不同植物叶片水分利用效率对光和CO_2的响应与模拟_王建林VIP专享VIP免费

第28卷第2期2008年2月生态学报ACTAECOLOGICASINICAVo.l28,No.2Feb.,2008http://www.ecologica.cn基金项目:国家杰出青年基金资助项目(30225012);山东省中青年科学家奖励基金资助项目(2005BSB01177)收稿日期:2006�12�24;修订日期:2007�08�23作者简介:王建林(1976~),男,河北唐山人,博士,副教授,从事植物生理生态研究.E�mai:lwangjianlinrice@yahoo.com.cn*通讯作者Correspondingauthor.E�mai:lyugr@igsnrr.ac.cnFoundationitem:TheprojectwasfinanciallysupportedbyNationalScienceFoundationforTalentYouths(No.30225012),EncouragingFoundationforOutstandingYouthScientistsofShandongProvince(No.2005BSB01177)Receiveddate:2006�12�24;Accepteddate:2007�08�23Biography:WANGJian�Lin,Ph.D.,Associateprofessor,mainlyengagedinplantecology.E�mai:lwangjianlinrice@yahoo.com.cn不同植物叶片水分利用效率对光和CO2的响应与模拟王建林1,于贵瑞2,*,房全孝1,姜德锋1,齐�华3,王秋凤2(1.青岛农业大学,青岛�266109;2.中国科学院地理科学与资源研究所,北京�100101;3.沈阳农业大学,沈阳�110161)摘要:植物叶片水分利用效率的高低取决于气孔控制的光合作用和蒸腾作用两个相互耦合的过程,模拟水分利用效率对环境变化的响应特征和机制是理解生态系统碳循环和水循环及其耦合关系的基础。研究通过人工控制光强和CO2浓度,对叶片水分利用效率进行了研究。提出了植物水分利用效率在光强和CO2浓度共同作用下的估算模型。数据分析表明,该模型在包括C3和C4植物、草本和木本植物在内的9种植物上能很好地模拟水分利用效率对光强和CO2浓度共同作用的响应。该模型可以用于估算CO2浓度升高条件下光合速率的提高和蒸腾速率的降低对水分利用效率提高的贡献量。CO2浓度变化条件下,水分利用效率在不同植物之间有巨大差异,研究区域尺度植物的水分利用效率时至少需要将植物区分为C4植物和C3植物,其中C3植物区分为草本和木本植物3种生态功能型才能较为准确地估算植物的整体水分利用效率。应用本研究提出的水分利用效率估算模型和植物水分利用效率生态功能型分类标准,可以为建立以植物的水分利用效率为基本参数的陆地生态系统水循环模型和陆地生态系统生产力模型提供重要依据。关键词:水分利用效率;光强;CO2浓度;模拟文章编号:1000�0933(2008)02�0525�09�中图分类号:Q142,Q945,Q948�文献标识码:AResponsesofwateruseefficiencyofnineplantspeciestolightandCO2andit�smodeling�WANGJian�Lin1,YUGui�Rui2,*,FANGQuan�Xiao1,JIANGDe�Feng1,QIHua3,WANGQiu�Feng21QingdaoAgricuturalUniversity,Qingdao266109,China2InstituteofGeographicSciencesandNaturalResourcesResearch,ChineseAcademyofSciences,Beijing100101,China3ShenyangAgriculturalUniversity,Shenyang110161,ChinaActaEcologicaSinica,2008,28(2):0525~0533.Abstract:Photosynthesiscoupledwithtranspirationdetermineswateruseefficiency(WUE)atleafleve,landtheresponsesofWUEcontrolledbygasexchangesthroughstomatatoenvironmentwerethebasisofcarbonandwatercycleinecosystem.Inthispaper,byusingLi�6400PortablePhotosynthesisSystem(LI�COR),WUEatleaflevelwasanalyzedundercontrolledphotosyntheticphotonsfluxdensity(PPFD)andCO2concentrationconditionsacross9plantspeciesincludingmaize(Zeamays),sorghum(Sorghumvulgare),millet(Setariaitalica),soybean(Glycinemax),peanut(Arachisphyogaea),sweetpotato(Ipomoeabatatas),rice(Oryzasativa),massonpine(Pinusmassoniana)andSchimasuperba.WedevelopedanewmodeltoestmiatethewateruseefficiencyinresponsetothecombinedeffectsoflightandCO2concentration.Validationbyourmeasureddatashowedthatthismodelcouldsmiulatethechangesofwateruseefficiencyhttp://www.ecologica.cnverygoodundercombinedeffectoflightandCO2concentration.Anditcanestmiatecontributionofphotosynthesisincreaseandtranspirationdeclineonwateruseefficiency,owingtotheCO2c...