基于气候阻力的温室黄瓜蒸腾速率模拟

在北方地区玻璃温室内,观测黄瓜生长期叶温与温室内微气象因子,利用基于能量平衡方程和水汽扩散理论的叶-气温差方程计算植株气孔阻力(r i),结合同期气候阻力(r*)和边界层阻力(re)进行分析,结果发现:不同天气条件下r i/re的比值与r*/re比值之间呈极显著正相关关系,晴天时:r i/re=1.207(r*/re)-0.326(n=328,r=0.8055),阴天时:r i/re=0.169(r*/re)+0.278(n=222,r=0.8076)。根据此拟合方程,以r*/re代替r i/re代入修正后的P-M公式中计算温室黄瓜的蒸腾速率,与直接代入r i值的计算结果比较,结果晴天与阴天条件下的相对误差均<10%,一致性指数达0.96以上,说明利用拟合方程建立的模型模拟效果很好。此模型能够直接利用气象数据计算温室作物气孔阻力并进而计算蒸腾速率,使温室作物蒸腾速率的计算更简单方便,该文结果对同类温室和作物有参考价值。

表层阻力和环境因素对杨树(Populus sp.)人工林蒸散发的控制

在水资源短缺地区大面积栽植高耗水的人工林相比于低矮农作物会加剧地区的水分短缺,因而其可持续性正受到越来越多的关注。但是,在不同地域复杂的水、能量和气候条件下的人工林蒸散发的控制机制仍不清楚。基于涡度相关(EC)系统和微气象系统对北京市大兴区杨树(Populus euramerLcana CV."74/76")人工林生态系统与大气间水分交换的连续监测,(a)分析了2006-2009年生长季中生态系统蒸散发(ET)、表层阻力(R_s)、气候阻力(R_i)和空气动力学阻力(R_a)在干湿年份间的变化动态;(b)以偏相关分析法探讨了干旱和湿润年份中不同土壤水分条件下生物因素R_s和环境因素(R_i和R_a)对杨树人工林ET的直接控制作用。研究结果表明:在年际尺度上,干旱年份杨树人工林的日平均ET(2.23±1.30)mm/d低于湿润年份约17%,对应地,干旱年份的表层阻力(R_s:LAI)高于湿润年份(71.2 s/m)约50%,而R_i和R_a未表现出干湿年份间的差异。在季节尺度上,季节性的干旱胁迫显著影响杨树人工林的ET和R_s、R_i的变化,水分供应(降雨量与灌溉量之和)是该尺度上影响杨树人工林ET的主导因素,其解释了ET变化的71%(P<0.01)。偏相关分析结果表明,除了在土壤水分严重胁迫(REW<0.1)情况外,其他土壤水分条件下表层阻力R_s是日尺度上控制ET变化的主导因素,其与ET呈负相关关系,二阶相关系数(SOCC)变化范围为-0.518--0.293(P<0.01),且干旱年份中R_s对ET的控制程度高于湿润年份;环境因素中气候阻力R_i和空气动力学阻力R_a各自对ET的控制作用远小于表层阻力R_s;相对土壤含水量(REW)只在干旱年份中干旱胁迫时段(REW<0.4)直接影响ET(Pearson相关系数为0.217-0.323,P<0.01),其他情况下则是通过影响表层阻力R_s、气候阻力R_i和空气动力学阻力R_a对ET的作用来间接影响ET的。另外,相比于偏相关分析,简单的相关性分析会对各因素对ET的控制作用造成估计偏差。