光强与水分处理下景宁木兰光合光响应模型拟合比较

采用5种数学模型(直角双曲线模型、非直角双曲线模型、二次函数模型、指数模型、直角双曲线修正模型)对不同光照与水分处理下景宁木兰(Magnolia sinostellata)幼苗光响应过程进行拟合分析,以期筛选出光照与水分胁迫下景宁木兰适宜的光响应模型。结果表明:(1)5种拟合模型对景宁木兰光响应过程拟合精度为:指数模型直角双曲线修正模型直角双曲线模型非直角双曲线模型二次函数模型。(2)光合参数的拟合效果表现为:指数模型对景宁木兰最大净光合速率(Pnmax)、光饱和点(LSP)进行求解较准确,直角双曲线修正模型对光补偿点(LCP)求解最佳,而暗呼吸速率(Rd)的结果采用非直角双曲线模型较为合理。(3)景宁木兰幼苗能适应一定的弱光及流动水环境,而深度遮阴及积水环境抑制景宁木兰幼苗的光合速率。     

不同CO_2浓度下苦槠(Castanopsis sclerophylla)叶片光合光响应模型模拟比较

以亚热带森林建群种苦槠为试验材料,采用5种光响应模型对4个CO_2浓度下苦槠叶片的光响应曲线进行模拟,比较不同CO_2浓度下适宜的光响应模型,探讨苦槠对CO_2浓度变化的响应规律。结果表明:5种模型对苦槠叶片光响应曲线的拟合效果优劣次序为直角双曲线修正模型指数改进模型指数模型非直角双曲线模型直角双曲线模型;直角双曲线修正模型对光饱和点(LSP)和最大净光合速率(Pmax)的拟合效果最好,非直角双曲线模型对暗呼吸速率(Rd)的拟合效果最好;5种光响应模型对不同CO_2浓度有不同的适应性,直角双曲线模型、指数模型和直角双曲线修正模型适合低CO_2浓度,非直角双曲线模型适合高CO_2浓度;随CO_2浓度的增加,光补偿点(LCP)和Rd逐渐减小而Pmax逐渐增大;CO_2浓度的增大可以提高苦槠的光合能力及其对弱光的利用能力,并抑制呼吸作用。     

亚热带10种蕨类植物光响应模型拟合及光合特性研究

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(P_nmax)、暗呼吸速率(R_d)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...     

不同水分条件下胡杨光响应曲线拟合模型比较

本研究通过测量不同水分条件下胡杨（Populus euphratica Oliv.）叶片的光响应曲线,并采用4种光响应模型对其光合特征参数拟合值与实测值进行比较,分析了不同水分条件下光响应曲线模型对胡杨适用性的影响机制。结果表明,当水分供应充足时,胡杨非直角双曲线模型对暗呼吸速率（R_d）的拟合效果最优,直角双曲线修正模型拟合光饱和点（LSP）、最大净光合速率（P_nmax）、光补偿点（LCP）的结果与实测值较接近;但当胡杨受到水分亏缺后,直角双曲线修正模型对P_nmax和光饱和点（LSP）的拟合效果最优,直角双曲线模型对R_d和LCP的拟合效果最佳。因此,水分条件有利时胡杨应用直角双曲线修正模型、非直角双曲线模型较好;水分亏缺条件下采用直角双曲线修正模型、直角双曲线模型更为适合。     

不同土壤水分下山杏光合作用光响应过程及其模拟

摘 要 利用CIRAS－2型便携式光合作用测定系统,在黄土高原丘陵沟壑区,测定了山杏（Prunus armeniaca L.）在8个土壤水分梯度下光合作用的光响应过程,并采用直角双曲线模型、非直角双曲线模型和直角双曲线修正模型对其进行拟合分析。结果表明：土壤相对含水量（RWC）在56.3%—80.9%范围内,山杏在强光下能维持较高的光合作用水平,受到的光抑制不明显。在此土壤水分范围内,3个模型均能较好地拟合光合作用的光响应过程及其表观量子效率（Φ）、光补偿点（LCP）和暗呼吸速率（Rd）,对Φ、LCP和Rd的拟合精度以非直角双曲线模型＞直角双曲线修正模型＞直角双曲线模型。但超出此范围（即RWC＜56.3%或RWC＞80.9%）时,山杏的光合作用在强光下会发生明显的光抑制,表现为光合速率随光强增加而明显降低,量子效率和光饱和点明显减小,此时只有直角双曲线修正模型能较好地拟合山杏光响应过程及其特征参数。结论：山杏光合作用正常的土壤水分范围在RWC为56.3%—80.9%之间;直角双曲线修正模型能较好地拟合各种土壤水分下山杏的光响应过程及其特征参数;直角和非直角双曲线模型适用于正常水分下山杏光响应过程及其特征参数的模拟,但不能用于拟合胁迫水分（或光抑制）下的光响应过程。     

