边界层阻力在叶片气体交换过程中的作用

作者对现有的气体交换法的叶室作了改进。从实验上检验了作者根据电学类比分析和模拟检验得到的结论：在已有的气体交换测定装置中,空气流速不变,叶片的边界层导度也固定不变,所得到的结论用于边界层导度变化的情形时,会造成比较大的误差。现加一障碍物使得流过叶片的风速减小,从而改变叶片的边界层导度。通过测量在不同边界层导度下同一叶片的光强曲线可以考察不同边界层导度下的气孔导度、光合速率、蒸腾速率以及它们之间的相互关系。实验结果与作者以前的电学类比分析和模拟得到的结论是基本一致的     

对一个气孔经验模型的电学类比分析和模拟检验

对Ｂａｌｌ等人提出的气孔经验模型进行了分析和模拟检验,分析是通过电学类比实现的,在引进叶片边界层导度很大等假设后可以从气孔内外ＣＯ２浓度之比保持恒定的实验事实推导出这个经验模型的表达式;在其它类似的实验事实的基础上已可作同样的推导。模拟检验中采用的是由我们建立的人为完整的气孔对环境响应的机理性定态数学模型。两种方法得出的结论是一致的：Ｂａｌｌ等人的经验模型有一定的局限性,因为它不能模拟边界层阻力和叶温对气孔导度的影响。由此我们指出叶片表面的风速是影响气孔导度的重要环境因子之一。一个完整的气孔模型必须包括它的影响。     

光合作用-蒸腾作用-气孔导度的耦合模型及C_3植物叶片对环境因子的生理响应(英文)

以叶片的气体传输过程为基础,将蒸腾作用包括在以往光合作用气孔导度的耦合模型中,建立了光合作用蒸腾作用气孔导度的耦合模型。该模型可以模拟边界层导度对生理过程的影响。模拟了Ｃ３植物叶片对环境因子,如光照、温度、湿度、边界层导度和ＣＯ２浓度等的生理响应（光合作用、蒸腾作用、气孔导度）以及Ｃｉ和水分利用效率的变化。在环境因子变化于较大范围的情况下,模拟结果符合许多实验结论。     

淹水时水翁幼苗光合特性与不定根的关系(简报)

淹水引起水翁幼苗净光合速率、气孔导度和蒸腾速率发生变化。淹水５ｄ后,水翁幼苗净光合速率、气孔导度和蒸腾速率慢慢下降。但从淹水第３５天开始,部分水翁幼苗在淹水的茎部产生不定根,有不定根的水翁幼苗的净光合速率、气孔导度和蒸腾速率逐渐提高,到第８０天后维持在较高水平。有不定根的水翁幼苗的净光合速率、气孔导度和蒸腾速率的日进程呈双峰型,回归分析表明,净光合速率与气孔导度呈正相关（ｒ＝０．６９,Ｐ〈０．０５     

植物气孔导度的机理模型

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 ℃、560 μmol·mol^-1CO₂, 或在32 ℃、370 μmol·mol^-1CO₂条件下, 最大气孔导度与最大净光合速率并不同步。     

光合作用—蒸腾作用—气孔导度的耦合模型及C3植物叶片对环境因子的生理 …

以叶片的气体传输过程为基础,将蒸腾作用包括在以往光合作用－气孔导度的耦合模型中,建立了光合作用－蒸腾作用－气孔导度的耦合模型。该模型可以模拟边界层导度对生理过程的影响。模拟了Ｃ３植物叶片对环境因子,如光照、温度、湿度、边界层导度和ＣＯ２浓度等的生理响应（光合作用、蒸腾作用、气孔导度）以及Ｃｉ和水分利用效率的变化。在环境因子变化于较大范围的情况下,模拟结果符合许多实验结论。     

黄土高原森林草原区6种植物光合特性研究

 对黄土高原森林草原区6种不同植物的生理生态学特性进行了一个生长季的野外观测。测定了2002年生长季早、中、晚期植物叶片的光合、蒸腾速率及相应的微气象因子和土壤水分的含量。在此基础上,采用机理性生理生态学模型对黄土高原森林草原区6种植物净光合速率和气孔导度与环境因子的关系进行了分析,净光合速率模型和气孔导度模型分别能够解释57%～79% 和40%～59% 生长季中净光合速率和气孔导度的日变化。在此基础上根据拟合得到的参数计算了典型7月份天气的净光合速率的日变化。模拟的结果表明：沙棘(Hippophae rhamnoides L. subsp. sinensis Rousi)的生物化学光合能力最强,茵陈蒿（Artemisia capillaris）的光呼吸速率最低,这两种植物的净光合速率高于其它植物种。刺槐（Robinia pseudoacacia）、铁杆蒿 (Artemisia gmelinii)、茵陈蒿和沙棘在午后出现的净光合速率下降主要是由气孔导度减小引起的,而苹果 (Malus pumila) 和柠条 (Caragana korshinskii)午后净光合速率的降低与叶肉细胞酶的活性降低有关。这些结论为未来的实验室测定提供了野外观测佐证。     

