C_3植物光合作用日变化的模拟

对前人光合作用－气孔导度耦合模型进行了修正，建立了光合作用－蒸腾作用－气孔导度的耦合模型，它概括了叶片上各主要物理过程和生理过程之间的相互联系和制约关系。用数值方法研究了不同环境因子（太阳辐射、温度、湿度和风速等）对光合作用、蒸腾作用和气孔导度的日变化及中午降低（ｍｉｄｄａｙｄｅｐｒｅｓｓｉｏｎ）的影响。主要结果是：（１）当边界层导度减小时，光合“午睡”加剧，蒸腾作用减弱，但作为反馈调节，气孔导度增加。（２）气孔导度的最适温度最低，光合作用次之，蒸腾作用最适温度最高。当光合作用中午受到高温的胁迫时，气孔导度下降的幅度最大，光合作用次之，蒸腾作用的降幅最小。一天中，气孔导度降低的持续时间最长，蒸腾作用降低的持续时间最短。（３）空气绝对湿度越低，气孔导度越低，光合午睡越明显。蒸腾作用则决定于饱和水汽压差（Ｖｐｄ）和气孔导度两个因素的相反的作用。蒸腾作用随Ｖｐｄ增加而增大，但Ｖｐｄ超过一定值后，反而使蒸腾作用下降。（４）当温度在光合最适温度以上时，太阳辐射的增加使叶温增加，引起光合“午睡”的加剧和气孔导度的降低。（５）ｃｉ／ｃｓ在中午的降低表明气孔的关闭是光合作用“午睡”

植物光合生产力与冠层蒸散模拟研究进展

植物的光合与蒸腾的模拟已经从经验模型发展到过程模型的时代。概括地论述叶片和冠层尺度上,植物生理生态的基本过程。分析近年来几个有代表性的模型在模拟光合作用,蒸腾作用时,对这些过程的参数化处理的方法。即在叶片水平上,以Farquhar的叶片光合作用的生化模型,Ball-Berry的气孔导度模型等为基础。冠层模型是在Ross辐射传输理论的基础上,从叶片模型扩展而来。由于尺度扩展(scalingup)而带来生理与环境的相互作用的反馈机制的变化,寻求在简化和机理的完善之间恰当的平衡。

SIMULATION OF THE PHYSIOLOGICAL RESPONSES OF C 3 PLANT LEAVES TO ENVIRONMENTAL FACTORS BY A MODEL WHICH COMBINES STOMATAL CONDUCTANCE, PHOTOSYNTHESIS AND TRANSPIRATION

Transpiration element is included in the integrated stomatal conductance photosynthesis model by considering gaseous transfer processes, so the present model is capable to simulate the influence of boundary layer conductance. Leuning in his revised Ball's model replaced relative humidity with VPD s (the vapor pressure deficit from stomatal pore to leaf surface) and thereby made the relation with transpiration more straightforward, and made it possible for the regulation of transpiration and the influence of boundary layer conductance to be integrated into the combined model. If the differences in water vapor and CO 2 concentration between leaf and ambient air are considered, VPD s , the evaporative demand, is influenced by stomatal and boundary layer conductance. The physiological responses of photosynthesis, transpiration, and stomatal function, and the changes of intercellular CO 2 and water use efficiency to environmental factors, such as wind speed, photon flux density, leaf temperature and ambient CO 2, are analyzed. It is shown that if the boundary layer conductance drops to a level comparable with stomatal conductance, the results of simulation by the model presented here differ significantly from those by the previous model, and, in some cases, are more realistic than the latter.

农田生态系统模型与农业资源高效利用

在过去的几十年中 ,系统分析方法在农业研究中的应用有了较大的发展。在各种不同领域使用系统分析方法的科学家发展了许多不同类型的模型 ,其中有概念的、综合性的和概化的。模型的意义是在不同尺度上整合多学科的研究结果。概化模型用于土地利用的定量评价和在更高的尺度上的资源管理研究。其它模型可以为政策制定者提供战略的和技术的决策支持。作为信息技术和地学方法在农业中的应用 ,作物生长模型的研发是面向农田生态系统中的资源管理。其目标是应用系统分析方法 ,以作物生长模型为核心 ,以区域资源环境数据库为基础 ,建立基于遥感和地理信息系统的决策支持系统和作物长势监测与产量预报系统。