几种光合作用光响应典型模型的比较研究

光响应曲线是判定植物光合效率的重要方法,通过曲线可以获得植物光合特性的相关生理参数,但不同模型提取的光响应参数和指标存在差异。本文选择直角双曲线、非直角双曲线和两种指数曲线模型,分别对3个品系常绿杨光响应数据进行拟合,提取了各光响应曲线模型的主要特征参数,对比分析了各模型参数问的差异,并对光饱和点（LSP）的不同计算方法进行了讨论。最后用巨尾桉光响应数据对分析结果作了进一步验证。结果表明,直角和非直角双曲线模型拟合的最大净光合速率（P＇max）、表观量子效率（a）及暗呼吸速率（Rd）值高于指数模型拟合值,且直角双曲线拟合的各参数均比非直角双曲线拟合的各参数的值大,而两指数模型各参数拟合值基本一致;在LSP计算方法中,用光通量200μmol·m^-2·s^-1以下的点拟合的Pn-I直线与其它模型相结合得到光饱和点的方法不可靠,会使计算结果明显偏小,用接近最大总光合速率Pmax一定比例的方法估计LSP也存在较大偏差,而P＇max由于消除了Rd的影响,计算光饱和点时各模型的估计比例相对固定,是一个比较理想的LSP估计方法,初步得出直角、非直角及指数模型用P＇max来估计光饱和点时应选取的比例分别为（78±1）％、（82±1）％及（96±1）％。     

高温高湿胁迫下设施番茄光响应曲线的拟合

为了揭示高温高湿胁迫对设施番茄叶片光响应过程的影响,以番茄品种"金粉五号"为试材,在人工气候箱中进行人工控制试验,设置1个高温水平(41℃(昼温)/18℃(夜温)),3个湿度水平(白天空气相对湿度50%±5%、70%±5%、90%±5%)和4个持续时间(3 d、6 d、9 d、12 d),并以28℃/18℃、50%±5%为对照处理(CK),测定植株叶片的光响应曲线,分别选取CK及各湿度6 d和12 d处理采用4种光合模型进行模拟和比较,最终确定模拟效果最佳的模型来模拟光响应参数。结果表明:光响应模型对于不同高温高湿处理有不同的适应性,不同光响应参数模拟效果因不同模型而异,综合来看,直角双曲线修正模型拟合效果最佳,其次为直角双曲线模型、非直角双曲线模型、指数模型;随着湿度的增加,α、Pmax、LSP先增大后减小,LCP先减小后增大,Rd无明显规律;空气湿度增加至70%左右,可有效缓解41℃的日最高温度对设施番茄光合机制带来的损害。     

不同光照环境下荷花叶片光合光响应模型比较

以上海荷花品种‘伯里夫人’为试验材料,设置全光照和林下遮荫(50%全光照)2种不同的光照环境,采用4种光响应模型拟合分析荷花叶片净光合速率光响应过程,比较不同光照下适宜的光响应模型,研究荷花品种对遮荫环境的适应规律.结果表明: 4种模型对荷花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>指数模型>非直角双曲线模型>直角双曲线模型,后3种模型均为没有极值的函数,不能直接求得最大净光合速率(P_{n max})和光饱和点(LSP).直角双曲线修正模型对LSP、P_{n max}、暗呼吸速率(R_d)和光补偿点(LCP)等光响应参数表现出最佳的拟合效果,拟合值与实测值相对误差最小.随光强减弱,荷花主要的光合生理参数均降低,其中,R_d下降幅度显著,其他参数变化不显著.说明荷花对适度弱光环境具备一定的适应能力,表现出良好的光合适应性反应与调节,能够维持植株的正常生长.
     