额济纳荒漠河岸胡杨林叶片气孔导度与微环境因子关系的模拟研究

以额济纳荒漠河岸胡杨(Populus euphratica)为研究对象,利用LI-6400光合测定仪于2005年5~9月份观测了胡杨叶片气体交换数据,研究了胡杨叶片气孔导度与光合速率、光合有效辐射与光合速率之间的关系.结果表明:(1)胡杨叶片净光合速率随气孔导度的增大而升高,但当气孔导度增加到一定值后,光合速率的增加变缓慢直至平稳,并主要是非气孔限制因素造成的;Ball-Berry模型(B-B模型)能够很好地描述气孔导度与光合速率之间的关系(R2=0.92).(2)叶片净光合速率随着有效辐射的变化符合非直角双曲线规律(R2=0.99).(3)B-B模型和非直角双曲线光合模型耦合后模拟值与观测值之间存在很好的正相关性(r=0.93),但耦合模型的模拟值还是较实测值偏大.因此,在干旱区还必须考虑水分限制因素对气孔开闭的控制作用,进一步构建适合干旱区生态系统特点的水-碳耦合循环机理模型.     

对一个气孔经验模型的电学类化分析和模拟检验

对Ｂａｌｌ等人提出的气孔经验模型进行了分析和模拟检验,分析是通过电学类比实现的,在引进叶片边界层导度很大等假设后可以从气孔内外ＣＯ２浓度之比保持恒定的实验事实推导出这个经验模型的表达式,在其它类似的实验事实的基础上已可作同样的推导。模拟检验中采用的是由我们建立的,较为完整的气孔对环境响应的机理性定性数学模型。两种方法得出结论是一致的：Ｂａｌｌ等人的经验模型有一定的局限性,因为它不能模拟边界层阻力叶     

云锦杜鹃夏季气体交换和水分利用效率日变化

云锦杜鹃净光合速率和气孔导度日变化曲线为"双峰"型,光合效率午间明显降低,主要由非气孔限制引起。表观量子效率和实际光化学效率的降低是非气孔限制形成和发展的深层原因。蒸腾速率的日变化为"单峰型",午间最高。水分利用效率早晚较高、午间较低。净光合速率、蒸腾速率、气孔导度和水分利用效率分别与一些环境因子的相关性达到0.01或0.05显著水平。利用多元逐步回归方法分别得到了净光合速率、胞间CO2浓度、蒸腾速率、气孔导度和水分利用效率与环境因子的最优方程。     

The Electrical Analogy Analysis and Simulation Testing of the Relationship Between Net Photosynthetic Rate and Stomatal Conductance

The hypothesis about the linear relationship between net photosynthetic rate and stomatal conductance, which had formed the basis of the empirical model proposed by Ball et al, was analyzed by analogy with electrical resistance and simulation testing. The results showed that the relationship between stomatal conductance and net photosynthetic rate was non-linear, but approaches a linear one when there was a large the boundary layer conductance of leaf. In addition, the way in which the ratio of CO2 concentrations in and out of the stomata changes with light and the influence of boundary layer conductance on the ratio had also been simulated.     

Effects of Boundary Layer Conductance on Leaf Gas Exchange

Using an improved gas-exchange technique for leaf chamber the authors' conclusions derived from electrical analogy analysis and simulation have been tested. In most devices for gas-exchange measurements, a fixed ventilation speed is used, which results in a fixed boundary layer conductance of leaf, but the results of experiments are often used to predict canopy transpiration or photosynthesis where the boundary layer conductance changes with the position of the leaf in the canopy and the wind speed above the canopy. To change the boundary layer conductance of a leaf, a barrier of variable size was inserted into the leaf chamber to decrease the wind speed over the leaf. The responses of stomatal conductance, net photosynthetic rate, and transpiration rate to light were then measured. The relationships amongst them have been tested. The experimental results matched well with the results predicted by electrical analogy analysis and simulation in most cases.     

两种生态型榕树的叶绿素含量、荧光特性和叶片气体交换日变化的比较研究

比较盆栽 生榕树和两栖型树的形态差异、叶片叶绿素含量、叶绿素荧光特性和气体交换的日变化。两栖型榕树具有较发达的气生根和水生不定根,叶片比陆生榕树宽,并有向中生性 倾向,陆生榕树的叶绿素含量比两栖榕树高,净光合速率略高于水培两栖型榕树,但明显高于土培两栖型榕树,蒸腾速率以水培两栖型树最高,陆生榕树次之,土培两栖型榕树最低,线性回归分析表明,三者的叶片气孔导度与净光合速率变化均呈正相关,气孔导度的变化     

香紫苏开花期蒸腾和光合作用日变化特征及其影响因子研究

对开花期香紫苏功能叶片的蒸腾作用、光合作用日变化规律以及二者与环境因子之间的相互作用进行了研究.结果表明:处于花期的香紫苏蒸腾速率和气孔导度的日变化总体趋势是先升高后降低;不同花期净光合速率的日变化之间则存在明显的差别,初花期的净光合速率明显高于盛花期和终花期;湿度和光合有效辐射是影响香紫苏蒸腾作用的最主要因素,而光合有效辐射和CO2浓度变化则对香紫苏的净光合速率影响最大.     

