源)光补偿点、饱和点、最大净光合速率等参数,以便为评价不同木荷种源对环境的适应能力和优良种源选择等提供科学依据。结果表明:在3个不同纬度种源中,开平种源具有最高的净光合速率、最大净光合速率和较高的表观量子效率,且其生长速率最快;太平种源光饱和点最高,但其净光合速率、表观量子效率和最大净光合速率最低,其生长速率也最低;永丰种源具有较高的净光合速率、最大净光合速率和表观量子效率,其生长速率略高于太平种源。3个不同纬度木荷种源中,南部开平种源对当地环境具有较强的适应能力和生长潜力,具有较高的推广应用价值。  相似文献   

16.
Water deficit is one of the major limiting factors in vegetation recovery and restoration in loess, hilly-gully regions of China. The light responses of photosynthesis in leaves of two-year old Prunus sibirica L., Hippophae rhamnoides L., and Pinus tabulaeformis Carr. under various soil water contents were studied using the CIRAS-2 portable photosynthesis system. Light-response curves and photosynthetic parameters were analyzed and fitted using the rectangular hyperbola model, the exponential model, the nonrectangular hyperbola model, and the modified rectangular hyperbola model. Under high light, photosynthetic rate (P N) and stomatal conductance (g s) were steady and photoinhibition was not significant, when the relative soil water content (RWC) varied from 56.3–80.9%, 47.9–82.9%, and 33.4–92.6% for P. sibirica, H. rhamnoides, and P. tabulaeformis, respectively. The light-response curves of P N, the light compensation point (LCP), and the dark respiration rate (R D) were well fitted using the above four models. The nonrectangular hyperbola was the best model in fitting the data; the modified rectangular hyperbola model was the second, and the rectangular hyperbola model was the poorest one. When RWC was higher or lower than the optimal range, the obvious photoinhibition and significant decrease in P N with increasing photosynthetic photon flux density (PPFD) were observed in all three species under high light. The light saturation point (LSP) and apparent quantum yield also decreased significantly, when the upper limit of PPFD was 200 μmol m?2 s?1. Under these circumstances, only the modified rectangular hyperbola model was able to fit well the curves of the light response, LCP, LSP, R D, and light-saturated P N.  相似文献   

17.
The photosynthetic and chlorophyll fluorescence parameters were studied in Ziziphus jujuba var. spinosus under different soil water gradients obtained by irrigation and natural water consumption. We used the rectangular hyperbola model, the nonrectangular hyperbola model, the exponential model, and the modified rectangular hyperbola model to fit our data and evaluate them quantitatively. Based on the relationship among the parameters, the effects of the availability of soil water on photosynthesis were elucidated. The results showed that: (1) The relationship between water content and photosynthetic parameters were fitted best by the modified rectangular hyperbola model, followed by the nonrectangular hyperbola model, the exponential model, and the rectangular hyperbola model. The modified rectangular hyperbola model fitted best the maximum net photosynthetic rate (P Nmax) and the light-saturation point (LSP), while the nonrectangular hyperbola model fitted best the dark respiration rate (R D), the apparent quantum yield (AQY), and the light-compensation point (LCP). (2) The main reason for the net photosynthetic rate (P N) decline was that it reached a stomatal limit when the soil relative water content (RWC) was greater than 25% and it reached a nonstomatal limit when the RWC was lesser than 25%. Under these conditions, the photosynthetic apparatus of Z. jujuba was irreversibly damaged. (3) P max, R D, AQY, and LSP increased first and then decreased, while LCP increased contrary to the RWC. The P N light-response parameters reached optimum when the RWC was 56–73%. (4) The quantum yield of PSII photochemistry reached a maximum when RWC was 80%. Nonphotochemical quenching decreased rapidly, and the minimum fluorescence in the dark-adapted state increased rapidly when RWC was lesser than 25%. Under these conditions, PSII was irreversibly damaged. (5) The RWC range of 11–25% resulted in low productivity and low water use efficiency (WUE). The RWC range of 25–56% resulted in moderate productivity and moderate WUE, and the RWC range of 56–80% resulted in high productivity and high WUE. The RWC range of 80–95% resulted in moderate productivity and low WUE. In summary, photosynthesis of Z. jujuba was physiologically adaptable in response to water stress in sand formed from seashells. The photosynthetic and physiological activity was maintained relatively high when the RWC was between 56 and 80%; Z. jujuba seedlings grew well under these conditions.  相似文献   

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