米槁幼苗光合作用及光响应曲线模拟对干旱胁迫的响应

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。     

干旱胁迫下胡杨光合光响应过程模拟与模型比较

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。     

三峡库区消落带不同水淹强度下池杉与落羽杉的光合生理特性

为探究三峡库区消落带原位人工种植的池杉(Taxodium ascendens)和落羽杉(Taxodium distichum)在该特殊生境下的适应机制,设置了浅淹(SS,海拔175m,对照)、中度水淹(MS,海拔170m)和深度水淹(DS,海拔165m)3个水淹处理组,测定了两树种在连续4个周期性水淹处理后的光合响应过程,并采用直角双曲线模型、非直角双曲线模型、直角双曲线修正模型和指数模型进行拟合,比较各模型拟合结果差异并选出最优模型,通过最优模型来分析水淹后落干期两树种的光合生理变化。结果表明:(1)不同模型间的光响应曲线拟合结果存在差异(P0.05)。综合分析可知,4种模型中,指数模型是拟合两树种光响应曲线的最优模型,更符合植物的生理学意义。(2)两树种的光响应曲线有相似的变化规律,光合速率(P_n)的表现均为DS组MS组SS组。(3)中度水淹和深度水淹两树种的最大净光合速率(P_(nmax))、表观量子效率(α)、光饱和点(LSP)均高于浅淹,而光补偿点(LCP)则显著降低。以上结果说明落干生长期两树种对强光和弱光的利用能力增强,水淹对两树种的光合潜力有一定的促进作用,这可能与其遭受水淹胁迫后的自我调节能力和光合补偿机制有关。由此表明,当生境发生不良变化时,植物的适应性变化往往表现为沿着有利于光合作用最大化的方向发展。     

科尔沁沙丘-草甸相间地区黄柳和小叶锦鸡儿光合速率对光照强度和CO_2浓度的响应

本文采用Li-6400光合作用仪对科尔沁沙丘-草甸相间地区固定沙丘低洼部位的小叶锦鸡儿(Caragana microphylla Lam.)群落和半流动沙丘阴坡上部的黄柳(Salix gordejevii Chang et Skv.)群落进行光响应曲线和CO_2响应曲线的测定,然后通过直角双曲线模型、非直角双曲线模型、直角双曲线修正模型3种拟合模型对两种植物光合-光/CO_2响应曲线进行拟合分析。结果表明:直角双曲线修正模型能更好地拟合植物光合速率随光强和CO_2浓度变化的真实情况,并且计算出的最大净光合速率、光饱和点、CO_2饱和点等光合参数都与实测值最接近;受不同生境的影响,两种植物的光合特性参数存在差异,小叶锦鸡儿存在较高的光饱和点(LSP)和较低的光补偿点(LCP),表现出对环境较强的适应能力,而黄柳的表观量子效率大于小叶锦鸡儿,所以对光能的转化效率高,低的暗呼吸速率使小叶锦鸡儿消耗更少的光合产物;在CO_2饱和情况下,小叶锦鸡儿和黄柳的最大净光合速率(Pn max)分别达到了44.5、29.7μmol·m-2·s-1,为光饱和下的3.98和1.87倍。CO_2浓度高的生境更能促进黄柳生长,而小叶锦鸡儿在较低的CO_2浓度下能进行光合作用形成有机物的积累,同时小叶锦鸡儿有较高的羧化效率,表现出较强的CO_2同化能力。     

贝壳砂生境干旱胁迫下杠柳叶片光合光响应模型比较

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(P_nmax)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(R_d), 直角双曲线模型的光补偿点(LCP), 直角双曲线修正模型的P_nmax和LSP。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)、R_d和LCP先升高后下降, 净光合速率(P_n)、P_nmax和LSP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%, P_nmax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。     

四种水稻品种的光合光响应曲线及其模型拟合

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.     

