基于FLUXNET的CLM模型总初级生产力模拟评价与误差分析

总初级生产力(gross primary productivity,GPP)的准确估计是陆地生态系统碳循环研究以及未来气候变化预测的基础。本文利用全球通量网的通量观测数据评估了CLM4.5的GPP模拟效果,结合叶面积指数(leaf area index,LAI)观测数据分析了CLM4.5模型GPP模拟误差的主要原因,并对CLM4.5模型主要的光合参数进行敏感性分析,探讨改善光合作用模拟精度的可能途径。结果表明:CLM4.5对GPP的模拟效果优于CLM4,月尺度和年尺度GPP模拟值的平均绝对偏差分别降低15%和29%。但与观测值相比,CLM4.5模拟的GPP年总量仍然具有较大偏差,平均偏差为366.06 g C·m-2·a-1。不同植被功能型GPP模拟误差具有不同的季节变化特征,误差主要发生在春季和夏季。冠层顶部比叶面积、叶片碳氮比和叶片氮含量中Rubisco氮含量所占比例是GPP模拟的3个敏感参数。未来应主要从物候期及LAI模拟的改进、磷循环过程的影响、生态系统水平光合参数集的构建等方面实现对GPP模拟精度的提高。     

低丘红壤区稻田实际蒸散特征及其气象影响因素

本研究分析了低丘红壤地区晚稻全生育期田间气象观测数据,阐明了水稻各生育期实际蒸散量特征及规律,采用通径分析方法与Beven敏感性公式对比研究了气象因子对实际蒸散的影响。结果表明:全生育期蒸散实测值为290.6 mm,其中移栽-分蘖期实测蒸散量最大,为96.9 mm,占全生育期蒸散量的33.3%;逐日蒸散整体呈现先增加后逐渐减小的趋势,高峰期出现在水稻分蘖中后期;一天中稻田蒸散逐时动态变化总体遵循"早晚低、中午高"的倒"U"单峰型变化规律,天气条件和生长期不同时也会产生一定的差异;通径分析与敏感性分析表明,净辐射、相对湿度等气象因子具有较高的总贡献系数和敏感性系数,是影响该区稻田蒸散的主要气象因素;其次为最高气温、最低气温、平均温度3个温度因子,而风速对蒸散的影响作用较小;蒸散量变化与气象因子间的关系存在时间尺度差异,相比于逐时尺度,逐日尺度上各气象因子对实际蒸散量的影响效果更为明显。     

亚高温胁迫解除后铜绿微囊藻的生长恢复

以25 ℃为对照,研究了在35 ℃亚高温条件下处理3、6和12 d后转入正常条件培养的铜绿微囊藻的生长恢复过程,测定了铜绿微囊藻的细胞密度、叶绿素a、类胡萝卜素、丙二醛和酶活性.结果表明： 35 ℃条件下铜绿微囊藻细胞生长受到显著抑制,第12天的细胞密度和叶绿素a含量分别比对照下降了14.5%和22.3%,类胡萝卜素的合成未受到明显抑制,胁迫时间越长,超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性越高,丙二醛含量越高.胁迫解除后,藻的生长得以恢复,丙二醛含量与酶活性下降,35 ℃处理3、6和12 d分别出现低补偿、超补偿和等补偿生长,胁迫时间是影响补偿生长程度的重要因素.在恢复培养后期,处理组与对照之间的差异逐渐减小,各生长参数趋于稳定.对细胞密度和叶绿素a含量随胁迫时间、恢复时间的变化进行拟合发现,铜绿微囊藻的补偿效应与水华发生的过程存在相似性,这种生物内源特性为制定湖泊水华的预测体系提供了理论依据.     

桐麦间作对小麦生理生长的影响

桐麦间作对小麦生理生长的影响＊景元书（南京气象学院,２１００４４）吴运英（中国林科院林业研究所,北京１０００９１）ＴｈｅＩｎｆｌｕｅｎｃｅｓｏｆｐａｕｌｏｗｎｉａ┐ｗｈｅａｔＩｎｔｅｒｃｒｏｐｐｉｎｇｏｎＰｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌＲｅａｃｔｉｏｎａｎ...     