西双版纳热带雨林中两种生态型蕨类植物的光合特性比较研究

通过比较分布于西双版纳热带雨林林下生境中的附生鸟巢蕨（Neottopteris nidus）和地生网脉铁角蕨（Asplenium finlaysonianum）的光合特征和光合诱导特性,来研究不同生态型蕨类植物的光斑利用策略。研究结果表明,2种蕨类植物的最大净光合速率、暗呼吸速率、表观量子效率、光饱和点和光补偿点没有显著差异,但网脉铁角蕨的最大气孔导度远远高于鸟巢蕨,表明后者具有更强的光合水分利用效率。在暗处理3／J＇,时接着光照（光强为20I~mol-m-2,s。‘）30分钟后,网脉铁角蕨的初始气孔导度显著高于鸟巢蕨。连续照射饱和强光后,网脉铁角蕨达到最大净光合速率50％（T50％）和90％的时间（T90%）比鸟巢蕨短：网脉铁角蕨和鸟巢蕨的T50%分别为0．57和5．31分钟,T90％分别为5．85和26．33分钟。诱导过程中,气孔导度对强光的响应明显滞后于净光合速率。鸟巢蕨达到最大气孔导度的时间明显比网脉铁角蕨慢,但在光合诱导消失过程中2种蕨类植物的光合诱导维持能力却没有显著差异。上述结果表明,与大多数地生林下植物（如网脉铁角蕨）相比,附生鸟巢蕨的水分保护比碳获得更重要,但却限制了附生蕨对光斑的利用。     

不同水肥条件对春玉米光合运转关系的影响及其产量效应的研究

以两种土壤水分和４种土壤肥力水平对春玉米光合运转关系的影响及其产量效应进行了较深入的探讨。在土壤水分适宜条件下,不同土壤肥力春玉米叶片光合速率随肥力水平的提高而增加的主要原因是气孔因素的限制,光合速率与籽粒产量呈现极显著正相关关系。     

水稻叶片气孔导度与冠层反射光谱的定量关系分析

研究了不同土壤水氮条件下水稻(Oryza sativa)叶片气孔导度与冠层光谱反射特征的量化关系。结果表明,不同水分处理下,水稻不同叶位气孔导度变化趋势为:GsL1>GsL2>GsL3>GsL4。高于W3水分条件下,高氮处理的叶片气孔导度高于低氮处理,而低于W3水分条件下,高低氮处理条件下叶片气孔导度差异不显著。发现比值指数R(1 650,760)与不同叶位叶片及不同层次叶片气孔导度的相关性大小为:GsL1>GsL12>GsL123>GsL1234>GsL2>GsL3>GsL4(水稻顶部自上而下第一、二、三、四叶以及自上而下顶部2张、3张、4张叶片的气孔导度值分别表示为:GsL1、GsL2、GsL3、GsL4、GsL12、GsL123和GsL1234),而顶1叶气孔导度与叶面积指数的乘积(冠层叶片气孔导度)同比值指数R(1 650,760)相关程度更高。R(1 650,760)与顶1叶和冠层叶片气孔导度之间皆呈极显著的幂函数负相关。利用不同年份的不同水稻试验对两者的监测模型进行了检验,模型的检验误差RMSE分别为0.05和0.24,表明比值指数R(1 650,760)可以较好地监测不同水氮条件下水稻叶片的气孔开闭特征。     

6种热带雨林木本植物幼苗光合诱导的研究

 在晴天上午适宜条件下,测定了生长在模拟林下光环境中的6种热带雨林木本植物幼苗的光合特性和光合诱导特征。6种植物分别为先锋树种大穗野桐(Mallotus macrostachys),冠层树种绒毛番龙眼(Pometia tomentosa)、玉蕊(Barringtonia pendala)、望天树(Shorea chinensis)、滇南插柚紫(Linociera insignis)和林下灌木睫毛粗叶木(Lasianthus hookeri)。研究结果表明：暗处理3 h的叶片经连续饱和强光照射后,6种植物的净光合速率呈s形到双曲线形。6种植物达到90%最大净光合速率的时间为4.4～12.5 min,这与所报道的其它热带雨林中一些阴生植物的诱导速率相近。大穗野桐和睫毛粗叶木的诱导速率最快,达到50%和90%最大净光合速率的时间为其它4种冠层植物幼苗的1/2至1/3。诱导过程中,最大气孔导度对强光的响应明显滞后于净光合速率。充分诱导的叶片在黑暗中20 min后,6种植物的诱导状态都较高。其中,大穗野桐的诱导状态消失相对较快,这可能与其气孔导度和羧化能力的快速降低有关。玉蕊诱导状态的消失主要与生化限制有关,因为此时它的气孔导度仍维持相对较高的值。而睫毛粗叶木较高的气孔导度和羧化能力的维持导致了很高的诱导状态。林下植物这种对强光的快速反应和黑暗中高的维持状态对有效利用光斑具有重要的意义,这与其一生中在林下生长和更新的特点是一致的。