不同种源栓皮栎光响应曲线的模型拟合及参数比较

利用2年生栓皮栎实生苗,通过直角双曲线模型(RHM)、非直角双曲线模型(NHM)、指数函数(EM)、直角双曲线修正模型(MRHM)和分段函数(SFM)对辽宁庄河(LNZH)、北京平谷(BJPG)、陕西黄龙(SXHL)、河南济源(HNJY)、湖北鹤峰(HBHF)、云南安宁(YNAN)6个种源地栓皮栎的光合光响应曲线进行拟合,对5种模型拟合结果进行比较,分析了6个种源栓皮栎的光合特性,以期提高光合光响应曲线拟合的准确性并对不同种源植物在生境变化情形下的光合生理特征进行探索。研究发现:(1)5个模型中MRHM和SFM优势明显,其拟合结果与观测值更吻合;(2)不同模型拟合对α、Pnmax及Rd结果影响较大,部分拟合参数在模型间差异显著,如EM和SFM拟合的α和Rd显著低于其他模型(P0.05),RHM和NHM拟合的Pnmax显著高于其他模型(P0.05),而且模型选择影响种源试验部分光响应参数结果差异的显著性水平;(3)栓皮栎种源间Pnmax和Rd差异显著(P0.05),其中SXHL种源Pnmax和HNJY种源Rd显著高于其他种源(P0.05);(4)通过光响应曲线比较,除LNZH种源外其余暖温带种源2年生幼苗均能很好地适应试验地生境条件。     

元江元谋干热河谷土壤氮磷水平对酸角叶片氮磷含量及光合的影响

为了解元江及元谋干热河谷人工栽培酸角的土壤氮磷含量对酸角叶片氮磷含量及光合作用的影响,本研究测定了两个干热河谷区酸角人工林土壤、叶片氮磷含量及光合参数,并使用4种常用的光响应曲线拟合模型(直角双曲线模型、非直角双曲线模型、直角双曲线修正模型、二项式拟合模型)对其进行拟合。结果表明:元江、元谋干热河谷酸角人工林土壤氮磷含量及氮磷比存在显著差异,两地土壤氮含量分别为1.205和0.881 g·kg-1,磷含量分别为0.481和0.177 g·kg-1,氮磷比分别为2.61和5.49;两地酸角叶片氮含量存在显著差异,元江、元谋干热河谷酸角叶片的氮含量分别为17.28和13.51 g·kg-1,而叶片磷含量没有显著差异,分别为1.51和1.18 g·kg-1,叶片氮磷比也没有显著差异,分别为11.80和11.66; 4个光响应曲线拟合模型对两个干热河谷酸角的光响应曲线都有较高的拟合度,但直角双曲线修正模型在低光合有效辐射情况下拟合度最高,而二项式拟合模型在高光合有效辐射情况下拟合度最高,因此表观量子效率(α)、光补偿点(LCP)、暗呼吸速率(Rd)取直角双曲线修正模型的拟合数值,元江、元谋两地酸角的数值分别为0.055和0.060、38.921和8.019μmol·m-2·s-1、1.377和0.404μmol·m-2·s-1;最大净光合速率(Pnmax)、光饱和点(LSP)取二项式拟合模型的拟合数值,两地分别为11.073和6.331μmol CO2·m-2·s-1、3223.2和2532.4μmol·m-2·s-1;元江干热河谷的酸角光合作用显著高于元谋干热河谷,两地土壤磷含量和叶片磷含量是影响酸角光合作用的关键因子。     

人工长白落叶松冠层光合作用-光响应曲线最优模型

以黑龙江省帽儿山林场15年生人工长白落叶松为研究对象,采用直角双曲线模型(RH)、非直角双曲线模型(NRH)、指数模型(EM)、修正直角双曲线模型(MRH)和修正指数模型(MEM)分别对4种不同光响应特征的光合作用-光响应曲线(光抑制型光响应曲线,PLC_i;光饱和型光响应曲线,PLC_s;未饱和型光响应曲线,PLC_u;弱光环境下植被的光响应曲线,PLC_w)进行拟合,计算出光饱和时的最大净光合速率(P_{n max})、暗呼吸速率(R_d)、光补偿点(LCP)、光饱和点(LSP)及表观量子效率(AQY)等重要的光合生理指标,综合对比5个候选模型对不同响应曲线的拟合优度和对光合生理指标的估计精度.结果表明: MEM模型仅适用于拟合光抑制型曲线,MRH对光抑制型曲线和光饱和型曲线的拟合效果最好(R_a²分别为0.9986和0.9978),NRH最适合拟合未饱和型曲线和弱光环境型曲线(R_a²分别为0.9996和0.9963).在所有类型曲线中,MRH模型估计P_{n max}时,平均相对误差绝对值(MAPE)最低(0.1%R_d表现出更准确的估计(MAPE分别为1.8%、0.1%和3.9%);RH模型对光抑制型曲线的LCP及光饱和型曲线的R_d有更好的估计效果(MAPE分别为1.0%和2.7%);EM模型适用于估计弱光环境型曲线的LCP(MAPE为0.2%).MRH在保证较好的模型拟合效果及光合生理指标估计精度以外,还在拟合不同类型曲线时表现出极高的稳定性,因此,本文选择MRH模型作为拟合人工长白落叶松冠层光合作用-光响应曲线的最优模型.     