植物叶片最大羧化速率与叶氮含量关系的变异性

叶片最大羧化速率是表征植物光合能力的关键参数, 受到光照、温度、水分、CO₂浓度、叶片氮含量等多个要素的控制。准确地模拟植物叶片最大羧化速率对环境因子的响应是预测未来植被生产力和碳循环过程的前提。目前大多数陆地碳循环过程模型以Farqhuar光合作用模型为基础模拟植物的光合作用, 关于植物叶片的最大羧化速率与叶氮含量关系的模拟方法却各不相同。该文汇总了1990-2013年国内外植物叶片光合速率观测研究文献中叶片最大羧化速率与叶氮含量的关系式及相关数据, 分析了叶片最大羧化速率与叶氮含量关系随不同植被功能型和时间的变化特征, 以及环境因子变化条件下最大羧化速率与叶氮含量关系的变化特征, 探讨了二者关系变异性的可能原因以及影响因子。结果表明: 1)不同功能型植物叶片的最大羧化速率和叶氮含量的关系存在较大差异, 二者线性关系式的斜率平均值变化范围为16.29-50.25 μmol CO₂·g N^-1·s^-1。落叶植被叶片的最大羧化速率随叶氮含量的变化率和光合氮利用效率一般都高于常绿植被, 其变异主要源于植物的比叶重和叶片内部氮素分配的差异。2)叶片最大羧化速率随叶氮含量的变化存在季节和年际变异。在没有受到水分胁迫的年份中, 叶片最大羧化速率随叶氮含量变化的速率一般在春季或夏季最高, 其季节变异与比叶重和叶氮在Rubisco的分配比例的季节变化有关。受到干旱的影响, 叶片最大羧化速率随叶氮含量的变化率会升高。3)当大气CO₂浓度增加时, 由于叶片中Rubisco含量的降低, 多年生针叶叶片最大羧化速率和叶氮关系斜率值会出现降低; 当供氮水平增加时, 叶片最大羧化速率和叶片氮含量均表现出增加趋势, 二者线性关系的斜率也相应增加。在此基础上, 该文指出在模拟叶片最大羧化速率与叶氮含量的关系时, 应考虑叶片比叶重和叶氮在Rubisco中的分配比例的季节变异、水分胁迫、大气CO₂浓度和供氮水平变化对二者关系的影响。囿于数据的有限性, 今后应进一步加强多因子控制实验研究, 深入探讨叶片最大羧化速率与叶氮含量关系的变异性机理, 并获得更系统的观测数据, 以助生态系统过程模型的改进, 提高模型的模拟精度。     

低丘红壤区农田水热通量变化特征及气候学足迹

农田水热通量的变化特征以及气候学足迹分析对加强区域气候资源管理和提高红壤地区水热资源利用率有重要意义.利用低丘红壤区的大孔径闪烁仪和自动气象站数据,在保证数据质量的基础上,详细分析了低丘红壤区农田在非雨季、作物生长旺期不同时间尺度水热通量的变化特征和观测通量的源区分布特征.结果表明: 水热通量的日变化呈单峰型,但与晴天相比较,多云天的日变化曲线波动更为复杂;无论是旬尺度还是月尺度, 8月的水热通量整体上都大于9月,且净辐射通量都更多地用于潜热交换,但9月潜热通量所占净辐射比例相较于8月有所减少,感热通量则相反;受气象条件(尤其是风)、稳定度和下垫面状况影响,不同时间尺度的观测通量源区特征不同;结合下垫面作物来看,不同时间尺度源区的通量贡献来源也不同.     

农桐间作系统辐射传输对农作物产量和品质的影响

农桐间作系统中泡酮对小麦产量的影响主要是千粒重,对其它产量组分影响不大,小麦产量灵：距树行越近,产量越低;与对照相比,５ｍ处减产２．１％,２．０ｍ处减产３．７％,树行处减产１５．６％,在严重遮荫期,当ＰＡＲ减少率大于１７．０％和４．０％时,分别开始影响小麦产量和千粒重。泡酮对小麦产量的显著影响距树行５ｍ以内,对千粒重的显著影响范围则延伸到距树行１０ｍ以内,农桐间作不同结构对夏物（小麦）产量的影响表