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五种红树植物光合产量模型及对环境因子的响应

穆大刚  
【摘要】: 以木榄(Bruguiera gymnorriza)、白骨壤(Avicennia marina)、桐花树(Aegiceras corniculata)、秋茄(Kandelia candel)和海漆(Excoecaria agallocha)为对象,以光合作用对环境因子的响应为主线,建立了从叶片水平到群体冠层水平上的光合产量模型,探讨了从器官、个体到群体的光合产量对环境因子响应的定量关系。 将Farquhar提出的单叶片光合作用生理生化模型与气孔导度B-B模型相结合,建立了光合作用-气孔导度耦合模型。模型模拟结果与实际测量结果具有较好的一致性。在温度为25.0℃,光合有效辐射为1000μmol·m~(-2)s~(-1)的条件下,当外部CO2浓度倍增到720μmol·mol~(-1)时,白骨壤、木榄、桐花树、秋茄、海漆的光合速率分别提高22.56%,17.13%,18.43%,18.63%和18.41%。在大气CO2浓度和光合有效辐射通量密度不变的条件下,光合作用速率对温度的响应呈单峰型曲线,即有一个最适温度,5种红树植物的最适温度值均为26.5℃左右。大气CO2浓度和温度固定不变(分别为350μmol·mol~(-1)和25.0℃)时,光合作用对光合有效辐射的响应符合Michaelis-Menten反应曲线,模型在PAR1800μmol·m~(-2)s~(-1)时模拟精度较高(P0.01)。在典型晴天条件下,5种红树植物的光合速率日变化都出现两个极大值(分别在11时和15时左右),中午前后光合速率较低,模型模拟光合速率日变化与实测数值日变化趋势一致。本模型能较好地模拟5种红树植物光合产量以及对环境因子的响应,模拟预测精度较高(P0.01)。 以Ross和Nilson叶倾角分布模型为基础,分别建立了直接辐射和散射辐射在冠层内传输的子模型。冠层内的消光系数均有明显的日变化,且上午8时之前和下午16时之后随时间变化较大。在典型晴天条件下,单位土地面积日合成干物质总量(折合为CH2O)白骨壤为15.840g·m-2d-1,对于木榄、桐花树、秋茄、海漆其相应的值分别为22.254 g·m~(-2)d~(-1), 23.610 g·m~(-2)d~(-1),24.525 g·m~(-2)d~(-1)和25.996 g·m~(-2)d~(-1)。


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