太行山南麓栓皮栎和刺槐叶片光合光响应模拟

植物光合作用-光响应模型研究是评价植物光合响应机制和获得光合参数的主要途径。本文以太行山南麓栓皮栎(Quercus variabilis)和刺槐(Robinia pseudoacacia)人工林为研究对象,采用LI-6400XT光合测定系统测定了这两种人工林叶片光合作用-光响应曲线,利用直角双曲线模型(RH)、非直角双曲线模型(NRH)以及直角双曲线的修正模型-叶子飘模型(YZP)对光合-光响应曲线进行了拟合,对比了3种模型的最大净光合速率P_(max)、初始光能利用率α、暗呼吸速率R_d等光合参数。结果表明,RH模型的P_(max)、α和R_d均较大,并且无法直接得到光饱和点I_s。NRH模型不能很好地模拟光抑制现象,在P_(max)的模拟上明显偏大,但在α的模拟中比较接近真实值。YZP模型则具有更好的适用性,能较好地模拟光抑制现象。对栓皮栎和刺槐阴、阳叶光合作用-光响应曲线研究发现,阳叶的P_(max)大于阴叶(栓皮栎、刺槐的阳叶P_(max)分别高出阴叶的24.41%和18.28%),阴叶的α高于阳叶(栓皮栎、刺槐的阴叶α值分别平均高出阳叶的22.08%、15.41%),阴叶的R_d也高于阳叶,尤其在刺槐上表现明显(刺槐阴叶R_d高出阳叶的7.13%)。栓皮栎P_(max)、R_d和I_s主要受相对湿度和气孔导度的影响,α主要受相对湿度的影响。刺槐的P_(max)和I_s与相对湿度和气孔导度均呈显著正相关关系。     

C_4植物玉米的光合-光响应曲线模拟研究

光是植物光合作用最基本的一个决定因子,准确分析光响应曲线及其参数是研究光合生理生态过程对环境变化响应的重要途径;但相关模型及其模拟的准确性仍待改进。该研究基于C_4作物玉米(Zea mays)不同干旱处理试验资料,比较研究了现有光响应模型(直角双曲线模型、非直角双曲线模型、直角双曲线修正模型、指数模型、二次函数模型以及新提出的改进模型)的适应性。结果表明,改进的光响应模型具有较好的精确度,可较准确地描述光响应曲线,也能够准确拟合最大净光合速率、光饱和点、光补偿点以及暗呼吸速率4个关键光合参数。该结果为研究植物光合生理生态过程及其环境适应性提供了一个改进的模拟方法。     

逐步失水过程中绿竹光响应进程及其拟合

利用便携式光合测定系统Li-6400,在人为浇水至土壤水分饱和后的自然耗水过程中,分析2年生绿竹盆栽苗叶片在连续多级土壤水分下的光合作用光响应过程.结果表明: 在土壤相对含水量53.5%～95.6%条件下,绿竹光合作用光响应过程不会受到明显的强光抑制,且在相对水分亏缺条件下(53.5%～69.6%)达到更高的光合作用水平,而在严重水分亏缺后(土壤相对含水量≤33.6%)产生明显光抑制.在对绿竹叶片逐步失水过程的光响应拟合中,直角双曲线模型对净光合速率(P_{n max})的拟合值远高于实测值;直角双曲线模型、非直角双曲线模型和指数模型3种模型拟合的光饱和点(LSP)远低于实测值.在严重水分亏缺阶段,3种模型对光响应曲线拟合存在较大误差.气孔限制值(L_s)及瞬时水分利用效率(WUE_inst)具有相似的阈值响应过程,表现为随着土壤相对含水量减少而先增大后减小,且最大值出现在53.5%～69.6%条件下,这一结果与光合作用光响应过程取得P_{n max}的土壤相对含水量范围相同,具有一定的表征意义.绿竹旱涝管理最佳的土壤相对含水量为53.5%～69.6%,较高土壤含水量下(69.6%～95.6%)绿竹也有良好的光合表现.直角双曲线修正模型对绿竹在相对含水量为23.1%～95.6%条件下的光合作用光响应过程拟合较好,而其余3种模型均有局限性.