中国南方早稻和北方冬小麦O3和CO2吸收通量观测和模型研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 佟磊 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2011-11-21 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 王效科 ; 冯宗炜 |
| 关键词 | 臭氧 ozone 二氧化碳 carbon dioxide 通量 flux 水稻 rice 冬小麦 winter wheat Jarvis 模型 Jarvis model 开顶箱 open top chamber ethylenediurea (EDU) ethylenediurea (EDU) 产量 yield |
| 其他题名 | O3 and CO2 Fluxes Monitoring and Modeling of Early Rice in Southern China and Winter Wheat in Northern China |
| 学位专业 | 生态学 |
| 中文摘要 | 臭氧（O3）是近地层最主要的光化学污染物之一，高浓度O3 可以严重损伤植物体生理结构和功能，抑制植物体正常生长和繁育。目前，近地层O3 污染已对作物生长构成严重威胁。大量研究表明，O3 对植物体的胁迫与植物体的O3 吸收量直接相关，定量分析作物O3 吸收通量的变化特征，明确O3 吸收通量与作物产量的关系，对进行科学的O3 风险评价和农作物保护具有重要作用。本研究以我国典型农作物—水稻和冬小麦为研究对象，利用开放式通量测量系统和开顶式O3 熏气系统分别进行了作物冠层水平和叶片水平的气体（O3 和CO2）吸收通量监测和模拟，同时通过喷施抗O3 试剂—EDU，比较了环境O3 浓度下，不同EDU处理对作物保护效果的差异，整个研究为定量分析O3 污染对我国农作物生长的影响提供了理论依据。主要研究结果如下： （1）晴天时，水稻和冬小麦的冠层O3 吸收通量在上午较高，中午明显下降，下午虽然有所回升，但其数值仍明显低于上午。 （2）晴天时，水稻冠层CO2 吸收通量的日变化趋势与光强因子的日变化趋势相同，二者均呈单峰型曲线变化，其峰值多出现在中午前后，而冬小麦冠层CO2吸收通量的日变化趋势与光强因子不同，其通量值通常在上午较高，下午较低。 （3）不同O3 处理间（40 nL·L-1、80 nL·L-1 和120 nL·L-1），水稻和冬小麦的冠层O3 吸收通量差异显著（p<0.05），但冠层CO2 吸收通量则无显著差异（p>0.05）。 （4）夜晚，水稻和冬小麦冠层对O3 具有明显的吸收作用，其吸收通量与白天冠层O3 吸收通量大多具有相同的数量级，其中水稻和冬小麦冠层O3 吸收通量的生长季平均值分别为10.7 和5.9 nmol·m-2·s-1（40 nL·L-1 处理）；16.9 nmol·m-2·s-1 和9.8 nmol·m-2·s-1（80 nL·L-1 处理）。 （5）水稻和冬小麦的冠层气体（O3 和CO2）吸收通量均呈单峰型生育期变化，其中冬小麦冠层O3 和CO2 吸收通量的生育期峰值均出现在孕穗期，而水稻冠层O3 和CO2 吸收通量的生育期峰值分别出现在蜡熟期和拔节期。 （6）两作物冠层气体吸收通量对各环境因子（温度、光强、水汽压差等）的响应模式与叶片气孔导度的响应模式相似，基于两参数对环境因子的响应结果，利用Jarvis 乘法模型实现了作物冠层水平和叶片水平的O3 吸收通量预测，两水平下的模型检验r2 值范围分别为0.62–0.78 和0.60–0.61。 （7）水稻实验中，气孔O3 吸收通量指标（AFst2）与相对产量的响应关系r2 值为0.63，明显高于O3 浓度指标（AOT40 和SUM06）的剂量反应r2 值（0.49 和0.51）；小麦实验中，两种指标的剂量反应r2 值相差较小，气孔O3 吸收通量指标（AFst4）的剂量反应r2 值为0.76，该值介于两O3 浓度指标（AOT40 和SUM06）的剂量反应r2 值（0.74 和0.81）之间。 （8）与对照结果相比，除个别作物生长指标经EDU 处理后略有增加外，EDU处理下，作物大部分生长指标均没有显著升高（p>0.05），相反，高浓度EDU 处理（水稻：450 mg·L-1 EDU；冬小麦：300 mg·L-1 EDU）显著抑制了水稻和冬小麦穗生物量的增加（p<0.05）。 |
| 学科主题 | 系统生态学 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2012-03-20 |
| 源URL | [http://ir.rcees.ac.cn/handle/311016/3562]  |
| 专题 | 生态环境研究中心_城市与区域生态国家重点实验室 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 佟磊. 中国南方早稻和北方冬小麦O3和CO2吸收通量观测和模型研究[D]. 北京. 中国科学院研究生院. 2011. |
入库方式： OAI收割
来源：生态环境研究中心
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